KR20090022151A

KR20090022151A - 프락시 모바일 아이피 및 모바일 아이피 정보 전달 방법을이용하는 이동 통신 시스템의 이동성 관리 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20090022151A
Application number: KR1020070087255A
Authority: KR
Inventors: 서경주; 최성호; 배범식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-04
Also published as: KR101373354B1

Abstract

본 발명은 이동통신 네트워크에서 프락시 모바일 IP 및 fast Mobile IP를 이용하여 단말의 주소 및 이동성을 관리하는 방법 및 시스템에 대한 것이다. 본 발명에 따른 프락시 모바일 IP 및 Fast Mobile IP를 사용하는 이동 통신 시스템에서 단말의 이동성을 관리하기 위한 방법은, 단말(AT)과 기지국(AN), 액세스 게이트웨이(AGW), 홈 에이전트 (HA), 인증 및 과금 서버(AAA)를 포함하며 이동 네트워크간의 액세스 기술이 다른 경우에도 프락시 모바일 IP 및 fast Mobile IP를 이용하여 등록 과정을 수행함에 있어서 액세스 게이트웨이(AGW)간의 정보 교환을 통해서 등록 과정의 절차를 간소화한다. 이를 통해 이동성 지원을 보다 신속하고 용이하게 할 수 있다.

Proxy Mobile IP, 3GPP2 UMB, Mobility Management

Description

프락시 모바일 아이피 및 모바일 아이피 정보 전달 방법을 이용하는 이동 통신 시스템의 이동성 관리 방법 및 시스템{MOBILITY MANAGEMENT METHOD AND SYSTEM USING PROXY MOBILE IP AND MOBILE IP CONTEXT TRANSFER IN A MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템의 이동성 관리를 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 모바일 아이피(Mobile IP) 또는 프락시 모바일 아이피(Proxy Mobile IP)를 지원하는 이동 통신 시스템에서 단말의 이동성을 관리하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적인 이동 통신 시스템들 중 대표적인 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2) 시스템과 CDMA(Code Division Multiple Access) 1x 시스템 및 EV-DO(Evolution Data Only) 시스템과 같은 이동 통신 시스템에서는 무선 자원의 관리를 기지국(Access Network : 이하 "AN"이라 칭함)이 담당한다. 그리고 상기 각 시스템들에서 코어 네트워크(Core Network : 이하 "CN"이라 칭함)의 별도의 개 체(entity)인 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Serving Node : 이하 "PDSN"이라 칭함)는 패킷 데이터 통신과 관련된 절차를 수행한다.

상기한 바와 같은 이동 통신 시스템은 단말의 이동 환경에서 모바일 IPv4, 모바일 IPv6를 사용하여 이동성을 제공하여 왔다. 하지만 상기한 모바일 IP의 방법들은 보다 많은 데이터를 보다 빠른 속도로 전송하기 위해서는 부적합한 면이 있다. 즉, 상기한 이동 통신 시스템들에서는 보다 많은 양의 데이터를 고속으로 전송하기 위해 많은 개선이 이루어지고 있다. 이와 같이 이동 통신 시스템들에서 보다 많은 양의 데이터를 보다 고속으로 전송하기 위한 방안 중 하나로 3GPP2에서는 Ultra Mobile Broadband( 이하 "UMB"라 칭함)의 방법이 제안되고 있다. 상기 UMB 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서는 모바일 IP를 현재의 방법 그대로 사용하기에 적합하지 않다. 따라서 UMB를 보다 효율적으로 지원할 수 있는 방안중의 하나로서 프락시 모바일 IP(Proxy MIP)를 사용하는 방안이 논의되고 있다.

한편 UMB 내에서 뿐 만아니라 다른 액세스 네트워크 기술을 사용하는 네트워크를 단말이 이동하는 경우, 즉 예를 들면 UMB 네트워크와 3GPP, 또는 WiMAX 네트워크에 걸쳐 단말이 이동하는 경우에 있어서도 프락시 모바일 IP를 이용하여 이동성을 보다 효율적으로 지원하는 방안이 필요하다. 즉 종래의 CDMA 1x 또는 EV-DO 시스템에서 사용되던 MIP의 방법은 접속 및 호 처리 과정에 있어서 많은 시간을 필요로 한다. 따라서 모바일 IP는 심플 IP(Simple IP)에 비하여 이동성을 제공하는 측면은 있지만 그 접속 및 호 처리, 보안 과정에 있어서 이동성 지원을 위한 보안 과정, 호 처리 과정 및 데이터 베이스 관리를 위하여 요구되는 시간으로 인하여 시 간 지연이라는 문제점이 발생하였다.

종래의 인터넷 통신에서는 모바일 IP의 이동성 지원의 시간 지연의 문제를 해결하기 위하여 fast Mobile IP(이하 "FMIP"라 한다)가 해결책으로 제기되어왔다. 그러나 이동 통신 시스템의 무선 접속 과정에서 절차의 복잡성과 상이성 등의 이유로 이동 통신 시스템에 적용된 사례는 없다. 따라서 현재 이동 통신 시스템에서는 FMIP 방식을 적용할 수 없으며, 현재까지는 모바일 아이피를 이용하여 고속으로 이동성 자원을 관리하고, 보안, 호처리 과정 및 데이터 베이스 관리를 빠르게 수행할 수 있는 방법이 없다는 문제가 있다.

