Wireless ATM 기술

1. Wireless ATM 기술 Jun Kyun Choi jkchoi@icu.ac.kr Tel) 866-6122

2. 목차 • ATM-Forum의 WATM 표준화 동향 • Why Wireless ATM(WATM) ? • What is WATM ? • Impact of Wireless on ATM • Standardization bodies for WATM • Reference Model for WATM • WATM Development Scenario • WATM Study Issues • Location Management와 Rerouting의 기술 • 향후 전망 및 결론

3. Radio Access “ R ” Specification ATM-Forum의 WATM 표준화 동향 • 96년 8월에 WATM Working Group이 출범 • Radio Access Layer와 Mobile ATM 두 부분으로 나누어 표준화를 진행 Control Plane User Plane Mobility Control ATM Adaptation Layer ATM Layer Wireless Control Data Link Control Medium Access Control Radio Physical Layer Mobility “ M ” Specification

4. Why Wireless ATM ? • 3세대(3rd Generation)의 새로운 서비스 - Higher bit rates - QoS for wireless users • 광대역(ATM) 망을 단일 백본으로 하여 표준화되는 추세 - Integration of networks - Multi service devices • 적합한 주파수 대역(frequency band)이 현재 가용 - 5 GHz in Europe, USA, soon in Japan - Wireless trend, big market • Wireless Broadband Access is inevitable

5. What is WATM ? Wireless ATM Data base ATM ATM Gateway Switch ATM Switch Radio ATM Mobile ATM • Mobile user에게 투명하게 ATM 연결을 하는 것 • Radio ATM은 ATM connection에 대해 무선(Wireless)만 확장한 개념 • Mobile ATM은 정상적인 ATM에서 mobility를 지원하기 위하여 필요한 부분을 기능적으로 확장한 것(즉, Signalling, LM, Handover기능 추가 필요)

6. 1st Stage : WATM with NO Mobility Wireless ATM Desktop PC Access point Workstation ATM ATM LAN Laptop computer Data Radio ATM Normal ATM • Mobility없이 WLL과 유사하게 Wireless 단말만 연결 하는 것 • LAN 댁내(Premises)에 Wireless ATM terminal로 연결만 하는 것 • 전혀 Mobility 기능이 없음(그러나 Wireless 단말로 설정해서 사용은 가능)

7. PCS over ATM A C E I R H L R B S C T C M S C ATM / PSTN V L R PCS Radio IF Mobile ATM 2nd Stage : WATM with PCS

8. Radio Utilization • Universal Access to B-ISDN network 2 GHzUMTS/ FPLMTS B-ISDN/ATMnetwork with mobilecapabilities 5/17 GHzHiperlan type 2/3 40/60 GHzMBS

9. WATM Problem(1) : Medium Problems • Radio Interface (Radio ATM) • -신뢰성 있는 전송 매체(transmission medium)를보장 • e.g. fiber  error correction/detection • -Short cell들에 있어서효율적인 전송 • -Unreliable radio link상에서라도QoS는 보장

10. Network side (Mobile ATM) Mobility를 지원하기 위한 Signalling 기능을 수정 보완 새로운 기능들 Mobility Management Function(Handover, LM등) Call/Connection Control Resource Management Call Admission Control(CAC) 기능 Security(보안) WATM Problem(2) : Mobility Problems

11. Protocol Stack for Solution ATM Applications ATM API (Xopen/Winsockets 2.0) Control and Signaling (Q.2931 + M, UNI 4.0, ...) User Process (TCP, ...) ATM Adaptation Layer (SAAL, AAL1...ALL5) 기존의 Signalling 기능의 확장적인 측면 ATM Layer wireless DLC wireless MAC SDH/SONET TAXI UTP-3 wireless interface Physical Layer

12. Standardization Bodies for WATM International • ITU-T/R • - FPLMTS Europe United States • ETSI • - RES10 (HIPERLAN) • - SMG3/SMG5 (UMTS) • ACTS • - Median • - Magic WAND • UMTS Forum • 5 GHz • - Supernet(WINForum) • - NII (Apple) ATM Forum WATM Working Group • 2.4 GHz • - IEEE 802.11 Japan MMAC-PC • MMAC : Multimedia Mobile Access Communication

13. Outdoors Vehicle Walk Fixed Indoors Premises Office room WATM Target Environment Mobility UMTS/ FPLMTS Wireless ATM (5 GHz Radio) 0.5 2 20 155 Information rate (Mbit/s)

