KR20070014011A

KR20070014011A - 핸드오버 트리거 방법

Info

Publication number: KR20070014011A
Application number: KR1020060058009A
Authority: KR
Inventors: 에드가르 울프램 쿤; 올리버 블루메
Original assignee: 알까뗄
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: ATE436165T1; EP1771022B1; JP4886401B2; US20070026861A1; CN1917704A; CN100559894C; JP2007043688A; KR101261639B1; US7684800B2; DE602005015326D1; EP1771022A1

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 트리거 신호에 의해 핸드오버에 대한 무선 통신 시스템의 결정을 트리거하고/하거나 핸드오버를 트리거하는 방법에 관한 것이다.

이종 네트워크에서의 수직 핸드오버는, 서로 다른 무선 액세스 기술(RAT)에서의 무선 링크 품질이 다르게 정의되기 때문에, 실행이 어렵다. 이는, 서로 다른 RAT에서의 무선 링크 품질은 거의 예상할 수 없기 때문이다.

핸드오버 트리거 신호를 트리거하기 위하여 제네릭 알고리즘을 사용하는 것을 제안한다. 그 알고리즘은 무선 링크의 서비스 품질의 적어도 한 양상을 나타내는 제네릭 파라미터를 사용한다.

본 방법은 다중 RAT 네트워크에서의 핸드오버를 용이하게 하고, 핸드오버 의사 결정의 일부분이 단말 디바이스로 전송되기 때문에 시그널링을 감소시킨다.

핸드오버, 무선 통신 시스템, 트리거 신호, 무선 링크, 서비스 품질

Description

핸드오버 트리거 방법{METHOD OF TRIGGERING A HANDOVER}

도 1은 본 발명을 이용하는 통신 시스템을 나타내는 도면.

표 1은 UMTS 시스템용 QoS 파라미터의 리스트.

표 2는 WLAN 시스템용 QoS 파라미터의 리스트

표 3은 애플리케이션에 의해 요청되는 제네릭 QoS 파라미터의 리스트.

표 4는 이동 단말기에 의해 결정되는 제네릭 QoS 파라미터의 리스트.

표 5는 품질 메트릭의 지수 리스트.

표 6은 클리핑한 메트릭의 값 리스트.

표 7은 클리핑하지 않은 메트릭의 값 리스트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 무선 통신 시스템

2 : 단말기

3 : 컴퓨터 판독가능 매체

4 : 시스템 컴포넌트

5 : 무선 링크

5': 무선 링크

6 : 노드 B

6': 노드 B

7 : 무선 리소스 컨트롤러

7': 무선 리소스 컨트롤러

7": 무선 리소스 컨트롤러

8 : 무선 리소스 관리(RRM) 시스템

8': 무선 리소스 관리(RRM) 시스템

8": 무선 리소스 관리(RRM) 시스템

9 : 광 디스크 드라이브

10: 케이블

[비특허 문헌] "Optimization of handover performance by link layer triggers in IP-based networks: parameters, protocol extensions and APIs for implementation", A. Festtag, TKN technical report TKN-02-014, TU Berlin, version 1.1, August 2002

본 발명은 적어도 하나의 트리거 신호에 의해 핸드오버(handover)에 대한 무선 통신 시스템의 결정을 트리거하고/하거나 핸드오버를 트리거하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 대응 컴퓨터 프로그램 제품과, 그와 같은 컴퓨터 프로그 램 제품을 포함하는 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 이종 네트워크에 이용하여 끊김이 없는(seamless) 수직 및 수평 핸드오버를 용이하게 할 수 있다.

3세대 이상의 셀룰러 이동 통신 네트워크의 발달과, WiMAX와 같은 새로운 광대역 무선 액세스 기술의 도입은 다양한 RAT(radio access technologies)를 이용하는 이종 네트워크에 대한 길을 연다. 많은 경우, 동일한 RAT를 제공하는 공급자는 시장에서 서로 경쟁한다. 또한, 공급자는 사용자에게 서로 다른 RAT 서비스를 제공할 수도 있다. 예로서, 공급자는 UMTS(universal mobile telecommunication system) 서비스뿐만 아니라 WLAN(wideband local area network) 서비스를 제공할 수도 있다. 그와 같은 상황에서, 사용자는 이동전화, 노트북 등일 수도 있는 자신의 단말 디바이스에서 작동하는 애플리케이션에 대해 최상의 서비스 품질(QoS)을 제공하는 무선 링크(radio link)에 관심을 갖는다.

단말 디바이스에서 작동하는 특별한 애플리케이션에 대한 최상의 서비스 품질은 많은 팩터에 좌우된다. 또한, 중요한 팩터는 시간에 따라 변하여, 어떤 시간에 최상인 무선 링크가 나중에는 또 다른 무선 링크보다 성능이 떨어질 수도 있다. 따라서, 무선 링크를 때때로 변경하여 최상의 서비스 품질을 항상 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같은 무선 링크의 변경은 공통으로 핸드오버로 표현한다.

