KR101140560B1 - 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법 - Google Patents

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이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법으로서, 접속이 가능한 이용가능한 네트워크를 발견하기 위해서 이동 단말기에 의해 스캐닝 프로세스가 수행되고, 기존 네트워크들 중 적어도 일부는 서버에 등록되고, 서버는 등록된 네트워크들에 관한 정보를 이동 단말기로 제공하고, 이동 단말기의 스캐닝 주기는 서버에 의해 제공된 정보에 기초하여 동적으로 조정되는 것을 특징으로 한다.
이동 단말기, 스캐닝 프로세스, MIIS

Description

이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법{METHOD FOR OPTIMIZING THE SCANNING PROCESS OF A MOBILE TERMINAL}
본 발명은 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법에 관한 것이며, 이 스캐닝 프로세스는, 접속이 가능한 이용가능 네트워크를 발견하기 위해서 이동 단말기에 의해 수행되며, 기존 네트워크의 적어도 일부는 서버에 등록되고, 상기 서버는 등록된 네트워크에 관한 정보를 이동 단말기에 제공한다.
최근, 여러 타입의 무선 통신 시스템이 개발되고 있다. 예를 들어, 최근, 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN) 가 광범위하게 확산되었고, UMTS (Universal Mobile Telecommunication Systems) 와 같은 셀룰러 네트워크가 매우 중요해졌으며, 가장 최근에는, WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access 로 정의됨) 가 라스트 마일 (last mile) 무선 광대역 액세스의 전달을 가능하게 하는 표준 기반 기술로서 개발되고 있다. 이들 시스템 각각은 상이한 타입의 서비스 및 특정한 애플리케이션을 제공한다.
기존의 상이한 유형의 무선 통신 시스템에 따르면, 이동 단말기들은 최근, 이미 시판된 WiFi, UMTS, GSM 및 Bluetooth를 이용하는 복수의 네트워크 인터페이스들을 지원한다. GSM/UMTS 네트워크에 대한 접속은 네트워크 오퍼레이터들에 의해 깔끔하게 배열되지만, WiFi 및 Bluetooth와 같은 다른 네트워크들은 합리적 비율의 접속 시간을 보장하기 위해 이동 단말기의 연속적인 스캐닝을 요구한다. 이용가능한 네트워크들을 발견하기 위해서, 단말기는 기술-특정 스캔 기능을 수행하도록 요구한다. 일반적으로, 이것은 집중적인 배터리 소모를 야기하여, 이동 단말기들의 기능성이 용인할 수 없는 속도로 고갈된다.
단말기가, WiFi에서와 같이, 광고 (예를 들어, 비콘들) 를 수신하는 네트워크의 경우, 스캐닝 시간은, 무선 카드가 무선 링크 상에서 청취하고 있고 이러한 광고를 수신할 수 있는 주기로서 고려될 수도 있다. 나머지 시간 동안, 장치는 청취 중이지 않은 것으로 고려된다. 프로토콜이, Bluetooth Inquiry 또는 WiFi active Probe Request 모드들과 같이 어떤 광고들을 제공하지 않는 경우, 스캐닝 프로세스의 개시로서 스캔이 고려된다.
주어진 영역 내에서 이용가능한 네트워크들을 이동 단말기들로 통신하는 MIH (Media Independent Handover) 와 같이, 일정한 전략들이 개발되었다. 결과적으로, 단말기가 스캐닝 프로세스를 수행해야 하는 것은 아니지만, 그 근처에서 알려진 네트워크들에 접속하도록 직접 시도할 수 있다. 그러나, MIH가 인에이블되지 않은 디바이스는 이용가능한 네트워크를 주기적으로 스캔할 필요가 있으므로, 상술한 바와 같이 배터리 소모를 빠르게 한다. 반면에, MIH-인에이블드 디바이스는, MIH 서비스에 의해 제공된 이용가능한 네트워크들에 관한 정보를 이용할 경우 배터리와 스캐닝 시간을 절약할 수 있다. MIH 서비스의 콘텍스트에서, 이 정보는 일반적으로, 기존의 네트워크들이 등록되는 정보 서버 (IS) 에 의해 제공된 다.