14. Work Items for WATM • Radio ATM • - Radio physical layer • - MAC for wireless channel (with QoS) • - Data link control for wireless channel errors • - Wireless control protocol for radio resource management • Mobile ATM • - Handover control (signalling/NNI extensions, etc) • Routing & Rerouting 문제 • - Location management for mobile terminals • - Routing considerations for mobile connections • - Traffic/QoS control for mobile connections • - Wireless network management

15. BSC IWF BSC IWF BSC IWF WATM Reference Architecture ATM Switch Mobile Switches w/ Mobile End-Users Mobile End Users Mobile Supporting ATM Switch for End User Device Mobility EU Mobile Supporting ATM Switch for Switch Mobility S S/EU EU S/EU Mobile ATM Switch S/EU Fixed NW EU S/EU EU Mobile, Mobility Supporting ATM for Switch Mobility EU S Ad-Hoc Subnets S F S/EU EU End User Terminal S Mobile Switch w/Fixed End Users Mobile End User Terminal Forwarding Node F EU Ad Hoc Network Central Controller Indicates a radio link Indicates a wired link EU Fixed, Wireless Components Wireless Access Point Interworking w/PCS Wireless Terminal Adapter

16. WMATM Terminal User Appli. AAL ATM WAL A P C P PNNI-M UNI-M BICI-M PNNI-M UNI-M BICI-M PNNI’ UNI’ BICI’ PNNI’ UNI’ BICI’ UNI-M SAAL SAAL SAAL User Appli. ATM ATM ATM AAL ATM PHY PHY PHY ATM PHY WAL PHY UNI + M UNI + M End-user M.S.ATM Switch End-user M.S.ATM Switch ATM ATM SAAL SAAL PHY PHY ATM ATM ATM PHY PHY WAL WAL WATM Reference Model for Mobile End Users End User Mobility Supporting ATM Network (1) Mobile End-Users Networks (1) U-Plane Wireless Access Point ATM Switch C-Plane ATM ATM U-Plane WAL PHY PHY PHY WMATM Terminal Adaptor APCP MATM Terminal SAAL C-Plane ATM U-Plane WAL PHY C-Plane

17. Control function Inf. 1 SCF SMF UIM PCC MMF CCF PMM Communication Control Plane Inf.2 PAC TAC Inf.3 PRRC PRC RadioResource Control Plane ATMC PATMC Inf.4 PRTR RTR Portable Terminal Side Network Side : logical interface : physical interface Generic Functional Architecture Model for WATM

18. Functional Entities in WATM (I) • Portable terminal side(단말 측면) - UIM(User Identification Management function)  User구분, LM 할 때 인증 및 Security 필요 - PMM(Portable Mobility Management function) - PCC(Portable Call control and Connection control function) - PAC(Portable terminal Access Control function)  무선 Link의 Session 관리, 감독(단말기가 살아 있는지, Power문제) - PRRC(Portable Radio Resource Control function)  Radio Resource 할당 & 해제 문제 - PRTR(Portable Radio Transmission and Reception)  Radio 계층에서 실제로 Data를 주고 받는 계층 - PATMC(Portable ATM Connection function)  ATM, AAL 기능을 넣어 주는 곳

19. Functional Entities in WATM (II) • Network side(망 측면) - SCF(Service Control Function)  망에서 Service User의 Profile을 가지고 있다가 Base Station에서 필요할 때 자료를 가지고 와 관리하는 곳 - MMF(Mobility Management Function) - SMF(Security Management Function) - TAC(Terminal Access Control function) - CCF(Call control and Connection control Function) - RRC(Radio Resource Control function) - RTR(Radio Transmission and Reception function) - ATMC(ATM Connection function)

20. WATM Development Scenario (I) Phase 0 - Fixed Wireless : Wireless ATM terminal : ATM Switch I12 : Wireless Link I1 Fixed AP : Access Point ATM NW AP I2

21. AP I12 AP I1 I1 Fixed Fixed AP ATM NW ATM NW I2 I2 WATM Development Scenario (II) Phase 1 - End System Mobility : Wireless Mobile ATM terminal I5 : : Wireless ATM terminal Wireless ATM terminal AP AP I4 I4 : Mobile ATM terminal I6 : End-user Mobility Supporting ATM Switch I14 : : ATM Switch ATM Switch BSC IWF : : Wireless Link Wireless Link I3 I0 : : Access Point Access Point BSC : Base Station Controller w/ IWF ATM Interworking Function