따라서 본 발명에서는 고속 패킷 데이터를 제공하기 위해 진화되고 있는 이동 통신 시스템에서 단말의 빠른 이동성을 지원하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다.

본 발명에서는 소정의 이동 통신 시스템에서 다른 이동 통신 시스템으로 핸드오버가 이루어질 시 단말에게 빠른 핸드오버를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방법은, 프락시 모바일 아이피(PMIP)를 사용하는 이동통신 시스템의 타겟 액세스 게이트웨이로의 단말의 핸드오버 방법으로, 빠른 바인딩 갱신 메시지를 타겟 액세스 게이트웨이에서 소스 게이트웨이로 전송하여 상기 단말의 이동성 관리를 위한 정보를 적어도 하나 이상 수신하는 과정과, 상기 단말로 라우터 광고 메시지에 이전 소스 액세스 게이트웨이에서 사용하던 이전 홈주소 혹은 홈 네트워크 프리픽스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 전송하는 과정과, 상기 타겟 액세스 게이트웨이에서 상기 소스 액세스 게이트웨이와 설정된 인터페이스를 통해 데이터를 수신하여 상기 단말로 제공하는 과정을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시스템은, 프락시 모바일 아이피를 사용하며, 단말의 핸드오버를 지원하기 위한 이동통신 시스템으로, 빠른 바인딩 갱신 메시지를 타겟 액세스 게이트웨이로부터 소스 액세스 게이트웨이로 전송하여 상기 단말의 이동성 관리를 위한 메시지를 수신하고, 상기 소스 액세스 게이트웨이와 상기 타겟 액세스 게이트웨이 사이에 설정된 인터페이스를 통해 데이터를 수신하여 상기 단말로 제공하며, 상기 빠른 바인딩 갱신 응답 메시지 수신 시 이를 트리거링(trigerring)으로 하여 홈 에이전트에 단말의 이동 상황을 관리하기 위한 메시지를 전송하여 홈 에이전트와 인터페이스를 설정하는 타겟 액세스 게이트웨이와, 상기 단말의 이동을 검출하면, 데이터를 버퍼링하고, 상기 타겟 액세스 게이트웨이로 제공하며, 상기 빠른 바인딩 갱신 메시지 수신 시 상기 단말의 이동성 정보 관리를 위한 정보를 적어도 하나 포함하는 빠른 응답 메시지를 제공하는 소스 액세스 게이트웨이를 포함한다.

본 발명에 따르면, 모바일 IP 사용시 단말이 이동하는 경우 모바일 IP의 사용을 위하여 등록 과정에서 데이터 통신을 위한 호 설정 지연을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한 단말이 다른 액세스 네트워크로 이동할 경우 호 재 설정에서 발생하는 시간상의 지연을 해소할 수 있는 이점이 있다. 따라서 같은 액세스 기술을 사용하는 네트워크 혹은 다른 액세스 기술을 사용하는 이동 시스템에서 효율적으로 호 설정과 등록 과정을 수행함으로써 보다 신속하고 효율적으로 단말의 이동성을 관리하고 데이터 통신을 처리할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서 이는 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

후술되는 본 발명에서는 이동 통신 시스템을 위해 프락시 모바일 IP를 사용하여 단말의 이동성 관리 방법을 제공하기 위한 내용이 기술될 것이다. 이하 본 발명을 구체적으로 설명하는데 있어, 3GPP2를 기반으로 하는 UMB시스템을 이용할 것이며, 본 발명은 3GPP의 진화된 이동 통신 시스템인 EPC(Evolved Packet Core) 혹은 WiMAX의 진화된 시스템에서도 이용 가능할 것이다. 또한 본 발명은 3GPP2를 기반으로 하는 UMB 시스템과 WiMAX, 3GPP와 같은 다른 무선 접속 기술을 사용하는 네트워크로 단말이 이동하는 경우에도 이용 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 이동 통신상의 프락시 모바일 IP 및 정보 전달(context transfer)을 이용한 인터넷 통신 방법으로 유사한 기술적 배경 및 채널 형태를 가지는 여타의 이동통신 시스템에서도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이동 통신 시스템 환경에서 전체적인 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에서는 일 예로서 3GPP2 UMB 시스템과 WiMAX, 3GPP LTE 네트워크 구조를 도시하였다.

액세스 네트워크들(Access Network : 이하 "AN"이라 칭함)(121, 122)은 각각의 서비스 영역인 셀 내에 위치하는 단말(Access Terminal : 이하 "AT"라 칭함)(110)과 무선 채널을 통해 접속을 설정하고 통신을 수행한다. AT(110)는 액세스 게이트웨이들(Access Gateway: 이하 "AGW"라 칭함)(105, 106)을 통해 인터넷과 같은 패킷 데이터 네트워크에 접속하는 단말을 칭한다. 상기의 AGW(105, 106)에는 다른 네트워크를 홈 네트워크로 하는 단말이 상기 AGW(105, 106)가 관장하는 네트워크 영역으로 이동해 왔을 때 이동 해온 단말의 패킷 데이터 네트워크의 접속의 기능을 담당하는 외부 에이전트(Foreign Agent)기능(도 1에는 도시되지 않음)이 구비되어 있다.