그러나, 정보가 불완전하거나 구식이 되기 때문에, 이동 디바이스들이 정보 서버에 의해 제공된 정보를 이용할 수 없는 상황은 항상 존재할 것이다. 이것은, 기존의 네트워크들이 IS 내에 아직 등록되지 않았다는 사실로 인한 것일 수도 있다. 이러한 경우, 단말기는, 단말기 내에서 구현된 정책들에 따라서 주기적인 스캔을 통상적으로 수반하는 논-MIH 기능성으로 변화된다. 이러한 상황은, 단말기들이 MIH-인에이블드가 아닌 것으로, 즉 접속이 가능한 이용가능 네트워크들을 발견하기 위해 주기적으로 스캐닝해야 하는 것으로 동작하는, MIH-인에이블드 디바이스들의 논-MIH 동작으로서 설명될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 쉽게 구현하는 메커니즘들을 이용함으로써 가능한 한 낮은 전력 소모로 고 레벨의 접속 가능성이 성취되는 방식으로 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하기 위해 최초로 설명된 형태의 방법을 개선하고 더욱 발전시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 언급된 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 포함하는 방법에 의해 성취된다. 이 청구항에 따르면, 이 방법은, 이동 단말기의 스캐닝 주기가 서버에 의해 제공된 정보를 기반으로 동적으로 조정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 네트워크들이 등록될 수 있는 서버에 의해 제공되는, 이용가능한 네트워크들에 관한 정보를 이용함으로써, 이동 단말기의 스캐닝 주기의 동적 적응이 수행될 수 있다는 것이 인지되었다. 이용가능 네트워크들에 관한 서버에 의해 제공된 정보에 의존하여 스캐닝 주기를 특정함으로써, 기존의 스캐닝 방법과 마찬가지로 최소한 동일한 레벨의 접속 가능성 뿐만 아니라, 최적화된 전력 소모와, 그 결과 증가된 배터리 수명을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 예를 들어, IEEE 802.21 표준에 따라서 MIH 환경들에 적합하게 적용될 수 있다. 이러한 경우에서, MIH 정보 서버 (IS) 는, 기존의 네트워크들이 등록되고, 이 등록된 네트워크들에 관한 정보를 이동 단말기에 제공하는 서버로서 기능을 한다. 그러나, 본 발명은 네트워크들이 등록될 수 있는 서버가 제공되는 임의의 시나리오에 적용가능하며, 상기 서버가 등록된 네트워크들에 관한 정보를 이동 단말기들에 제공하는 것이 인에이블링 된다는 것을 이해한다. 결과적으로, 이하, 본 발명이 MIH에 관하여 설명되는 경우, 이 언급은 예시적인 언급으로서만 이해되어야 하고, 어떤 방법으로든 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 명백하게 지적한다.
특히 유익한 실시형태에서, 서버에 등록될 네트워크의 확률 PR이 추정되고 이동 단말기의 스캐닝 주기가 상기 추정된 확률 PR에 기초하여 결정된다. PR이특정 네트워크가 서버에 등록되는 확률일 경우, 다른 말로, PR은 각각, 그 서버에 알려진 네트워크들의 백분율, 또는 MIH 테크놀러지의 특별한 응용 시나리오에서는 MIH 정보 서버 (IS) 에 알려진 네트워크들의 백분율을 나타낸다. PR은, 특정된 영역 내에 존재하는 모든 기존 네트워크들이 서버에 알려진 경우에서, 항상 1보다 작거나 1과 같다. 단말기의 스캐닝 주기를 최적으로 조정하기 위해서, 스캐닝 주기는 추정된 확률값 PR이 낮을 수록 짧아진다. 확률값 PR의 추정은, 서버로부터 수신된 정보에 기초하여 각각의 단말기에 의해 또는 보다 집중화된 접근을 구성하는 서버 그 자체에 의해 수행될 수도 있다. 후자의 경우, 단말기들 중 일부로부터 특별한 요청이 있을 때 확률값 PR이 서버로부터 이동 단말들로 송신되도록 제공될 수도 있다.