22. AP AP WATM Development Scenario (III) Phase 2 - Infrastructure Mobility : Wireless Mobile ATM terminal I13 : Wireless ATM terminal Mobile ATM NW : Mobile ATM terminal I10 I5 : Network Mobility I9 AP AP AP Supporting ATM Switch AP I4 I8 I4 : End-user Mobility Supporting ATM Switch I6 I7 I11 : ATM Switch I14 Network Mobility Supporting ATM NW BSC End-user Mobility IWF Supporting ATM NW : Mobile ATM Switch I0 I3 : : Wireless Link Wireless Link I12 : : Access Point Access Point I1 Fixed BSC ATM NW : Base Station Controller w/ AP IWF ATM Interworking Function I2

23. BSC IWF WATM Development Scenario (IV) Phase 3 - Ad Hoc Networking : Dual Mode terminal I5 : Wireless Mobile ATM terminal I13 Mobile ATM NW I16 : Wireless ATM terminal : Mobile ATM terminal I5 Other I10 Wireless I9 : Network Mobility Network Supporting ATM Switch I4 I8 I15 I4 : End-user Mobility Supporting ATM Switch I7 I6 I14 I11 : ATM Switch BSC Network Mobility End-user Mobility IWF : Mobile ATM Switch Supporting ATM NW Supporting ATM NW : Wireless Link I0 : Base Station Controller w/ I3 I5 I4 ATM Interworking Function : Access Point I12 I5 I5 F I1 F : Ad Hoc Forwarding Terminal Fixed I5 ATM NW : Ad Hoc Central Controller Terminal I2

24. WATM Spec. Release 1.0 • 5.2 GHz, 25 Mbps • WATM Reference Model • Radio Interface Functional Requirements (Radio Indep.) • Switch/AP(Access Point) Interface Specification • UNI 4.0 Signalling Modification • Traffic Management 4.0 Modification • P-NNI 1.0 Modification • Network Management Modification

25. WATM Study Issues • Integrated vs. Distributed Model • Wireless Access Layer • Handover Issues • Location Management Issues • New Signalling Method

26. Integrated Model for WATM Mobile Terminal Integrated Mobile ATM Switch + Access Point Application Control Functions Control Functions MC MC CC RRM CC WCAC RM CAC Q.2931+ Q.2931 M APCP +M AALx SAAL SAAL ATM ATM Radio DLC + MAC Radio DLC + MAC Radio PHY PHY Radio PHY

27. Distributed Model for WATM Mobile Terminal Mobility Enhanced ATM Switch Application Control Functions Control Functions MC MC M-UNI CC CC RM CAC Wireless Access Point Q.2931+ RRM Q.2931 M WCAC APCP APCP +M APCP SAAL AALx SAAL SAAL ATM ATM ATM Radio DLC + Radio DLC + MAC MAC Radio PHY PHY Radio PHY PHY

28. Wireless Access Layer • Radio PHY Function: AIR Interface를 통과하는 비트들을 전송 - RF related functions • MAC: 공유하는 개체에서 통과하는 대중 파티들을 관리 - Scheduler based on QoS - MAC PDU handler • Radio DLC: ATM 계층에서 나타날 수 있는 BER을 줄이는 역할 - Error control functions (ARQ, FEC etc.)

29. 연구 항목 연 구 내 용 ( QoS ) 효율적인 핸드오버 기법 개발 셀 무결성 및 보장 l 핸드오버 시그널링 메시지 및 신택스 확장 정의 l NNI 최적화 라우팅을 위한 의 새로운 기능 연구 l 효율적인 위치 관리 기법 개발 l 위치 관리 시그널링 메시지 및 신택스 확장 정의 l PCS 기존 셀룰라 시스템과 의 위치 관리 서비스와 연동 l NNI 라우팅 핸드오버로 인한 경로 변경과 확장 및 루프 제거를 위한 변경 l 어드레싱 단말기 및 액세스 포인트에 대한 주소 할당 l 이동 단말을 위한 효율적인 트래픽 제어 기법 개발 l QoS 트래픽과 QoS 핸드오버 이후의 동적인 재협상 l 제어 QoS 트래픽 및 제어를 위한 시그널링 연구 l 성능 관리 l 무선 망 관리 장애의 확인 및 제거 l 동적인 망 구성 변경 l Wireless ATM을 위한 주요 연구 항목