종래에는 원하는 애플리케이션이 RAT를 결정한다. 예를 들어, 음악 또는 비디오 파일을 다운로드하기 위해 고속의 데이터 속도가 바람직한 경우에는, 아마도 WLAN이 최상의 선택이다. 그러나 사용자가 화상 전화(video telephony)에 관심이 있는 경우에는, UMTS가 좋은 선택이다. RAT가 지정되면, 이 RAT를 이용하는 통신 시스템을 최상의 무선 링크와 제휴하는 것이 필요하다. 나중에, 수신 조건이 변할 때, 수평 핸드오버, 즉 RAT를 변경하지 않는 핸드오버가 필요할 수도 있다.

최상의 서비스 품질을 보장하기 위하여, 개별 무선 링크가 어떤 품질을 제공하는지를 알 필요가 있다. 한가지 접근법은, 단말기가 측정을 수행하고, 그 단말기가 이미 연결을 확립한 통신 시스템에 그 결과를 보고하는 것이다. 그러면 그 시스템은 최상의 무선 링크를 결정하고, 적당하다면, 그와 같은 무선 링크에 핸드오버를 정한다. 이는, 무선 링크가 항상 동일한 타입일 때, 즉 무선 링크가 단말 디바이스를, 동일한 RAT를 이용하는 통신 시스템과 연결할 때 매우 잘 이루어진다. 이 경우의 접근법은, 많은 무선 링크가 이용가능할수록 단말 디바이스와 통신 시스템 간에는 많은 시그널링(signalling)이 필요하다는 약점이 있다. 그러나 이는 확장성(scalability), 즉 시그널링 로드와 작업 로드 간의 비율을 악화시킨다.

전술한 끝에서 두 번째 단락에서 언급한 접근법은, 제1 타입의 무선 링크는 오히려 이용하지 않은 채로 유지하고, 제2 타입의 무선 링크가 많이 요구되는 상황을 야기할 수도 있다. 예로서, 소수의 사용자만이, 예를 들어 화상 전화를 위해 UMTS 링크를 요구하지만, 수많은 사용자가, 예를 들어 음악 다운로드를 위해 WLAN 링크를 요구하는 상황이 있을 수 있다. 이 경우, WLAN 링크용 데이터 속도는 UMTS 링크가 또한 제공할 수 있는 낮은 값으로 떨어질 수도 있다. 이 경우에는 WLAN 링크로부터 UMTS 링크로의 수직 핸드오버가 최상의 서비스 품질을 보장하는 데 적합하다.

수직 핸드오버의 문제점은, 각 RAT는 무선 링크의 품질을 지정하는 정의가 있다는 점이다. 단말 디바이스가 다중의 RAT 환경에서 작동한다고 예상될 때, 2개 무선 링크의 품질은 거의 비교될 수 없다. 측정 결과의 비교는, 가능하다면, 제1 RAT의 그와 같은 값을 제2 RAT가 이해할 수 있는 값으로 매핑하는 복잡한 알고리즘으로만 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 종류의 수많은 알고리즘은 몇몇 RAT의 측정값을 서로 비교할 필요가 있다. 마지막 단락에서 언급한 측정 결과의 시그널링과, 복잡한 알고리즘의 처리에는 상당한 시간이 소모되고, 수많은 경우, 핸드오버는 수 초가 걸린다. 결과적으로, 다중 RAT 환경에서의 끊김이 없는 핸드오버는 얻기 어렵다.

문헌 "Optimization of handover performance by link layer triggers in IP-based networks: parameters, protocol extensions and APIs for implementation", A. Festtag, TKN technical report TKN-02-014, TU Berlin, version 1.1, August 2002에서는, 핸드오버 처리의 2개 단계, 즉 핸드오버 검출 및 트리거링 단계와, 핸드오버 실행 단계를 구분한다. 제1 단계의 능률을 높이기 위하여, 저자는 핸드오버를 위한 링크 계층 트리거의 정의를 제안한다. 이 링크 계층 트리거를 위한 파라미터는 신호 품질의 추상적인 측정(abstract measure)이다. 이 추상적인 측정은 RAT 지정 측정값을 이 추상적인 측정으로 매핑함으로써 얻는다.

본 발명의 목적은 단말 디바이스와 무선 통신 시스템 간의 시그널링을 적게 요구하는 핸드오버를 이종 네트워크에서 수행하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이종 네트워크 내에서 끊김이 없는 핸드오버를 용이하게 하는 것이다.

이와 같은 과제 및 다른 과제는 독립 청구항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항의 특징에 의해 기술된다. 청구항에서의 참조부호는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로서 해석되지 않는다는 점을 강조해야 한다.

전술한 과제는, 핸드오버에 대한 무선 통신 시스템의 결정은 적어도 하나의 트리거 신호에 의해 트리거되는 방법을 통해 해결된다. 그래서 본 방법은 네트워크가 핸드오버를 결정하는 GSM 시스템 또는 UMTS 시스템과 같은 시스템에서 이용가능하다. 이 경우, 단말 디바이스는 무선 통신 시스템에 의한 핸드오버 결정을 트리거 또는 개시하는 적어도 하나의 트리거 신호를 송신한다. 그러면 그 통신 시스템은 핸드오버를 수행해야 하는지 여부를 결정한다. 또한, 본 방법은 적어도 하나의 트리거 신호에 의해 핸드오버를 트리거하기 위한 방법이다. 이 경우, 본 방법은 단말 디바이스가 핸드오버를 결정하는 WLAN 시스템 또는 WiMAX 시스템과 같은 시스템에서 이용할 수 있다. 이 경우, 단말 디바이스는, 지시받은 것처럼 핸드오버를 수행하는 통신 시스템에 적어도 하나의 트리거 신호를 송신한다.