도 1에서는 패킷 데이터 네트워크의 주요한 네트워크 개체로서 홈 에이전트들(Home Agent : 이하 "HA"라 칭함)(102, 103)과 인증 및 과금(Authentication, Authorization and Accounting : 이하 "AAA"라 칭함) 서버(101)를 도시하였다. 또한 각 AN들(121, 122)과 AGW들(105, 106), SRNC들(131, 132)과 AGW들(105, 106) 사이에는 단말의 이동성을 관리하기 위한 인터페이스와 데이터 경로(data path)가 존재한다. 본 발명에서 AT(110)는 IP 프로토콜 스텍을 가지는 단말로서 프락시 모발일 IP에 의해서 이동성 관리가 수행될 수 있다.

한편 본 발명에서 네트워크 3(이하 "NW3"로 표기)(145)은 WiMAX, UMB, 혹은 3GPP 네트워크이고, NW3에는 참조부호 107로 표기된 네트워크 개체(network entity)인 액세스 서비스 네트워크 게이트웨이(Access Service Network- Gateway : 이하 "ASN-GW"라 함), 게이트웨이(GW), 서빙 게이트웨이(Serving Gate way : 이하 "S-GW"라 함) 또는 액세스 게이트웨이(AGW), 또는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)을 포함한다. 여기서는 설명의 편의를 위해 액세스 게이트웨이라 칭하기로 한다. 그리고 상기 NW3의 액세스 게이트웨이에는 참조부호 123으로 표기된 네트워크 개체인 기지국(BS 또는 AN3 또는 e-Node B)이 연결되어 있으며, 상기 기지국을 통해 단말(AT)(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행할 수 있다.

이때, 네트워크 1(이하 "NW 1"이라 함)(123) 하에 있던 단말(AT)(110)은 핸드 오프를 통해서 UMB 네트워크인 NW 2(143), 또는 UMB 네트워크 또는 WiMAX, 3GPP 네트워크인 NW3(145)으로 이동할 수 있으며 NW1과 NW2는 상기에서 설명된 바와 같이 AGW와 AN을 포함한다. 또한 참조부호 103으로 표기된 홈 에이전트 2(Home Agent : HA2 )는 3GPP 네트워크의 경우 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway : P-GW 또는 PDN-GW 로 표기)의 역할을 담당할 수 있다.

참조부호 102로 표기된 홈에이전트(home agent : HA1)와 AGW 1(105) 또는 AGW 2 (106) 사이는 IPv6의 방식으로 통신을 수행하며, PMIPv6 및 FMIP 방식을 이용하여 일부 호처리를 지원할 수 있는 네트워크이다.

본 발명에서는 AGW1(105)과 AGW2(106) 사이에 정보 전달(context transfer)을 위하여 FMIP의 일부 호처리 과정이 지원된다. 이때, 상기 단말(AT)(110)이 NW1(141)에서 NW 2(143)로 이동하더라도 홈에이전트 HA 1(102)을 공유하고, AGW1(105)과 AGW2(106)의 FMIP 일부 호처리 과정을 통해서 AGW2(106)가 상기 단말(110)의 통신을 위해 홈 에이전트로 사용할 HA가 HA1(102)이라는 것을 알 수 있다. 또한 단말(110)이 이동해간 AGW2(106)가 홈 네트워크 프리픽스, 이전의 AGW1(105)에서의 Proxy-CoA 등을 정보 전달(context transfer) 방법으로 전달받을 수 있다. 이를 통해 본 발명은 단말의 이동성 등록 절차에 있어서 세션을 유지하면서 단말의 등록 절차를 보다 빠르게 수행할 수 있는 장점이 있다. 이러한 자세한 과정은 후술한 도 2 및 도 3에서 더 상세히 설명하기로 한다. 또한 단말(110)은 NW 1(141)에서 NW 2(143) 혹은 그 반대 방향으로 핸드오프 하거나 혹은 NW 1(141) 에서 NW 3(145) 혹은 그 반대 방향으로 핸드오프 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반응적인(reactive) 환경하에서 단말의 이동성 관리 절차를 나타낸 메시지 흐름도이다.

도 2는 도 1에서 단말(110)이 NW 1(141)에서 NW 2(143)로 핸드오프 하는 경우를 들어 설명을 할 것이다. 하지만 비슷한 환경 즉, Proxy mobile IP와 FMIP의 일부 메시지가 지원되는 환경이라면 본 발명의 기본 아이디어를 적용할 수 있음은 물론이다.