30. ATM-Forum의 연구 현황(Handover & Location Management) • 핸드오버(Handover) • 요구사항 및 이슈 정립 • 다양한 핸드오버 기법 제안 • 경로 확장 및 경로 재라우팅 기법 • COS(CrossOver Switch) 스위치 선택 기법 • 셀 버퍼링 및 재전송 기법 • Signalling Syntax 확장 제안 • 위치 관리(Location Management) • 요구사항 정립 • 위치 관리 기법 제안: Mobile PNNI, LR(Location Registers) 방식 • Signalling Syntax 확장 제안

31. 핸드오버 유형 설 명 Intra-cell 현재 단말기가 있는 셀 내에서 사용중인 채널 ( 타임 슬롯 ) 을 Handover 바꾸는 핸드오버 Inter-cell 이동 단말기가 셀 경계를 넘어가서 다른 셀과 통신하는 핸드오 Handover 버 Inter-network 서로 다른 망 간에 핸드오버 Handover 이전 링크에서 새로운 링크로 스위칭하는 과정에서 하나의 링 Hard handover 크와만 통화 Soft handover 동시에 두 개 이상의 링크와 통화 핸드오버 기법 • 목적 : 단말기의 이동 중에도 협상된 QoS를 보장하면서 중단 없는 서비스(Seamless)를 제공 • 핸드오버 유형

32. 요 구 사 항 설 명 Low latency 가능한 한 짧은 핸드오버 시간 사설망과 공중망뿐만 아니라 , 다양한 망 구성에 대한 Scalability 확장성 QoS guarantee 적절한 QoS 를 보장 일반적인 Low signaling 요구사항 핸드오버 관련 신호 메시지 최소화 traffic Minimal 추가적인 지연을 초래하는 셀 버퍼링의 최소화 buffering Registration and 이동 단말기와 망 간에 설정된 등록 및 인증 관련 기 authentication 밀성 보장 Data integrity 셀 손실과 중복 방지 및 순서 보장 ATM 고유의 요구사항 Group handover 다중 VC 핸드오버 요구사항 에 대한 그룹 핸드오버 지원

33. 핸드오버 이슈 설 명 현재 사용하는 종단간의 연결에 핸드오버할 기지국까지의 새로운 세그먼트를 추가하는 방식 . Path extension 신속한 핸드오버와 셀 손실 방지 및 구현이 간단하지만 , 경로 최적 화 알고리즘이 필요 . 경로 재설정 방식 기존의 종단간 연결구간에 존재하는 COS 에서 핸드오버할 기지국까 지 경로를 재구성하는 방식 . Path rerouting 구현이 복잡하고 데이터 무결성 보장이 어렵지만 , 경로 최적화 과 정을 거치지 않아도 최적 라우팅에 근접 Static COS 핸드오버 시간이 짧고 , COS 선택을 위한 시그널링과 프로세싱 부하 selection 가 감소 COS 선택 방식 Dynamic COS 최적 라우팅에 근접한 경로를 설정할 수 있지만 , COS 선택을 위한 selection 지연과 핸드오버 이슈 셀 순서 오류가 발생의 가능성 Forward handover 새로운 액세스 포인트를 통한 핸드오버 프로세싱 핸드오버 요구방식 Backward handover 이전 액세스 포인트를 통한 핸드오버 프로세싱 Control plane 기존 ATM 시그널링 프로토콜에 이동성을 지원하기 위한 확장된 기 핸드오버 signaling 능을 추가하는 방식으로 hop-by-hop 모드로 동작하므로 느림 시그널링 User plane 매 hop 마다 프로세싱하는 제어 평면 시그널링에 비해 매우 빠른 시 방식 signaling 그널링이 가능하지만 ATM 표준이 아님

34. Handover request received ? WATM의 일반적인 핸드오버 수행과정 START • STEP1 : Forward or backward handover STEP 1 NO YES • STEP2 : Dynamic COS selection STEP 2 COS SELECTION New segment establishment STEP 3 • STEP3 : Path extension or rerouting YES Retransmission for lossless cell transmission • STEP4 : Cell buffering and retransmission If retransmission required ? STEP 4 NO Data path switching and old path release STEP 5 • STEP5 : Hard or soft handover YES If route optimization required ? Route optimization STEP 6 • STEP6 : Route optimization between the • endpoint NO END