본 방법은 포괄적인 알고리즘, 즉 UMTS, GSM, WiMAX, WLAN, GRPS, Bluetooth 등과 같은 많은 무선 액세스 기술이 이용할 수 있는 알고리즘을 이용한다. 본 방법의 제1 단계는 이 알고리즘의 파라미터 값을 결정한다. 그 파라미터는 무선 링크의 서비스 품질의 적어도 한 양상을 정량화하는 제네릭 파라미터(generic parameter)이다. 그러면 각 무선 링크는 그와 같은 제네릭 QoS 파라미터의 세트에 의해 특성이 정해진다.

각각의 제네릭 QoS 파라미터는 무선 링크의 서비스 품질의 적어도 한 양상을 정량화하는 데 적합하다. 그러면 제네릭 QoS 파라미터의 세트는 전체적인 무선 링크 품질의 특성을 정한다. 제네릭 QoS 파라미터는 UMTS 또는 WLAN으로부터 알려진 QoS 파라미터와 동일할 수도 있고, 특히

- 평균 및 피크 데이터 속도(kbit/s)

- 패킷 지연(ms)

- 지연 지터(ms)

- 최대 패킷 손실률(%) 또는 비트 에러율 또는 블록/프레임 에러율(⁰/₀₀당)

을 포함할 수도 있다.

QoS 파라미터의 더욱 포괄적인 리스트는 UMTS 시스템의 경우에 대해서는 표 1에 열거한다. 이러한 것은 3GPP 문헌 TS 23.107 V.6.1.0 및 TS 25.413 V.6.0.0에서 정의한 것처럼 무선 액세스 베어러 속성(bearer attribute)이다. 표 2는 IEEE 802.11e에 따른 WLAN 시스템용 QoS 파라미터를 보여준다.

그러나 QoS 파라미터는, 다른 RAT를 고려하기 위하여, UMTS 또는 WLAN으로부터 알려진 QoS 파라미터와는 다를 수도 있다. 이와 같이 수정된 제네릭 QoS 파라미터의 세트는 표준화 처리 시에 부합될 수도 있다. 이하의 설명에서 QoS 파라미터는, 그 반대를 나타내지 않는다면, 항상 제네릭 QoS 파라미터이다.

본 발명에 따른 방법에서 이용하는 QoS 파라미터의 장점은, 그 파라미터가 계층 3 또는 3.5로, 또는 계층 2.5상의 제네릭 링크 계층으로 전달되면, 그 파라미터는 2개 이상의 RAT 사이에서 직접 비교할 수 있다는 점이다. 이는, 상이한 RAT로 작동하는 시스템은, 동일한 파라미터를 이용하고, 또는 간단하게 설명하면 동일한 언어를 사용하기 때문에, 또 다른 RAT를 이용하는 시스템의 QoS 파라미터를 용이하게 해석할 수 있다는 점을 의미한다. 그러나 이는 가능한 수직 핸드오버에 대한 무선 링크 품질의 양상을 예상하기 위한 필요 조건이다.

본 방법의 제1 단계에서는 무선 링크의 제네릭 QoS 파라미터를 결정한다. 대부분, 제네릭 파라미터의 전술한 세트의 모든 파라미터가 결정된다. 이 결정은 이하에서 상세하게 설명하는 바와 같이 단말 디바이스 및/또는 무선 통신 시스템에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 제2 단계에서는 전술한 제네릭 알고리즘(generic algorithm)을 처리하고, 이에 의해 제네릭 파라미터는 입력으로서 이용한다. 알고리즘은 메트릭(metric)일 수도 있고, 발견적 규칙(heuristic rule)에 기초할 수도 있다. 메트릭의 경우, 알고리즘의 출력은 매트릭스, 벡터, 또는 스칼라값일 수도 있다. 이 출력은 대응 무선 링크의 전체 품질을 정량화한다.

제3 단계에서는 트리거 신호가 단말 디바이스로부터 통신 시스템으로 전송되어야 하는지 여부를 결정한다. 이는 알고리즘의 출력에 기초하여 이루어진다. 알고리즘이 발견적 규칙에 기초하면, 그 알고리즘은 핸드오버에 대한 예스 또는 노 결정을 즉시 산출할 수도 있다. 알고리즘이 메트릭이면, 그 알고리즘의 출력은 해석되어야 하고, 이에 의한 해석 방식은 운영자 정책 또는 네트워크 운영자의 마케팅 고려에 따라 좌우될 수도 있다. 알고리즘이 스칼라값을 출력하면, 그 알고리즘은 스칼라값이 임계값보다 작은 경우에는 트리거 신호를 전송하도록 결정할 수도 있다. 이는 그 임계가 무선 링크의 최소 서비스 품질을 나타낼 때 적당하다.