201 단계는 AT(110), source AN(121), source AGW 1(105), HA(102)간 데이터 통신 채널이 설정되어 통신을 수행하는 상황을 도시하였다. 이때, 네트워크가 UMB라면, source AGW(105)와 source AN(121) 사이에 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널을 통해서 데이터 통신을 수행하게 된다. 그리고 203 단계에서는 AT(110)가 target AN(122)을 활성 집합(active set)에 포함하기를 요청하는 과 정을 도시하였다. 이때, Target SRNC(132)는 Source SRNC(131)로부터 AT(110)의 세션 정보를 가져온다(fetch). 그런 후 205 단계에서 AT(110)는 Target AN(122)으로 L2 스위칭(L2 fast switching)을 실행하고, target AN(122)과 Source AN(121) 사이에는 Layer 2 tunnel protocol(이하 "L2TP"이라 함)을 이용하여 터널 만든 후 상기 터널을 통해서 데이터의 전송이 계속 이루어진다. 이후 Target SRNC(132)가 target AN(122)으로 세션 정보를 전송한다.

207 단계에서 Source AGW(105)는 자신의 링크에 일정시간 동안 AT(110)가 없는 것을 알게 되거나 혹은 Source AGW(105)가 AT(110)의 이동을 알게된 경우 AT(110)를 위한 패킷을 버퍼링한다. 그리고, 209 단계에서 target AN(122)과 Target AGW(106) 사이의 시그널링 인터페이스 설정을 위해서 target AN(122)에서 Target AGW(106)으로 프락시 등록 메시지(proxy registration request : 이하 "Proxy RRQ", 또는 "PRRQ"로 표기함)를 전송한다. 그리고 상기 PRRQ에 대한 대한 응답으로서 target AN(122)은 Target AGW(106)로부터 프락시 등록 응답 메시지(proxy registration response : 이하 "Proxy RRP", 또는 "PRRP"라 함)를 수신한다. 이를 통해 이후 데이터 통신을 위해 필요한 정보, 예를 들면 GRE 키 등을 설정하게 된다.

211 단계에서는 Target AN(122)이 Target SRNC(132) 또는 source AN(121)에게 Target AGW(106)의 주소와 GRE 키 등을 알려준다(notify). 그리고 Target SRNC(132) 혹은 Source AN(121)은 그에 대한 응답(acknowledgement)을 보내게 된다.

그리고 213 단계에서 target AGW(106)은 source AGW(105)로 빠른 바인딩 갱신(Fast Binding Update : 이하 "FBU"라 함) 메시지를 보내어 AT(110)와 관련된 정보를 요청할 수 있다. 그러면 215 단계에서 Source AGW(105)는 상기 FBU에 대한 응답으로 빠른 바인딩 응답(Fast Binding Acknowledgement : 이하 "FBack"라 함) 메시지와 함께 핸드오프와 관련된 정보 전달(context transfer)을 수행한다. 상기 213 단계와 상기 215 단계에서 사용되는 메시지의 포맷 및 옵션(option)의 형태는 도 2 및 도 3의 설명 이후에 설명하기로 한다.

217 단계에서는 Target AGW(106)은 HA(102)로 프락시 등록 요청 메시지인 프락시 바인딩 갱신(Proxy binding update : 이하 "PBU"라 함) 메시지를 전송하여 Target AGW(106)과 HA(102) 사이의 인터페이스를 설정한다. 상기의 215 단계와 상기 217 단계는 병행하여(parallel) 수행될 수 있는 과정으로 215 단계에서 Target AGW(106)가 AT(110)를 위한 HA(102)의 정보를 획득하여 수행될 수 있는 과정이다. 그런 후 219 단계에서는 Source AGW(105)와 Target AGW(106) 사이에 설정된 인터페이스를 통해서 패킷이 전달된다.

또한 221 단계에서 AGW(106)은 HA(102)로부터 상기 프락시 등록 요청 메시지에 대한 응답으로 프락시 바인딩 응답(Proxy binding acknowledgement : 이하 "PBAck"이라 함)를 수신한다. 그러면 Target AGW(106)는 223 단계에서 AT(110)가 IPv6 단말이라면 AGW(106)로부터 AT(110)로 라우터 광고(router advertisement) 메시지에 홈 네트워크 프리픽스(HN-Prefix)를 포함하여 전송한다. 이를 통해 AT(110)가 이전 게이트 웨이 sourec AGW(105)에서 사용하던 홈주소 (HoA)와 같은 주소를 생성하도록 한다. 이와 같이 이전 게이트 웨이 sourec AGW(105)에서 사용하던 홈주소 (HoA)와 같은 주소를 이용함으로써 AT(110)는 핸드오버시에도 끊김없는 서비스를 지원받을 수 있다. 한편 223 단계에서 AT(110)가 IPv4 단말이라면 AGW(106)로부터 AT(110)로 응답 메시지인 빠른 처리 DHCP 응답 메시지(DHCP Acknowledgement with rapid commit)에 이전 게이트웨이인 sourec AGW(105)에서 사용하던 홈주소(HoA)를 보냄으로써 단말의 핸드오버 시에도 끊김없는 서비스를 지원하도록 한다.

상술한 과정을 통해 핸드오버 절차가 마무리 되면 225 단계에서 Target AN(122), target AGW(106) 및 HA(102)간 데이터 통신 채널이 설정되며, 이를 통해 데이터 통신이 가능하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 예측적인(Predictive) 환경에서 단말의 이동성 관리 절차를 나타낸 메시지 흐름도이다.