또한 유익한 실시형태에서, 사용자들은 서버에 네트워크들을 보고할 수 있게 되는데, 이 보고는 기존의 네트워크들의 지식을 업데이트하기 위해 서버에 의해 이용되고, 확률 PR은 사용자들로부터 수신된 상기 네트워크 보고들에 기초하여 서버에 의해 동적으로 재계산된다. 서버에 네트워크들을 보고하기 위해서 사용자들로 하여금 서버로 메시지들을 보낼 수 있게 함으로써, 서버 내에 저장된 정보의 새로움, 풍부성, 및 완전성의 정도가 고도로 달성된다. 서버 내의 정보를 업데이트하는 통신 노드들은 개별 사용자들일 수도 있고, 바람직하게는, 서버의 오퍼레이터의 고객들, 또는 다른 네트워크 오퍼레이터들일 수도 있다. 사용자 자신이 서버의 업데이트를 수행하는 것을 허용함으로써, 시스템은 매우 동적이 되고 네트워크의 현재 상태에 충실하게 되어, 서버내 정보는 필드 내의 사용자에 의한 주기적 업데이트에 기인하여 항상 새롭고 완전하게 된다.
구체적인 실시형태에서, 서버는 구성가능한 기준에 따라서 개연성 체크를 수행한 후에만 사용자들 중 일부에 대한 보고들을 이용하도록 제공될 수도 있다. 다른 말로, 서버는 구성가능한 기준에 따라서 사용자/통신 노드로부터 수신된 메시지들의 수락에 대하여 결정한다. 특정 기준이 만족되는 경우에만, 서버는 업데이트 동작을 수행하기 위해서 메시지의 콘텐츠를 이용한다. 그렇지 않으면, 그 메시지는 폐기될 수도 있다. 예를 들어, 개연성 체크는 사용자에 의해 보고된 네트워크를 이동 네트워크, 즉, 고정 위치에 부착되지 않은 네트워크로서 식별하기 위한 측정치를 포함할 수도 있다. 추가적으로, 단순한 스팸이 보고되는 것을 방지하기 위한 메커니즘이 구현될 수도 있다. 또한, 구성가능한 기준은, 예를 들어, 일종의 통신 노드의 인증을 포함할 수도 있는데, 즉, 서버는 인증된 통신 노드들로부터의 메시지들만이 추가적으로 처리되는 방식으로 구성될 수도 있다. 인증은, 각각의 통신 노드가 서버를 관리할 책임이 있는 오퍼레이터의 고객으로서 등록된 사실로 인한 것일 수도 있다.
인증 발행 이외에도, 서버는 추가적인 개연성 체크를 수행할 수도 있다. 예를 들어, 서버는, 구성가능한 시간 주기 내에 동일한 (또는 본질적으로 동일한) 판독물을 포함하는 구성가능한 수의 메시지들을 상이한 통신 노드들로부터 수신하는 경우에만 업데이트하기 위해 통신 노드에 의해 서버로 포워딩된 정보를 이용할 수도 있다. 이 방법과 반대로, 고립된 메시지는 신뢰할 수 없는 것으로 판정될 것이다. 예를 들어, 통신 노드가 서버 내에 아직 등록되지 않은 네트워크에 대하여 보고한다면, 서버는 이 네트워크의 존재가 동일한 지리적 영역으로부터의 다른 통신 노드들에 의해 확인되는 경우에만 이 네트워크의 등록에 주의를 기울일 것이다. 이 메커니즘은 일정한 사용자들로부터 의도적으로 위조된 정보의 검출을 강력하게 지원한다.