제3 단계를 수행하는 더욱 정교한 방식은, 제1 및 제2 단계가 다수의 무선 링크에 대해 수행될 때 선택할 수 있다. 이 방식으로 다수의 무선 링크의 무선 링크 품질을 결정한다. 그러면 무선 링크의 (전체) 품질을 구별하는 랭킹(ranking)을 수행할 수 있다. 예로서, 현재 단말 디바이스를 지원하는 무선 링크의 랭킹이 최상의 랭킹이 아닌 경우에는 트리거 신호가 전송될 수 있다. 사실상, 품질 랭킹의 결과는 통신 시스템으로부터 단말 디바이스로 또는 그 반대로 전송될 수 있다. 일반적으로, 이동 단말기 또는 통신 시스템에 의해 랭킹이 수행될 수 있고, 통신 시스템의 경우에는 지원 액세스 포인트 또는 무선 리소스 관리 서버에 의해 수행될 수 있다.

전체 무선 링크 품질을 이용하여 무선 링크의 랭킹 위치를 구분하는 것과는 관계없이, 랭킹을 위한 개별 알고리즘이 구현될 수 있다. 이 추가적인 알고리즘은 핸드오버를 위해 더욱 복잡한 기준을 또한 사용할 수 있다. 더욱 복잡한 기준은 QoS 파라미터와, QoS 파라미터와는 다른 파라미터를 사용할 수도 있다. 더욱 복잡한 기준의 예는, 실제 데이터 속도와, 애플리케이션에 의해 요구되는 것과 같은 QoS 파라미터의 값으로 조합된 (실제 링크 조건에서 최대 전달가능한 데이터 속도를 산출하는) 대응 무선 링크의 개별적인 수신 신호 세기에 대한 측정을 사용한다.

또한, 더욱 복잡한 기준은 요구되는 데이터 속도 및 서비스 품질의 전달에 대한 사용자 선호도, 네트워크 로드, 운영자 정책 또는 운영자 비용 함수를 포함할 수도 있다. 다른 기준은 후술한다. 수많은 다른 랭킹 구성이 기술 및 경제 선호도에 따라 개발될 수 있다. 랭킹 알고리즘은 네트워크 운영자에 의해 결정되고, 단말 디바이스에 다운로드되며, 필요한 경우에는 이 디바이스에서 업데이트하는 것이 필요하다. 그 알고리즘은 파라미터를 조절하여 사용자 선호도를 제공할 수도 있는데, 이는 랭킹 알고리즘에 의해 네트워크 운영자가 정의하는 기간 및 조건하에서만 이루어진다.

본 방법의 제4 단계에서는, 제3 단계의 결과에 따라 트리거 신호를 송신하는 경우, 트리거 신호는 단말 디바이스로부터 통신 시스템으로 송신된다. 네트워크가 핸드오버를 결정할 책임이 있으면, 트리거 신호의 수신은 내부 의사 결정을 고려하여 가능한 한 멀리까지 핸드오버가 관련되게 한다. 이 경우, 그 결정은 핸드오버를 수행할 수도 있고, 수행하지 않을 수도 있다. 단말 디바이스가 핸드오버를 결정할 책임이 있으면, 핸드오버는 항상 트리거 신호의 송신에 후속한다.

전술한 본 방법의 장점은 핸드오버, 특히 수직 핸드오버가 용이하게 된다는 점이다. 본 방법의 사용으로 인하여 무선 링크의 링크 품질을 예상 및 비교하는 것이 가능하고, 이에 의해 무선 링크는 동일한 RAT 또는 상이한 RAT에 속할 수도 있다. 그러나 이는 끊김이 없는 핸드오버, 특히 끊김이 없는 수직 핸드오버에 대한 필요 조건이다.

본 방법의 주요 장점은, 특히 네트워크가 핸드오버할 책임이 있는 그러한 시스템에 대한 감소된 오버헤드(overhead)이다. 그 이유는 핸드오버 결정 시에 사용하는 측정값은 통신 시스템에 전송되지 않지만, 그 값이 발생하는 단말 디바이스에서 처리되기 때문이다. 처리된 측정값은 전술한 제네릭 QoS 파라미터일 수도 있다. 측정값 대신, 어떤 경우에는 소수의 트리거 신호가 알고리즘의 출력에 따라 전송된다.

본 방법의 또 다른 장점은, 네트워크에서의 핸드오버 결정은, 자율 유닛(autonomous unit)으로서 행동하는 단말 디바이스에 의사 결정의 일부분이 전송되기 때문에 리소스를 적게 필요로 한다는 점이다.

본 발명의 또 다른 장점은 네트워크 효율과, 네트워크 내 로드 분배를 증가시키는 잠재력을 갖는다는 점이다.

무선 링크 품질의 랭킹이 전술한 바와 같이 수행되는 경우, 다른 시그널링은 랭킹이 변할 때만 필요하기 때문에 대기를 통한 시그널링은 철저하게 감소한다.

본 방법의 또 다른 장점은 핸드오버를 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램을 이용할 때 구체화된다.

핸드오버를 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램은, 본 발명에 따른 방법이 수행될 때 덜 복잡해지고, 유지 보수도 덜 요구한다. 또한, 핸드오버를 결정하기 위한 알고리즘의 기본 구조가 이미 존재하고, 스크래치(scratch)로부터 프로그램될 필요가 없기 때문에, 새롭게 나타나는 RAT를 고려하는 것은 더욱 쉬워진다.