도 3은 앞에서 설명한 도 1을 이용하여 설명할 것이며, AT(110)가 NW 1(141)에서 NW 2(143)로 핸드오프하는 경우를 예로써 설명할 것이다. 하지만 비슷한 환경 즉, Proxy mobile IP와 FMIP의 일부 메시지가 지원되는 환경이라면 본 발명의 기본 사상을 적용할 수 있음은 물론이다.

301 단계는 도 2에서와 같이 AT(110), source AN(121), source AGW 1(105) 및 HA(102)간 통신 채널이 설정되어 통신을 수행할 수 있는 상태를 도시하였다. 이때 네트워크가 UMB라면 source AGW(105)와 source AN(121) 사이에 GRE 터널을 통해서 데이터 통신을 수행하게 된다.

그리고 303 단계에서 AT(110)는 target AN(122)을 활성 집합(active set)에 포함하기를 요청하는 과정을 도시하였다. 이때, Target SRNC(132)은 Source SRNC(131)로부터 세션 정보를 가져온다(fetch). 그리고 305 단계에서 AT(110)는 Target AN(122)으로 L2 스위칭(L2 fast switching)을 수행한다. 따라서 target AN(122)과 Source AN(121) 사이에는 L2TP 터널을 통해서 데이터 전송이 이루어지며 이후 Target SRNC(132)가 target AN(122)으로 세션 정보를 전송한다. 그러면 307 단계에서 Source-AGW(105)는 Source AN(121) 또는 Source SRNC(131)를 통해서 AT(110)의 핸드오프 사실을 통지받는다(indicated). 따라서 Source AGW(105)는 AT(110)를 위한 패킷을 버퍼링한다.

그런 후 309 단계에서 target AN(122)과 Target AGW(106) 사이의 시그널링 인터페이스 설정을 위해서 target AN(122)에서 Target AGW(106)으로 Proxy RRQ를 전송한다. 그리고 그에 대한 응답으로서 target AN(122)은 Target AGW(106)로부터 Proxy RRP를 수신한다. 이를 통해 이후 데이터 통신을 위해 필요한 정보, 예를 들면 GRE 키 등을 설정하게 된다. 그리고 311 단계에서는 Target AN(122)은 Target SRNC(132) 혹은 source AN(121)에게 Target AGW(106)의 주소와 GRE 키 등을 알려준다(notify). 그러면 Target SRNC(132) 혹은 Source AN(121)은 그에 대한 응답 (acknowledgement)을 Target AN(122)으로 전송한다.

그리고 313 단계에서 source AGW(105)은 target AGW(106)로 핸드오버 개시(handover initiation : 이하 "HI"라 함) 메시지를 생성하여 전송한다. 이때 source AGW(105)은 target AGW(106)로 핸드오버를 위한 정보를 전달(context transfer)을 수행한다. 그러면 315 단계에서 Target AGW(106)은 source AGW(105)로 이동성 관리를 위한 정보를 전달 받은데 대한 응답으로 핸드오버 응답(Handover Acknowledgement : 이하 "HAck"라 함) 메시지를 전송한다. 그런 후 317 단계에서 Source AGW(105)와 Target AGW(106) 사이에 설정된 인터페이스를 통해서 패킷이 전달되고 319 단계에서 Target AGW(106)에 전달된 데이터는 Target AGW(106)에 버퍼링(buffering) 된다.

이후 321 단계에서 AT(110)가 IPv6 단말이라면 AGW(106)로부터 AT(110)로 라우터 광고(router advertisement) 메시지에 홈 네트워크 프리픽스(HN-Prefix)를 함께 전송함으로써 AT(110)가 이전 게이트웨이인 sourec AGW(105)에서 사용하던 홈주소(HoA)와 같은 주소를 생성하도록 한다. 이를 통해 단말의 핸드오버 시에도 끊김없는 서비스를 지원하도록 한다. 한편 321 단계에서 AT(110)가 IPv4 단말이라면 AGW(106)로부터 AT(110)로 응답 메시지인 빠른 처리 옵션을 가진 DHCP 응답 메시지(DHCP Acknowledgement with rapid commit)에 이전 게이트웨이인 sourec AGW(105)에서 사용하던 홈주소(HoA)와 같은 주소를 보냄으로써 단말의 핸드오버시에도 끊김없는 서비스를 지원하도록 한다.

그리고 323 단계에서는 Target AGW(106)은 HA(102)에게 프락시 등록 요청 메시지인 PBU 메시지를 전송하여 Target AGW(106)과 HA(102) 사이의 인터페이스를 설정한다. 325 단계에서 PBU에 대한 응답으로서 target AGW(106)은 HA(102)로부터 이하 PBAck를 수신하게 된다.