확률 PR의 조정에 있어서, 서버가 아직 이전의 지식을 갖지 않은 네트워크에 관한 (적절한 때에, 신뢰할 수 있는 것으로 체크되고 자격을 갖춘) 사용자 보고를 서버가 수신할 때마다 확률 RP이 감소되게 제공될 수도 있다. 확률 PR을 감소시킴으로써, 명백하게, 아직 서버에 등록되지 않은 (많은) 네트워크들이 존재하고 있다는 것으로 고려된다.
반면에, 서버가 긴 시간 주기에 걸쳐 아직 알려지지 않은 네트워크들의 사용자 보고들이 없다는 것을 수신한다면, 확률 PR은 값 1을 향하여 약간 증가할 수도 있다. 이러한 경우, 아마도 모든 존재하는 네트워크들이 이미 서버에 등록되었을 것이다. 그러나, 서버가 긴 시간 주기에 걸쳐 어떤 사용자 보고들도 수신하지 않는 경우, 확률 PR은 감소할 수도 있다. 이 방법에 의해, 이용가능한 네트워크에 관하여 서버에 저장된 정보의 새로움이 부족한 것을 고려할 수 있다. 확률 PR이 증가/감소된 후의 시간 주기는 구성가능한 파라미터로서 구현될 수도 있다.
확률 PR의 계산에 고려되는 추가적인 파라미터는 공지되지 않은 네트워크의 양의 예측을 포함할 수도 있다. 이러한 예측은, 예를 들어, 머신 러닝 (learning) 기술의 방법에 의해 이루어진다.
높은 정확도에 관하여, 확률 PR 추정의 수행이 일정한 지리적 위치로 특정되는 것이 유익한 것으로 증명된다. 확률값이 생성되는 지리적 영역이 작을수록, 스캐닝 주기를 조정하기 위해 이동 단말기가 현재 위치되는 지리적 영역에 일치하는 확률값을 선택할 개별 이동 단말기에 대한 정보는 더욱 양호하다. 입도 (granularity) 의 정도는 서버에 의해 제공된 포지셔닝 메커니즘에 따라서 결정될 수도 있다. 영역은 일반적으로 포지셔닝 시스템의 최대 리졸루션보다 클 것이다.
개별 확률들의 유효 스토리지에 관하여, 각각의 특정된 영역에 대한 개별 확률들 PR은 공간 데이터베이스의 서버에 의해 또는 GIS (Geo Information Service) 스토리지 메커니즘의 방법에 의해 저장되도록 제공될 수도 있다.
유익하게, 각각의 특정 영역에 대하여 개별 확률 PR은 각각의 상이한 액세스 테크놀러지에 대하여 계산된다. 이 방법에 의해, 예를 들어, (어쩌면, 단말기가 이러한 네트워크 인터페이스만을 지원하기 때문에) WiFi 네트워크를 배타적으로 탐색하는 이동 단말기가 기존의 WiFi 네트워크들에 관한 국부적 상황만을 고려하는 확률 PR 값에 기초하여 스캐닝 주기를 조정하는 것이 가능하다.
일정한 영역에 대하여 유효한 확률 PR은 또한 상기 영역의 주변 영역으로 송신되도록 제공될 수도 있다. 따라서, 확률 PR이 주변 영역 내에서 더 높다는 것을 사용자가 발견한다면, 사용자는 그의 지리적 위치를 그 주변 영역으로 변경할 수 있게 되고, 따라서, 더 긴 스캐닝 주기를 적용하고, 결과적으로 보다 적은 배터리 전력을 소모함으로써 네트워크에 대한 접속이 구축될 수도 있다. 또한, 사용자가 넓은 영역에 대하여 평균된 확률값 PR을 수신할 것을 희망하는지, 또는 오히려 보다 작은 인접 영역의 세트에 대하여 미세하게 입도된 값들을 수신할 것을 희망하는지 여부를 선택할 수 있도록 제공될 수 있다.