제네릭 QoS 파라미터를 결정하는 매우 많은 가능성이 존재한다. 한가지 가능성은, 특별한 RAT에 대해 지정되는 QoS 파라미터를 측정 및/또는 평가하고, 그 파라미터를 제네릭 QoS 파라미터로 매핑 또는 변환하는 것이다. 예로서, UMTS-특정 QoS 파라미터가 제네릭 QoS 파라미터로 매핑될 수도 있다. 이는, RAT-특정 QoS 파라미터를 결정하기 위한 현존하는 알고리즘이 여전히 사용될 수 있음을 의미하고, 소프트웨어의 추가적인 부분만이 RAT-특정 QoS 파라미터를 제네릭 QoS 파라미터로 매핑하는 데 필요하다는 점을 의미한다. 매핑은 단일 RAT에 지정되는 정보를 포함하고, 그러므로 OSI 계층 2의 범위 내에 충분히 존재한다.

제네릭 QoS 파라미터를 결정하는 두 번째 가능성은 그 파라미터를 직접적으로 측정 및/또는 평가하는 것이다. 이는, 몇몇 RAT를 이용하는 서비스를 제공하는 통신 시스템에 대해 유용하다. 이 경우, 각 RAT를 위한 복수의 알고리즘 대신 단일 알고리즘만이 필요하기 때문에, QoS 파라미터의 결정을 위한 컴퓨터 프로그램은 간단하게 된다.

제네릭 QoS 파라미터를 결정하는 또 다른 가능성은 그 파라미터를 수신하는 것에 있다. QoS 파라미터를 수신하는 단말 디바이스인 경우, 통신 시스템으로부터 다른 제네릭 QoS 파라미터를 수신할 수도 있다. 대안으로, 이동 단말기는 통신 시스템으로부터 다른 RAT-특정 QoS 파라미터를 수신하여, 그 파라미터를 제네릭 QoS 파라미터로 매핑 또는 변환할 수도 있다. 단말기에 의한 파라미터의 수신은, 매체 사용에 대한 통계 데이터와 같은 RAT-특정 또는 제네릭 QoS 파라미터가 단말 디바이스 자체에 의해 결정될 수 없을 때에 유용하다. 더욱이, 수신한 QoS 파라미터는 다음과 같은 서비스 품질에 또한 기여하는 시스템 정보 데이터베이스로부터의 파라미터일 수도 있다.

- 애플리케이션의 타입

- 하드웨어 특징, 지원 프로토콜 옵션 및 액세스 정보와 같은 능력

- 운영자 정책

- RAT와 네트워크 간의 로드 균형을 위한 네트워크 로드

- RAT 내에서의 지원되는 이동성, 예를 들어 전형적인 셀 반경 또는 최대 허용 사용자 속도

- 핸드오버를 위한 로드 및 지연 시그널링

- 링크 운영의 비용

- 보안 레벨

- 전용 액세스 권한, 예를 들어 네트워크의 비공개 영역 또는 제한된 액세스를 갖는 영역

- 사용자 가입 제한 및 사용자 선호도, 사용자 선호도는 예를 들어 연결 비용에 기인함

QoS 파라미터를 결정하는 통신 시스템인 경우, 단말 디바이스로부터 다른 제네릭 QoS 파라미터를 수신할 수도 있다. 대안으로, 통신 시스템은 단말 디바이스로부터 다른 RAT-특정 QoS 파라미터를 수신하여, 그 파라미터를 제네릭 QoS 파라미터로 매핑 또는 변환할 수도 있다. 통신 시스템에 의해 수신되는 QoS 파라미터는 다음과 같을 수도 있다.

- 애플리케이션의 타입

- 링크 예산 또는 데이터 속도와 같은 측정된 QoS 파라미터

- 하드웨어 특징 및 지원 프로토콜 옵션과 같은 능력

- 사용자 위치 또는 속도

- RAT 사이를 전환하는 시간 지연(0은 단말기에서의 모든 RAT의 병렬 이용성을 나타냄)

- SMI 카드상에 저장되는 것과 같은 전용 액세스 권한

- 연결 비용에 기인한 사용자 선호도

QoS 파라미터 자체를 수신하는 대신, 그 파라미터의 수학적 표현만을 수신하는 것도 또한 가능하다. 수학적 표현은 알고리즘에 삽입될 수 있는 중간값, 예를 들어 무선 링크 품질을 계산하는 메트릭일 수도 있다. 이 중간값의 정확한 성질은 사용되는 메트릭에 크게 좌우된다. 예로서, 통신 시스템은 15개 제네릭 QoS 파라미터를 결정할 수도 있고, 이러한 15개 파라미터를 나타내는 중간값을 송신할 수도 있다. 단말 디바이스는 10개 QoS 파라미터 자체를 결정하고, 그 메트릭의 값을 계산하는 중간값과 함께 그 파라미터를 이용한다. 다른 예로서, 이 접근법은 메트릭이 모든 QoS 파라미터의 곱(product)으로 구성될 때 가능하다. 이 경우, 수학적 표현은 전술한 15개 QoS 파라미터의 곱이다. 그러면 이 곱은 단말 디바이스에 의해 결정된 10개 QoS 파라미터와 곱한다. 이 접근법은 시그널링 로드를 감소하는 장점이 있다.