상기의 321 단계는 Target AGW(106)와 HA(102) 사이의 인터페이스를 설정한 다음인 325 단계 이후에 실행하거나 병행하여(parallel) 수행하는 것도 가능할 것이나 보다 정확한 프로세스를 위해서는 321 단계가 323 내지 325 단계 후에 실시하는 것이 더 안정적이라 하겠다. 핸드오버 절차가 마무리 되면 327 단계에서 Target AN(122), target AGW(106) 및 HA(102)간 데이터 통신 채널이 설정되며, 이를 통해 데이터 통신이 가능하게 된다.

다음에서는 본 발명의 단말의 이동성 관리 절차를 지원하기 위한 정보 전달 방법에 대해서 설명하기로 한다. 앞에서 상술한 도 2 와 도 3에서 설명한 바와 같이 정보 전달을 위하여 반응적인(reactive) 방법에서는 FBAck 메시지가 사용되고, 예상적인 방법에서는(Predictive)에서는 HI 메시지가 사용된다. 기본적으로 이 두 메시지의 기본 포맷은 FMIP의 메시지 포맷을 따르며 추가적으로 다음과 같은 정보를 포함하는 옵션(option)을 포함하게 된다. 즉, AT(110)의 식별자(identifier)로서 네트워크 접속 식별자(Network Access Identifier : 이하 "NAI"라 함) 정보, AT(110)의 홈 주소(Home address) 정보, source AGW(105)에서의 프락시 의탁 주소(Proxy CoA) 즉, serving AGW(105)의 주소 정보, target AGW(106)에서의 프락시 의탁 주소(Proxy CoA) 정보 즉, target AGW(106)의 주소 정보, 단말의 주소 생성을 위하여 사용되는 Home Network prefix 정보 등을 나타내는 옵션을 포함하게 된다.

상기에서 NAI 옵션은 NAI 정보를 포함하며, 이는 PMIP을 위한 이동성 관리(mobility management) 및 인증(authentication)과 관련하여 주요 정보로 PMIP 이동성 관리 정보와 함께 활용될 수 있다. 또한 상기에서 Serving AGW 혹은 Target AGW에서의 프락시 의탁 주소(Proxy CoA(care of address))란 PMIP에서는 게이트웨이가 단말을 대신해서 등록 요청을 하게 되므로 게이트웨이의 주소가 단말을 위한 바인딩 캐쉬의 데이터 베이스에 등록되게 되어 있는바 Sourec(Serving) 혹은 Target 게이트웨이의 주소를 Proxy CoA로 명명한다.

이외에도 추가적으로 필요한 정보들을 옵션으로 정의할 수 있다. 상기 옵션들 중 일부는 하기에서 <표 1> 내지 <표 4>로 설명하기로 한다.

한편 반응적인(reactive) 방법에서 정보 전달을 요청하는 FBU 메시지에는 source AGW(105)에서의 프락시 의탁 주소(Proxy CoA), target AGW(106)에서의 프락시 의탁 주소(Proxy CoA) 정보를 옵션으로 추가하여 정보 전달을 위한 bi-directional tunnel의 두 끝 지점(end)을 알려준다. 또한 예측적인(Predictive) 방법에서 정보를 전달 받은 것에 대한 응답 메시지인 HAck에는 target AGW(106)에서의 프락시 의탁주소(Proxy CoA) 정보를 옵션으로 추가하여 source AGW(105)가 target AGW(106)에서의 프락시 의탁주소(Proxy CoA)를 터널의 끝 지점으로 활용하도록 한다.

정보 전달을 위하여 본 발명에선 구체적 실시 예로 메시지 옵션으로서 종래에 존재하는 옵션 이외에 추가적으로 몇가지 옵션 등만을 언급하였으나 PPP 상태 관리를 위한 LCP state, IPCP state, IPv6CP state, CCP state 등과, header compression state, QoS state, TFTv4 State, TFTv6 state, Vendor specific state 등의 정보도 전달되야 할 경우가 있으며 본 발명에서 그 구체적 설명은 생략하기로 한다.

하기 설명에서 추가적으로 정의되는 옵션인 <표 1> 내지 <표 4>에 대해 살펴보기로 한다. 이하에서 설명되는 각 메시지가 차지하는 길이는 byte의 길이로 표기하였으며 필요한 경우 bit를 명기하였다. 또한 추가되는 메시지 옵션(option)은 TLV(type , length, value)의 형태를 취하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 메시지 옵션 포맷 1은 홈 에이전트(Home Agent)의 주소를 알리기 위한 메시지 옵션으로 이를 표로 도시하면 하기 <표 1>과 같이 도시할 수 있다.

Type (1 byte)	Length (1 byte)	Reserved (2 bytes)
Home Agent (16 bytes)

상기 <표 1>을 살펴보면, 메시지의 옵션 타입을 알리기 위한 message type 필드, 메시지의 길이를 알려주기 위한 length 필드, 향후 사용을 위해 reserved 필드, 홈 에이전트의 주소를 나타내는 Home Agent 필드를 포함한다.

다음으로, 본 발명에 따른 메시지 옵션 포맷 2는 보안 키(Security Key)와 관련된 메시지로 하기 <표 2>와 같이 도시할 수 있다.