유익하게, 계산된 확률값 PR이 이동 단말기로 송신되고 스캐닝 주기 TS가 그 수신된 확률값 PR에 기초하여 이동 단말기의 일부에 대하여 계산되도록 제공될 수도 있다. 대안으로, 스캐닝 주기 TS가 서버에 의해 또는 외부 애플리케이션에 의해 계산되고 그 계산된 스캐닝 주기 TS가 이동 단말기로 송신되는 것이 가능하다.
확률 PR의 추정값 및/또는 스캐닝 주기의 TS 계산값을 서버로부터 이동 단말기로 송신하는 것에 관하여, IEEE 802.21 표준에 정의된 바와 같이 MIIS (Media Independent Information Service) 가 사용될 수도 있다. 이를 위해, 새로운 정보 엘리먼트 (IE) 가 MIIS에 부가될 수도 있다. 802.21 프로토콜은 판매자 또는 오퍼레이터로 하여금 그 소유 IE들을 추가할 수 있게 할 목적으로 일정한 수의 비트들을 예약하기 때문에 이렇게 하는 것에 추가적인 문제는 없다. 예를 들어, 이 콘텍스트에서, "네트워크 지식 추정 (Networks Knowledge Estimation)"으로 지칭된 새로운 IE가 도입된다. 이 정보가 프레임으로 삽입되고 이동 노드들로 보내지는 방법의 프로세스는 단순히 표준 802.21 규칙을 따를 수도 있다.
본원에 설명된 방법은 IEEE 802.21 사양에 정의된 바와 같이 MIH를 배제하지 않는다는 것을 다시 한번 주목한다. 상술된 방법을 임의의 기존 프로토콜 또는 장래의 프로토콜에 유사한 메커니즘 또는 기능에 적용한다는 것은 당업자에게 명백하다.
본 발명의 교시를 바람직한 방식으로 설계하고 더 개발하는 다양한 방법이 존재한다. 이를 위해, 한편으로는 청구항 제 1 항에 종속하는 청구항을 참조할 것이고, 다른 한편으로는 도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시형태의 설명을 예시의 방식으로 참조한다. 본 발명의 바람직한 실시형태의 설명과 관련하여, 도면을 보조로 본 교시의 일반적인 바람직한 실시형태 및 추가적인 전개를 설명할 것이다.
도면에서,
도 1은 MIH 통신 모델을 일반적으로 도시하는 전형적인 네트워크 아키텍처의 개략도이다.
도 2는 긴 주기의 스캔을 이용하는 기술을 상태에 따른 정적 네트워크 서치 프로세스의 개략적인 도시이다.
도 3은 짧은 주기의 스캔을 이용하는 기술의 상태에 따른 정적 네트워크 서치 프로세스의 개략적인 도시이다.
도 4는 다양한 스캐닝 시나리오에 따른 배터리 소모 및 소모 시간을 비교하는 개략적인 도시이다.
도 5는 확률 PR을 동적으로 재계산하는 알고리즘의 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 일반적으로 적용 가능한 MIH 서비스들을 포함하는 네트워크 모델을 도시한다. 보다 상세하게는, 도 1은 일반적인 네트워크 아키텍처의 MIH 통신 기준 포인트들을 도시한다. 이 모델은, 복수의 유선 및/또는 무선 액세스 테크놀러지 옵션들을 지원하는 MIH 가능 통신 노드 (1) 을 포함한다.