사실상, 제네릭 QoS 파라미터의 수학적 표현뿐만 아니라 RAT-특정 QoS 파라미터의 수학적 표현을 수신하는 것도 또한 가능하다. 이 경우, 수학적 표현은 RAT-특정 QoS 파라미터를 제네릭 QoS 파라미터로 매핑하는 알고리즘에 사용가능한 중간값일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 메트릭의 값은 스칼라값이다. 이 경우, 상이한 무선 링크의 품질을 비교하는 것이 특히 쉬워진다. 예로서, 메트릭의 큰 값은 애플리케이션에 대한 양호한 전체 품질을 갖는 링크를 나타내는 반면, 낮은 값은 불량한 전체 서비스 품질을 갖는 링크를 나타낸다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 메트릭은 구성가능한 메트릭이다. 구성가능하다는 것은, 파라미터, 즉 QoS 파라미터가 아닌 메트릭의 파라미터가 조정될 수 있어, 단말 디바이스 또는 통신 시스템이 특정 상황, 예를 들어 애플리케이션의 타입 또는 운영자 정책에 메트릭을 적용할 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 구성은 QoS 파라미터의 한정된 가용성(availability)을 갖는 상황에 메트릭을 조절하는 데, 예를 들어 결정되지만 수신할 필요가 없는 QoS 파라미터만을 이용하여 메트릭 결과를 계산하는 데 이용할 수도 있다.

구성가능한 메트릭은 단말 디바이스와 통신 시스템 간의 시그널링을 감소시키는 장점이 있다. 그 이유는 구성가능한 메트릭은 받아들이기 어려울 정도로 낮은 무선 링크 품질을 보여주는 무선 링크를 확인하는 것을 가능하게 하기 때문이다. 예로서, 단말 디바이스에 의해 결정된 QoS 파라미터는, 무선 링크는 그 데이터 속도가 너무 낮기 때문에 인터넷 브라우징에 적합하지 않음을 명확하게 나타낼 수도 있다. 그와 같은 경우, 다른 계산은 불필요하기 때문에, 이 무선 링크의 QoS 파라미터는 통신 시스템 또는 단말 디바이스 각각에 전송되지 않는다. 이는, QoS 파라미터, 또는 앞으로의 액세스를 위해서는 사용되지 않는 그 파라미터의 수학적 표현의 전송을 방지함으로써 오버헤드를 감소시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 메트릭은 공식

에 따라 계산되고, 여기서 f_i(x_i)는

인 수학 함수이고, QoS_determined(i)는 전술한 바와 같이 결정된 QoS 파라미터이다. QoS_application(i)는 단말 디바이스에서 작동하는 애플리케이션에 의해 요구되는 대응 QoS 파라미터이다.

i는 1부터 N까지 범위의 정수이고, N은 결정된 QoS 파라미터의 수이다. a_i는 가중화 팩터(weighting factor)이다.

일반적으로, QoS_application(i)는 특별한 애플리케이션에 대한 제네릭 QoS 파라미터의 최대 허용 값 또는 최소 허용 값이다. 대화형 애플리케이션에 대한 예로는 다음과 같은 것이 있다.

- 50ms 이하의 MAC 계층에서의 지연

- 5ms 이하의 지터

- 1% 이하의 비트 에러율

인터넷에서의 브라우징의 경우, QoS_application(i)는 다음일 수도 있다.

- 150ms 정도의 MAC 계층에서의 지연

- 1MBit/s 이상의 데이터 속도

- 0.1% 이하의 비트 에러율

가중화 팩터 ai를 사용하면, 메트릭은 단말 디바이스에서 작동하는 특정 애플리케이션에 적용할 수 있는 구성가능한 메트릭이 된다. 그 이유는 각 애플리케이션이 QoS 파라미터의 특정 세트를 요구하기 때문이다. 예로서, MAC 계층 지연은 배경 서비스보다는 실시간 애플리케이션에 대해 더 높은 가중을 갖는다. 배경 서비스의 경우, 대응하는 지수 a는 1 또는 심지어는 0으로 설정될 수도 있다. 그래서 가중 계수는 애플리케이션-특정 링크 품질의 결정을 허용하고, 사용자의 요구 또는 운영자에게 특별히 맞춘 링크 품질 측정의 결정을 허용한다. 또한, 사용자가 동시에 서로 다른 애플리케이션을 사용하는 경우, 이러한 가중화 팩터에 대한 절충 값(compromise value)을 발견하는 것이 필요할 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 전술한 메트릭은 f_i(x_i)=x_i로 계산된다.

전술한 바와 같은 품질 메트릭의 계산은, QoS 파라미터 중 하나가 받아들이기 어려울 정도로 낮은 값, 예를 들어 사전설정된 임계값 이하인 값을 갖는 경우에는 터무니없는 값을 산출할 수도 있다. 이는 메트릭을 클리핑 함수(clipping function)로 보완함으로써 보상할 수 있고, 이에 의해, 받아들이기 어려울 정도로 낮은 값을 갖는 QoS 성분은 0으로 클리핑된다. 이는, 메트릭 내의 QoS 비율의 일부 또는 전부에 대해 클립 함수를 연산함으로써 이루어질 수 있다. 이 접근법은 전체 메트릭을 0으로 설정하여, 이 무선 링크는 전술한 품질 랭킹에서 무시된다. 이는, 제1 QoS 파라미터의 낮은 측정값이 비교적 덜 중요한 제2 QoS 파라미터의 높은 측정값에 의해 보상될 수 있다는 점을 방지한다.