Type (1 byte)	Length (1 byte)	Reserved (2 bytes)
PMIP related Key (16 bytes : TBD)

상기 <표 2>에서 PMIP 관련 키를 나타내는 PMIP 관련 키(related key) 필드가 존재한다. 상기 PMIP 관련 키 필드에는 일예로 PMN-AN-RK와 같은 AGW와 eBS 사이의 키인 PMN-AN-HA 키를 생성하는데 사용되는 루트 키(root key) 등이 전달 될 수 있다.

다음으로 본 발명에 따른 메시지 옵션 포맷 3은 설정된 터널의 라이프 타임(life time)과 관련된 메시지로서 표로 도시하면 하기 <표 3>과 같이 도시할 수 있다.

Type (1 byte)	Length (1 byte)	Reserved (2 bytes)
Lifetime (2 bytes)		Reserved (2 bytes)

마지막으로 본 발명에 따른 메시지 옵션 포맷 4는 GRE key와 관련된 메시지로서 표로 도시하면 하기 <표 4>와 같이 도시할 수 있다.

Type (1 byte)	Length (1 byte)	Reserved (2 bytes)
GRE key (4 bytes)
lifetime (2 bytes)		Reserved (2 bytes)

상기 <표 4>의 메시지 옵션 포맷 4는 GRE key와 키의 라이프 타임 정보를 포함한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타겟 액세스 게이트 웨이에서 핸드오버 시의 동작 흐름도이다. 일반적으로 타겟 액세스 게이트 웨이란 단말이 핸드오버 시에 이동해갈 네트워크의 액세스 게이트웨이를 의미하는 것이다. 이하의 설명에서 네트워크의 구성은 전술한 도 1의 구성을 그대로 사용하기로 한다.

타겟 AGW(106)은 401 단계에서 Target AN(122)으로부터 AN(122)과 AGW(106) 사이에 PMIP 인터페이스를 설정하기 위한 PRRQ 메시지를 수신하고 Target AN(122)으로 PRRQ 메시지에 대한 응답으로 PRRP 메시지를 보낸다.

그런 후 403 단계에서 네트워크가 반응적인(reactive) 방법을 지원하느냐, 아니면 예상적인(predictive) 방법을 지원하느냐에 따라서 Target AGW(106)의 동작이 분기하게 된다.

반응적인(Reactive) 방법을 지원하는 경우 타겟 AGW(106)는 411 단계에서 Target AGW(106)은 Source AGW(105)로 FBU 메시지를 보내어 이동성 관리를 위한 정보 전달을 요청하게 된다. 그런 후 413 단계에서 Target AGW(106)은 source AGW(105)로부터 이동성 관리를 위한 정보를 FBAck 메시지를 통해 정보를 전달(context transfer)을 받으면 415 단계에서 Target AGW(106)은 Home Agent(102)로 프락시 등록 요청 메시지인 PBU 메시지를 전송한다. 413 단계와 415 단계는 413 단계에서 HA 정보를 얻는대로 병행하여(parallel) 일어날 수 있는 과정이다. 그런 후 타겟 AGW(106)로 417 단계에서 Source AGW(105)와 설정된 인터페이스를 통해서 패킷이 전달된다. 이후 419 단계에서 HA(102)로부터 상기 415단계의 PBU 메시지에 대한 응답으로 PBAck 메시지를 수신하게 된다.

그리고 421 단계에서 타겟 AGW(106)는 AT(110)가 IPv6 단말인 경우 AGW(106)로부터 AT(110)로 라우터 광고(router advertisement) 메시지에 홈 네트워크 프리픽스(HN-Prefix)를 함께 전송함으로써 AT(110)가 이전 게이트웨이인 Source AGW(105)에서 사용하던 홈주소(HoA)와 같은 주소를 생성하도록 한다. 이를 통해 단말의 핸드오버시에도 끊김없는 서비스를 지원하도록 한다. 상술한 바와 같이 핸드오버 절차가 마무리 되면 423 단계에서 Target AN(122), target AGW(106), HA(102)간에 설정된 통신 채널을 통해 데이터 통신이 가능하게 된다.

한편 403 단계에서 예상적인(Predictive) 방법을 네트워크가 지원한다면 441 단계로 분기하여 441 단계에서 Target AGW(106)는 Source AGW(105)로부터 HI 메시지를 통하여 이동성 관리를 위한 정보를 전달(context transfer) 받는다. 그리고 443 단계에서 Target AGW(106)은 source AGW(105)로 이동성 관리를 위한 정보를 전달 받은데 대한 응답으로 HAck 메시지를 보내게 되고, 445 단계에서 Source AGW(105)와 Target AGW(106) 사이에 설정된 인터페이스를 통해서 패킷이 전달된다. 그런 후 447 단계에서 Target AGW(106)에 전달된 데이터는 Target AGW(106)에 버퍼링(buffering) 된다.