도 1에 도시된 모델은 4개의 예시적인 액세스 네트워크 1 내지 4를 포함한다. 액세스 네트워크 1, 2 및 4는 코어 네트워크 (각각 오퍼레이터 1-3 코어) 에 접속되는 반면, 액세스 네트워크 (3) 는 방문된/홈 코어 네트워크로서 라벨링되는 코어 네트워크에 커플링되는 셀룰러 네트워크이다. 이 콘텍스트에서, 용어, 방문된 및 홈은 프로비저닝 (provisioning) 서비스 제공자 또는 기업을 나타낸다. 도시된 네트워크들 중 임의의 네트워크는 통신 노드 (1) 의 프로비저너에 대한 오퍼레이터의 관계에 따라서 방문된 또는 홈 네트워크 중 어느 하나이다. 오퍼레이터 1-3 코어 각각은 서비스 제공자 또는 통합된 인트라넷 제공자를 나타낼 수도 있다.
네트워크 제공자는 자신의 액세스 네트워크 (액세스 네트워크 1-4) 내에 MIH 서비스를 제공하여, 그 네트워크로의 핸드오버를 용이하게 한다. 각각의 액세스 테크놀러지는 그 MIH 성능을 통지하거나 MIH 서비스 발견에 응답한다. 액세스 네트워크에 대한 각각의 서비스 제공자는 하나 이상의 MIH PoS (Points of Service) 에 액세스하도록 허용한다. 이러한 PoS는 MIH 성능의 발견 동안 결정된 대로 MIH 서비스들 중 일부 또는 전부를 제공할 수도 있다. MIH PoS의 위치 또는 노드는 표준에 의해 고정되지 않는다. PoS 위치는 오퍼레이터 전개 시나리오 및 기술 특정 MIH 아키텍처에 기초하여 변할 수도 있다.
MIH PoS는 액세스 네트워크 (이것에 관하여 액세스 네트워크 1, 2, 및 4가 통상적임) 의 접속점 (PoA) 과 같은 장소에 위치되거나 바로 옆에 위치되어 존재할 수도 있다. 대안으로, PoS는 액세스 또는 코어 네트워크 (이것에 관하여 액세스 네트워크 3이 통상적임) 내부의 보다 깊은 곳에 존재할 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통신 노드 (1) 의 MIH 엔터티는 임의의 액세스 네트워크를 통해 R1, R2 또는 R3 중 어느 하나에 의해 MIH 네트워크 엔터티들과 통신한다. 802.21에 따르면, 도 1에 도시된 통신 기준 포인트 R1-R5는 다음과 같이 정의된다.
R1은 통신 노드 (1) 상의 MIHF (매체 독립적 핸드오버 펑션 (Media Independent Handover Function) 은 802.21 사양에 정의된 바와 같이 MIH 서비스들의 기능적 구현임) 와 서빙 PoA의 네트워크 엔터티에 대한 MIH PoS 사이의 MIHF 과정을 지칭한다.
R2는 통신 노드 (1) 상의 MIHF와 후보 PoA의 네트워크 엔터티 상의 MIH PoS 사이의 MIHF 과정을 지칭한다. 후보 PoA들은 통신 노드 (1) 가 이 인식하고 있지만 현재 접속되지 않은 PoA이고; 핸드오버가 발생한다면 이것은 타깃 PoA가 된다. R1 및 R2는 L2와 L3 및 그 상위층을 모두를 통한 통신 인터페이스들을 포함할 수도 있다.
R3는 통신 노드 (1) 상의 MIHF와 논-PoA 네트워크 엔터티에 대한 MIH PoS 사이의 MIHF 과정을 지칭한다. R3는, L3 및 그 상위층을 통한 통신 인터페이스, 가능하게는 이더넷 브리징, MPLS 등과 같은 L2 이송 프로토콜을 통한 통신 인터페이스들을 포함할 수도 있다.
R4는 네트워크 엔터티의 MIH PoS와 다른 네트워크 엔터티의 MIH 논-PoS 인스턴스 사이의 MIHF 과정을 지칭한다. R5는 개별적인 네트워크 엔터티의 2 개의 MIH PoS 인스턴스들 사이의 MIHF 과정을 지칭한다. R4 및 R5는 L3 및 그 상위층을 통한 통신 인터페이스들를 포함한다. R1-R5를 통해 전달된 MIHF 콘텐츠는 MIIS (Media Independent Information Service), MIES (Media Independent Event Service), 또는 MICS (Media Independent Command Service) 와 관련될 수도 있다.