35. 핸드오버 요구 (STEP 1) Handover control messages Handover control messages BSOLD BSNEW BSOLD BSNEW Handover Handover (a) Backward handover (b) Forward handover STEP1 : Handover Request

36. Handover implementations COS = Far-end switch Static COS search Dynamic COS search COS = Anchor switch COS = Old base station Optimal path computation during handover Base-station-based handover Increasing COS distance from the mobile COS 선택 방식 (STEP2) STEP2 : COS selection scheme

37. 경로 재설정 (STEP3) • New segment setup • COS 1 : Path Rerouting의 경우 COS • 부분 경로 재구성 • COS 2 : Path Extension의 경우 COS • 기존 경로를 새로운 기지국까지 확장 Far-end Terminal ATM switch COS 1 PE PR Handover COS 2 STEP3 : Path Extension vs. Path Rerouting

38. 셀 버퍼링과 재전송 : 경로 재라우팅 (I)(STEP4) • 셀 순서를 유지하기 위해 BSOLD에 남아 있는 셀을 BSNEW를 통해 이동 단말기로 먼저 전송한 후에 스위치에 버퍼링 된 셀들을 전송하여 셀들의 순서 유지. • COS, BSOLD에서 buffering 및 retransmission. • 예 : Combined handover scheme Switch Switch Switch down buffer’s cell Old Base Station New Base Station BSNEW BSOLD BSNEW BSOLD down Mobile Terminal Mobile Terminal Mobile Terminal (a) Before Handover (b) RetrieveBuffered Cells (c) After Handover

39. 셀 버퍼링과 재전송 : 경로 재라우팅 (II) (STEP4) • 핸드오버 요구를 받은 교환기는 하향 링크를 BSOLD에서 BSNEW로 바로 전환하고, BSNEW는 하향 링크 셀들을 down 버퍼에 저장. • 셀의 손실과 순서를 보장하기 위해 BSOLD에 남아 있는 셀들을 BSNEW를 거쳐 이동 단말기로 forwarding 시킨 후에 down 버퍼의 셀들을 이동 단말기로 전달. • BSOLD와 BSNEW에서 buffering 및 Retransmission • 예 : Micro-cellular handover Switch Switch down buffer’s cell Old Base Station New Base Station BSOLD BSNEW down forward down (1) (2) Mobile Terminal Mobile Terminal (a) Before Handover (b) After Handover

40. 셀 버퍼링과 재전송 : 경로 재라우팅 (III) (STEP4) • 교환기는 이동 단말기가 핸드오버 요구를 하면, BSOLD와 BSNEW모두로 하향 링크 셀들을 멀티 캐스트. • 이동 단말기와 무선 연결을 가지는 기지국만이 하향 링크 셀들을 이동 단말기로 전송하고, 나머지 기지국에서는 셀들을 폐기하거나, 핸드오버 실패에 대비해서 버퍼링 한다. • BSOLD와 BSNEW에서 buffering 및 retransmission. • 예 : MBS (Mobile Broadband System) and NCNR handover Switch Switch Old Base Station New Base Station BSNEW BSOLD down down Mobile Terminal Mobile Terminal (a) Before MT Move (b) After MT Move

41. 셀 버퍼링과 재전송 : 경로 확장 (STEP4) • BSOLD까지의 기존 연결을 그대로 두고, BSNEW까지 경로를 확장하여 종단간 연결을 구성. • 기존의 경로가 변하지 않으므로, 셀의 순서 유지와 손실 방지가 용이. • BSOLD에서 buffering 및 Retransmission. • 예 : BAHAMA handover, Virtual Circuit Rerouting handover Switch Switch Switch Old Base Station New Base Station BSNEW BSOLD BSNEW BSOLD down for Mobile Terminal Mobile Terminal Mobile Terminal (a) Before Handover (b) Path Extension Handover (c) After Route Optimization

42. 경로 최적화 (Step 6) 전체 경로 최적화 경로 확장과 경로 재라우팅 모두에 적용 From far-end 부분 경로 최적화 주로 경로 확장의 경우 QoS 보장과 루프 제거를 위해 추후 연구 사항 경로 스위칭과 최적화 (STEP5 & STEP6) ATM Switch III (COS) RELEASE ATM Switch I ATM Switch II RELEASE BSNEW BSOLD Handover STEP5 : Path switching and release • 하드 핸드오버 • BSOLD로의 데이터 경로를 BSNEW로 스위칭. • BSOLD로의 경로를 해제. • 소프트 핸드오버 • 핸드오버 전 과정을 통해 연속적인 데이터 • 전송.