대응적으로, QoS 파라미터의 과도한 공급(over-provisioning)은 메트릭 내의 최대값으로 클리핑될 수도 있다. 이 경우, 메트릭 내의 QoS 파라미터는 요구되는 값보다 높은 값을 갖도록 고려되지는 않는다. 예로는, 384kBit/s만을 요구하는 비디오 스트리밍을 위해 초당 54MBit의 데이터 속도를 제공하는 무선 링크가 있다. 이 경우, QoS_determined(i)의 대응 값은 384kBit/s보다 큰 그러한 모든 값에 대해 384kBit/s로 설정된다.

데이터 속도를 극복하는 것이 메트릭 내의 기간을 더욱 증가시키지 않을 때, 충분한 대역폭을 갖는 모든 링크는 동등하게 계산된다. 그래서 클리핑은 지연 또는 손실과 같은 중요한 다른 파라미터를 유지한다. 이 경우, 핸드오버는 목표 셀이 애플리케이션에 대해 새로운 유용한 QoS 향상을 제공하는 경우에 제한될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 메트릭의 곱의 각 팩터는 클립 함수에 의해 수정된다.

여기서, min_i은 최소 허용 값을 나타내고, max_i는 수량의 최대 허용 값을 나타낸다. 이 클리핑 함수의 사용은 단말 디바이스뿐만 아니라 통신 시스템에 의해서 이루어질 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 가중화 팩터 a_i는 때때로 업데이트되고, 통신 시스템으로부터 단말기로 전송된다. 이는, 가중화 팩터는 대부분 운영자-특정이고, 운영자의 정책에 영향을 받고, 때로는 이 정책의 변경을 반영하도록 변경될 수도 있다는 점을 고려한다. 그와 같은 경우, 무선 링크의 파라미터의 결정은, 통신 시스템으로부터 가중화 팩터를 수신한 후 메트릭의 값을 계산하는 단말 디바이스에 의해 수행될 수도 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 단말 디바이스는 지원 무선 링크가 랭킹에 따른 최상의 무선 링크가 아닌 경우에는 트리거 신호를 통신 시스템에 전송한다. 이 경우, 최상의 무선 링크, 또는 품질 랭킹에 따른 지원 무선 링크보다 양호한 무선 링크는 핸드오버를 위한 미래의 지원 무선 링크로서 선택될 수 있다. 이는, 핸드오버 결정이 네트워크 기반이지만, 로드 원인으로 인하여, 각 측정 후뿐만 아니라 관련 이벤트의 경우에 결정될 때에 특히 유용하다. 단말기가 (자신의 구성된 메트릭을 사용함으로써) 그와 같은 이벤트를 검출할 때, 네트워크 결정 함수에 대한 트리거 신호를 전송한다. 이 트리거 신호는 전부 또는 선택된 측정 QoS 파라미터 및 제안된 핸드오버 목표를 포함할 수도 있다. 그러면 네트워크는 목표 링크에 대한 최종 결정 및 핸드오버를 수행하기 위한 적당한 타이밍에 대한 최종 결정을 얻는다.

전술한 바와 같은 방법은 컴퓨터 프로그램에 의해 수행될 수도 있음은 당연하다. 이 컴퓨터 프로그램은 CD 또는 DVD와 같은 적당한 저장 매체에 저장할 수도 있고, 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통한 전기 캐리어 신호에 의해 전송할 수도 있다.

본 발명의 다른 양상은 이하의 실시예를 참조함으로써 명백해진다. 참조부호의 사용은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로서 해석되지 않음을 알아야 한다.

도면은 본 발명을 이용하고 있는 통신 시스템(1)을 도시한다. 이동 단말기(2)는 기지국 6, 6' 및 6"에 대해 무선 링크 5, 5' 및 5"을 각각 확립할 수도 있 다. 기지국(6)은 UMTS 서비스를 제공하는 노드(B)이고, 기지국(6')은 UMTS 및 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA) 서비스를 제공하는 노드(B)이며, 기지국(6")은 WLAN 서비스를 제공하는 핫 스폿(hot spot)이다. 각 기지국(6,6'6")은 대응하는 무선 리소스 컨트롤러(7,7'7")와 통신하고, 각 무선 리소스 컨트롤러는 무선 리소스 관리 시스템(8,8',8")을 포함한다. 설명의 편의를 위하여, 기지국(6,6',6")은 동일한 공급자에게 속한다.

통신 시스템(1)의 시스템 컴포넌트(4)는 RNC(7")에 광섬유(10)로 연결된다. 이는 DVD(3)의 삽입을 위한 광 디스크 드라이브(9)를 포함한다.

공급자는 시스템 컴포넌트(4)로부터 광섬유(10), RNC(7") 및 핫 스폿(6")을 경유하여 단말기(2)에 수학식 1과 같은 메트릭을 전송할 수 있다.

이 메트릭의 팩터의 성질은 전술하였다.

표 3은 단말기(2)의 애플리케이션에 의해 요청되는 QoS 파라미터를 나타내고, 이는 3개의 서로 다른 애플리케이션, 즉 화상 전화, 비디오 스트리밍 및 음악 다운로드에 대한 QoS_application을 의미한다.

표 4는, 각각 1 또는 2%의 예시적인 채널 손실을 갖는 단말기(2)에 의해 측정된 QoS 파라미터를 나타낸다. 무선 링크의 품질 계산에 이용하는 메트릭은 수학식 2와 같다.