방문된 네트워크 및 홈 네트워크의 상호작용은 제어 및 관리 목적 또는 데이터 이송 목적 중 어느 하나일 수도 있다. 또한, 로밍 또는 SLA 협약으로 인해, 홈 네트워크는 통신 노드 (1) 로 하여금 방문된 네트워크를 통해 직접 공용 인터넷에 액세스하도록 허용할 수도 있다. 도시된 바와 같이, 2개의 MIH 네트워크 엔터티들은 R4 또는 R5 기준 접속을 통해 서로 통신할 수도 있다. MIH 가능 PoA는 또한, R3 및 R4 기준 포인트들을 통해 다른 MIH 네트워크 엔터티들과 통신할 수도 있다. MIH 가능 통신 노드 (1) 는 R2 기준 포인트들을 통해 후보 액세스 네트워크들의 다른 PoA와 MIH 통신을 하여 후보 네트워크에 대한 정보 서비스를 획득할 수 있다.
MIH 정보 서비스 (MIIS) 에 관하여, 제공자는 MIS PoS 노드에 위치된 그 정보 서버 (좌측 상단) 에 대한 액세스를 제공한다. 오퍼레이터는, MIIS를 통신 노드들에 제공하여, 통신 노드로 하여금 새로운 로밍 리스트, 비용, 제공자 식별 정보, 제공자 서비스, 우선권, 및 서비스들을 선택하고 이용할 수 있게 하는 임의의 다른 정보를 포함하는 (이것으로 한정되는 것은 아니다) 적절한 정보를 획득할 수 있게 한다. 통신 노드 (1) 에는 제공자에 의해 MIIS 데이터가 미리 제공될 수 있다. 또한, 통신 노드 (1) 가 그 제공자의 임의의 액세스 네트워크로부터 MIH 정보 서비스들을 획득하는 것이 가능하다. MIIS는 또한, 서비스의 네트워크 MIIS 포인트를 이용하여 다른 중복되거나 가까운 네트워크로부터 이용가능할 수 있다. (액세스 네트워크 3과 커플링되는 것으로 도시된) 프로비저너의 네트워크는 R3 및 R4 인터페이스들을 이용하여, 그 프로비저너의 네트워크 또는 방문된 네트워크의 MIH 정보 서버와 같은 다른 MIH 엔터티에 액세스할 수도 있다.
MIH 커맨드 서비스 (MICS) 에 관하여, 정보 데이터베이스 (좌측 중간 아래) 는 커맨드 서비스 PoS를 도시한다. 통신 노드 (1) 의 MIHF는 일반적으로 레이어 3 전송을 이용하여 이 서버와 통신한다.
상기 언급된 바와 같이, 802.21 표준은, 여러 다른 특징들 중에서도, 주어진 영역에서 이용가능한 네트워크들을 단말기로 통신하는 메커니즘을 제공하여, 그 단말기는 스캐닝을 할 필요없이 그 근처의 알려진 네트워크들에 접속하기 위해 직접 시도한다.
MIH는 단말기의 어느 정도의 스캔을 절약하는 것을 담당하지만, MIH 정보 서비스에 대하여 네트워크가 이전에 등록되지 않았거나, 정보가 구식이 되었기 때문에 네트워크가 이용가능하지 않은 상황에는 여전히 공통적이다. 이러한 경우, 단말기는, 다음에 MIH-인에이블드 디바이스들의 논-MIH 동작으로 지칭되는 논-MIH 기능성으로 변경된다. 이러한 상황들에서 (또는 단말기가 전혀 MIH-인에이블드가 아닐 때), 단말기는 통상적으로, 이용가능한 네트워크들을 검출하기 위해서 단말기 내에서 구현되는 정책들에 따라서 주기적으로 스캐닝해야 한다.