43. 핸드오버 기법들의 분류 • Key Note(ATM-Forum에서 제안된 기법들) 1) Base-Station-based Handover 2) Combined Handover 3) Microcellular Handover 4) Rapid Cell Handover supported by VCT 5) With Hint Handover & COS Discovery Scheme etc. Connection Routing Type Path Rerouting SRMC etc. VCT etc. HOS, NCNR, Intra-switch Lossless Handover etc. GSM etc. Path Extension COS Selection Type BAHAMA Handover etc. Tree Topology Virtual Circuit ReroutingHandover etc. Endpoint Connection Topology Dynamic COS Static COS : No scheme exists Connection Topology : Proposed scheme exists • SRMC : Source Routing Mobile Circuit

44. 위치 관리(Location Management) 기법 • 위치 관리 (Location Management) 의 목적 • 단말기의 위치 이동에 관계없이 호의 발신뿐만 아니라 착신까지도 가능하도록 하는 것 • 위치 관리 과정 • 위치 추적 (Mobile Tracking) • 단말기의 이동에 따라 위치 정보를 DB에 새롭게 등록하여 갱신해 나아가는 과정 • 위치 파악 (Mobile Locating) • 호 설정 시에 착신 호를 전달하기 위해 이동 단말기의 위치를 알아내는 과정 F 호 설정 전에 별도로 수행하거나 호 설정 과정에 통합 • WATM에서 위치 관리 기법 • Mobile PNNI (Private Network-to-Network) 방식 • PNNI 라우팅 프로토콜을 확장하여 단말기의 이동성을 보장 • LR (Location Registers) 방식 • 기존의 셀룰라 망의 위치 등록기 개념을 계층적인 PNNI 망 구조에 적용

45. 요 구 사 항 설 명 사용자가 느낄 수 없는 위치 관리 절차의 수행 User Transparency Location and User 비권한자로부터 위치 및 사용자 정보에 대한 기밀 유지 Information Confidentiality Cell/network 로밍한 무선 셀이나 위치 구역 혹은 망에 대한 식별 기능 Identification 위치 관리에 필요한 신호 메시지의 최소화 Minimize Signaling Load 복수 통신망 사업자 환경에서의 사용자의 망 선택 기능 User Controlled Access 접속 도메인 변경 시마다 사용자에게 통보 기능 User Information 망 접속에 대한 사용자 권한의 제한 기능 Access Restriction 공중망뿐만 아니라 사설망과 공중망 사설망 간의 로밍 지 , Roaming 원 서로 다른 도메인 간의 연동 지원 Easy Interworking 페이징 기능의 제공 Support of Paging 다양한 망 규모에서 적용될 수 있는 확장성 Scalability 위치 관리(LM) 요구 사항

46. 기존 Cellular 망에서의 LM 기법 • IS-41(Interim Standard - 41)과 GSM(Global Systems for Mobile Communications) MAP(Mobile Application Part) • IS-41과 GSM MAP 보다 개선된 방식들: • Forwarding 방식 • Anchor 방식 • Flat 방식 • Hierarchical 방식 • Key Note(ATM-Forum에서의 LM 기법) 1. Mobile PNNI 방식 2. LR 방식

47. IS-41과 GSM MAP 방식 Old serving New serving • MSC와 이에 연결된 VLR, 그리고 HLR 간에 Signalling Message를 교환 • GSM에서의 이동성 관리는 IS-41과 유사하며 개인의 이동성을 보장 BS MSC MSC VLR HLR VLR (1) (3) (2) IS-41의 위치 등록 과정 REGNOT (4) REGNOT LOCATION UPDATE REQUEST regnot (5) REGNOT Registration notification message REGCANC Registration cancellation message regnot (6) (7) REGCANC regcanc Upper case represents INVOKE messages Lower case represents RETURN RESULTS messages (8) Originating system Serving system MSC MSC VLR HLR VLR IS-41의 호 설정을 위한 위치 파악 과정 LOCREQ (2) (3) call origination ROUTREQ (4) ROUTREQ (1) LOCREQ Location request message ROUTREQ Routing request message PROFREQ Service profile request message PROFREQ profreq routreq (5) Upper case represents INVOKE messages Lower case represents RETURN RESULTS messages routreq (6) locreq(alias) (7) Call setup (8)