표 5는 메트릭에서 사용하는 지수 a₁=r, a₂=d 및 a₃=l를 열거한다. 단말기(2)는 통신 시스템(1)으로부터 수학식 2의 메트릭 및 파라미터 QoS_application(i), i={1,2,3}을 수신하여 내부 메모리(도시하지 않음)에 저장한다. 단말기는 전술한 제네릭 파라미터를 직접 정기적으로 측정한다.

표 6 및 7은 메트릭의 값을 나타낸다. 표 6의 경우, 수학식 2의 팩터가 1보다 큰 경우에 대해 클리핑이 이루어진다. 이 경우, 팩터는 1로 클리핑된다.

표 6으로부터 도출할 수 있는 바와 같이, 화상 전화를 위한 최상의 무선 링크는 UMTS 서비스만을 제공하는 액세스 포인트 5이고, UMTS 및 HSDPA 서비스를 제공하는 액세스 포인트(5')는 비디오 스트리밍을 위한 최상의 기지국이며, 핫 스폿(5")은 음악 다운로드를 위한 최상의 기지국이다.

표 7은 클리핑이 이루어지지 않은 경우에서의 품질 메트릭의 대응 값을 나타낸다. UMTS 서비스를 제공하고, 비디오 스트리밍으로 단말기(2)를 서비스하는 노드 B(5)의 경우, 매우 큰 수, 즉 33.33을 얻는다. 이는, 데이터 속도가 다소 나쁘더라도 높은 랭킹이다. 그 이유는 200 이상의 팩터의 지연 요구의 과도한 공급이 존재하기 때문이다.

Claims

적어도 하나의 트리거 신호에 의해 핸드오버에 대한 무선 통신 시스템의 결정을 트리거하고/하거나 핸드오버를 트리거하는 방법으로서,

상기 방법은,

a) 알고리즘의 파라미터의 값을 결정하는 단계 -상기 파라미터는 무선 링크의 서비스 품질의 적어도 한 양상을 정량화하는 데 적합하고, 상기 무선 링크는 무선 통신 시스템과 단말 디바이스를 연결하며, 상기 파라미터(QoS 파라미터) 및 상기 알고리즘은 서로 다른 무선 액세스 기술(RAT)에 관해 포괄적임-,

b) 상기 알고리즘을 처리하고, 이에 의해 상기 파라미터를 이용하는 단계,

c) 상기 알고리즘의 출력에 기초하여, 트리거 신호를 상기 통신 시스템에 전송해야 하는지 여부를 결정하는 단계, 및

d) 단계 c)에서의 결정이 긍정적인 경우에는 상기 트리거 신호를 상기 통신 시스템에 전송하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

제네릭 파라미터의 값을 결정하는 단계는

a) 그 파라미터를 측정 및/또는 평가하는 단계, 및/또는

b) RAT-특정 파라미터를 측정 및/또는 평가하고, 그 얻은 값을 제네릭 파라 미터의 값으로 매핑하는 단계

에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

제네릭 파라미터의 값을 결정하는 단계는

a) 제네릭 파라미터의 값, 또는 제네릭 파라미터의 값의 수학적 표현을 수신하는 단계, 및/또는

b) RAT-특정 파라미터의 값을 수신하고, 그 값을 제네릭 파라미터의 값으로 매핑하는 단계

에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

알고리즘을 처리하는 단계는 상기 통신 시스템으로부터 수신한 값 및/또는 상기 단말 디바이스에 의해 결정된 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

알고리즘은 메트릭이거나 발견적 규칙에 기초하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

알고리즘은 메트릭이고, 그 출력은 스칼라값인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

알고리즘은 메트릭이고,
에 따라 계산되며,

이고, QoS_determined(i)는 제네릭 QoS 파라미터의 결정된 값이며, QoS_application(i)는 상기 단말 디바이스에서 작동하는 특별한 애플리케이션에 의해 요청되는 제네릭 QoS 파라미터의 값이며, f_i(x_i)는 수학 함수이며, a_i는 가중화 계수인 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

f_i(x_i)=x_i인 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

함수 f_i(x_i)는 클립 함수 타입이고,

min_i는 최소 허용 값을 나타내고, max_i는 수량의 최대 허용 값을 나타내는 것을 특 징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

무선 링크의 파라미터를 결정하는 단계는 상기 단말 디바이스에 의해 수행되고, 상기 단말 디바이스는 상기 통신 시스템으로부터 가중화 팩터 a_i를 수신한 후 메트릭의 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

파라미터의 값을 결정하고, 알고리즘을 처리하는 단계는 복수의 무선 링크에 대해 수행하고, 무선 링크 품질의 랭킹이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 방법은 컴퓨터 프로그램에 의해 적어도 부분적으로 수행되는 방법.
핸드오버에 대한 무선 통신 시스템의 결정을 트리거하고/하거나 핸드오버를 트리거하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

상기 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 구비한 컴퓨터 판독가능 매체(3)를 포함하여, 상기 프로그램이 로드될 때, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위하여 컴퓨터를 실행가능하게 하는 컴퓨터 프 로그램 제품.
무선 통신 시스템을 액세스하기 위한 단말 디바이스로서,

제13항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 디바이스.
무선 통신 시스템으로서,

제13항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.