이후 449 단계에서 타겟 AGW(106)는 AT(110)가 IPv6 단말인 경우 AGW(106) 로부터 AT(110)로 라우터 광고(router advertisement) 메시지에 이전의 source AGW (105)로부터 전달받은 홈 네트워크 프리픽스(HN-Prefix)를 함께 전송함으로써 AT(110)가 이전 게이트웨이인 serving AGW(105)에서 사용하던 홈주소(HoA)와 같은 주소를 생성하도록 한다. 이를 통해 단말의 핸드오버 시에도 끊김없는 서비스를 지원하도록 한다. 449 단계는 정보 전송을 다 받은 449 단계에서 이루어지거나 target AGW(106)과 HA(102) 사이에 인터페이스를 설정한 후인 453 단계 이후 즉 454 단계에 이루어져도 무방하다.

451 단계에서 Target AGW(106)는 Home Agent(102)로 프락시 등록 요청 메시지인 PBU 메시지를 전송한다. 453 단계에서 HA(102)로부터 상기 프락시 등록 요청 메시지에 대한 응답으로 프락시 등록 응답 메시지인 PBack 메시지를 수신하게 된다. 핸드오버 절차가 마무리 되면 455 단계에서 Target AN(122), target AGW(106), HA(102) 사이에 설정된 통신 채널을 통한 데이터 통신이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이동 통신 시스템 환경에서 전체적인 동작을 설명하기 위한 개념도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반응적인(reactive) 환경하에서 단말의 이동성 관리 절차를 나타낸 메시지 흐름도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 예측적인(Predictive) 환경에서 단말의 이 동성 관리 절차를 나타낸 메시지 흐름도,

도 4는본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타겟 액세스 게이트 웨이에서 핸드오버 시의 동작 흐름도.

Claims

프락시 모바일 아이피(PMIP)를 사용하는 이동통신 시스템의 타겟 액세스 게이트웨이로의 단말의 핸드오버 방법에 있어서,

빠른 바인딩 갱신 메시지를 타겟 액세스 게이트웨이에서 소스 게이트웨이로 전송하여 상기 단말의 이동성 관리를 위한 정보를 적어도 하나 이상 수신하는 과정과,

상기 단말로 라우터 광고 메시지에 이전 소스 액세스 게이트웨이에서 사용하던 이전 홈주소 혹은 홈 네트워크 프리픽스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 전송하는 과정과,

상기 타겟 액세스 게이트웨이에서 상기 소스 액세스 게이트웨이와 설정된 인터페이스를 통해 데이터를 수신하여 상기 단말로 제공하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
프락시 모바일 아이피(PMIP)를 사용하는 이동통신 시스템의 타겟 액세스 게이트웨이로의 단말의 핸드오버 방법에 있어서,

소스 액세스 게이트웨이로부터 상기 타겟 액세스 게이트웨이로 핸드오버 개시 메시지를 통해 상기 단말의 이동성 관리를 위한 정보를 적어도 하나 이상 수신하고, 이에 대한 응답 메시지를 전송하는 과정과,

상기 소스 액세스 게이트웨이와 연결된 인터페이스를 이용하여 수신된 데이터를 버퍼링하는 과정과,

상기 단말로 라우터 광고 메시지에 이전의 소스 액세스 게이트웨이에서 사용하던 이전 홈주소 또는 홈 네트워크 프리픽스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 전송하는 과정과,

상기 타겟 액세스 게이트웨이에서 상기 소스 액세스 게이트웨이와 설정된 인터페이스를 통해 데이터를 수신하여 상기 단말로 제공하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단말의 이동성 관리를 위한 정보는 네트워크 접속 식별자(Network Access Identifier) 정보, 상기 단말의 홈 주소(Home address) 정보, 소스 액세스 게이트웨이에서의 프락시 의탁주소 (Proxy CoA) 정보, 타겟 액세스 게이트웨이에서의 프락시 의탁주소 정보, 단말의 주소 생성을 위하여 사용되는 홈 네트워크 프리픽스 정보, 홈 에이전트(Home Agent)의 주소 정보, 보안 관련하여 PMIP 관련 키(related key) 정보, 터널의 라이프 타임(life time) 정보, GRE key와 키의 라이프 타임 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
프락시 모바일 아이피를 사용하며, 단말의 핸드오버를 지원하기 위한 이동통신 시스템에 있어서,

빠른 바인딩 갱신 메시지를 타겟 액세스 게이트웨이로부터 소스 액세스 게이트웨이로 전송하여 상기 단말의 이동성 관리를 위한 메시지를 수신하고, 상기 소스 액세스 게이트웨이와 상기 타겟 액세스 게이트웨이 사이에 설정된 인터페이스를 통해 데이터를 수신하여 상기 단말로 제공하며, 상기 빠른 바인딩 갱신 응답 메시지 수신 시 이를 트리거링(trigerring)으로 하여 홈 에이전트에 단말의 이동 상황을 관리하기 위한 메시지를 전송하여 홈 에이전트와 인터페이스를 설정하는 타겟 액세스 게이트웨이와,

상기 단말의 이동을 검출하면, 데이터를 버퍼링하고, 상기 타겟 액세스 게이트웨이로 제공하며, 상기 빠른 바인딩 갱신 메시지 수신 시 상기 단말의 이동성 정보 관리를 위한 정보를 적어도 하나 포함하는 빠른 응답 메시지를 제공하는 소스 액세스 게이트웨이를 포함함을 특징으로 하는 단말의 이동성 관리를 위한 시스템.