48. MSC MSC MSC MSC MSC MSC MSC MSC Forwarding 방식과 Anchor 방식 • Forwarding 방식 • 한 VLR 지역에서 다른 VLR 지역으로 이동할 때 이전 VLR에 새로운 VLR의 위치(포인터)를 저장하며 HLR에게 알리지 않음 • Forwarding 체인의 길이가 길어지면 호 설정시 많은 VLR 검색과 호 설정 지연이 발생하므로 체인의 길이가 K(K : 미리 정해진 길이)를 넘을 때 HLR에 위치를 등록함 • Anchor 방식 • 몇 개의 이웃하는 VLR 중에 가까운 것을 LA(Local Anchor)로 설정 • VLR간의 이동에 따른 새로운 위치 정보는 LA에게만 알려짐 • LA로 설정된 VLR은 이동 단말기가 현재 서비스를 받고 있는 VLR을 가리키도록 설정 • HLR은 각 이동 단말기가 관련된 LA의 ID만을 기록 HLR VLR 1 VLR 2 VLR K+1 VLR Forwardingscheme HLR Local Anchor VLR 1 VLR 2 VLR 3 VLR k Anchor scheme

49. Originating or Home MSC Originating or Home MSC Current MSC Current MSC Flat 방식과 Hierarchical 방식 • Flat(단일층) 방식 • HLR을 분산되어 있으며, 홈 이동 단말기에 대한 1-홉의 위치 파악 과정 • 홈에 있는 이동 단말기는 VLR에 위치 갱신을 하지 않으며 단일 레벨 추적이 가능 • 호 설정 과정과 등록 과정에서 HLR에게 바로 문의 • 배회 단말기(roamer)의 등록에만 VLR이 관계함 • Hierarchical(계층적) 방식 • 위치 정보 관리를 위한 데이터베이스의 계층적 구조 • 각 데이터베이스는 현재 그 노드 밑에 있는 모든 가입자에 대한 위치 정보를 가짐 • 이동에 따른 위치 등록과 호 설정시 위치 파악 과정이 지역화 됨 • 위치 등록 과정 : 이전 노드와 새로운 노드의 공통 조상 노드까지의 데이터베이스 갱신 • 위치 파악 과정 : 발신측과 착신측 노드의 공통 조상 노드에서 완료됨 LCA(i, j)=Least Common Ancestor of i and j LOCREQ LOCREQ LOCREQ VLR HLR HLR 6 7 Locreq Response (TLDN) Signaling Link Locreq Response (TLDN) Locreq Response (TLDN) Database 3 2 Call Setup Message(TLDN,MIN) Call Setup Message(TLDN,MIN) 5 1 4 8 i j TLDN : Temporary Local Directory Number MIN : Mobile Identification Number (a) Home Mobiles (b) Remote Mobiles MOVE Old RA New RA Flat scheme Hierarchical scheme

50. 구 분 특 징 장 단 점 과 을 사용 과 HLR VLR IS-41 l 이 모든 단말기에 대한 정보를 가짐 + HLR 단말기가 이동할 때마다 과 GSM MAP VLR l 과 간의 시그널링 부하가 크다 - HLR VLR 을 갱신 HLR 등록 회수 감소 + HLR 로의 시그널링 트래픽 감소 (HLR ) Forwarding 이전 에 포인터 이 작을 때 위치 추적 비용 감소 VLR forwarding + CMR l 중앙 방식 설정 호 설정 지연 증가 - 집중형 에서의 프로세싱 부하와 데이터베이스 용량이 - VLR 커짐 등록 회수 감소 + HLR Anchor 간의 이동에 의한 정보는 로의 시그널링 트래픽 감소 VLR (HLR ) l 방식 에게만 알려짐 이 작을 때 위치 추적 비용 감소 Local Anchor + CMR 로 설정된 의 부하가 커짐 - Local Anchor VLR 분산된 구조 위치 파악 과정에서 데이터베이스 접속으로 인한 Flat HLR + l 방식 홈에 있는 이동 단말기에 대해서 시그널링 트래픽 부하와 호 설정 지연을 줄임 l 는 만 갱신 이 클 때 유리함 HLR + CMR 분산형 위치 등록과 위치 파악이 지역화 됨 + Hierarchical 시그널링 비용 감소 + 방식 데이터베이스의 계층적인 구조 l 많은 데이터베이스 문의에 따른 계산 비용 증가와 - 호 설정 지연 증가 기존의 위치 관리 기법 비교