도 2 및 도 3은 긴 주기의 스캐닝 (도 2의 저 스캔 주파수) 및 짧은 주기의 스캐닝 (도 3의 고 주파수 스캔) 의 경우에 대하여 이 상태를 도시한다. 둘 모두의 경우, 포인트 A로부터 포인트 B로 이동하는 사용자는 네트워크 A의 (점선의 원으로 표시된) 커버리지 영역을 떠나 갑자기 접속해제된다. 이것은 포인트 C에서 발생한다. 이용가능한 네트워크들에 대한 정보가 부족하기 때문에, MIH-인에이블드가 아니거나 MIH-인이에블드이지만 논-MIH 동작 모드이기 때문에, 이동 단말기는 삼각형으로 표시된 주기적 스캔을 설정한다. 도 2의 스캐닝 주기 TS는 도 3의 스캐닝 주기 TS'보다 매우 길게 선택되는데, 즉, 2회의 연속적 스캔 간의 시간 간격은 도 3에 도시된 실시 형태에서 보다 도 2의 실시형태에서 더 길다.
네트워크 B의 커버리지 영역에 (포인트 D에서) 진입한 후, 다음 스캔이 (포인트 E에서) 네크워크를 검출한다. 도 2 및 도 3으로부터 얻어질 수 있는 바와 같이, 긴 스캔 주기의 경우, 단말기는 네트워크 A로부터의 접속해제와 네트워크 B로의 접속 사이에 5회의 스캔만을 수행한다. 그러나, 네트워크 B의 커버리지 영역에 진입한 후 다음 스캔이 발생할 때까지, 단말기는 네트워크 B를 인식하지 못한다. 이것은, 네크워크가 이용가능함에도 불구하고, 빗금친 영역으로 나타낸 바와 같이 접속없는 긴 간격을 발생시킨다. 최악의 경우의 시나리오에서, 스캔 주기 TS는, 사용자가 네트워크 B를 검출하지 못하고 네트워크 B를 통과할 정도로 길 수도 있으며, 이것은 명백하게 원하는 거동이 아니다.
도 3의 보다 짧은 스캔 주기 TS'의 경우, 네트워크 B로 진입한 후, 네트워크 B는 매우 일찍 발견되지만, 더욱 많은 스캔을 대가로 한다. 이것은 배터리 소모를 더 빠르게 한다. 이와 같이, 배터리 소모와 접속 시간 간의 맹백한 트레이드-오프가 관찰된다.
통계적으로, 일단 이용가능하게 되면, 네트워크가 발견될 때까지의 평균 시간으로 정의되는 (도 2 및 도 3에서 각각 빗금친 영역으로 나타낸) 예상 낭비 시간은,
Figure 112009072378910-pct00001
이고, TS는 스캐닝 주기이다. 스캐닝 주기가 더 길수록, 낭비 시간, 즉 접속이 이용가능 하더라도 이동 단말기가 접속되지 않는 시간은 더 커진다. 전체적인 공식에서, 네트워크들이 균일하게 랜덤으로 분산된다고 가정된다.
이제, 네트워크 B가 정보 서비스에 등록되어 있는 MIH의 경우를 고려한다. 이 경우, 단말기는 이미 네크워크 B가 어디쯤에 있는지 알고, 어떤 스캔도 수행할 필요가 없다. 또한, 네트워크 B가 이용가능하다고 알려진 영역으로 진입하자 마자, 즉시 접속할 것이다. 이것이 최소 횟수의 스캔이 달성됨에 따른 최적의 솔루션이므로, 최단의 낭비 시간을 가능하게 한다. 그러나, 네크워크가 없는 구간을 고려해야 한다. 단말기는, 이용가능한 어떤 네트워크의 정보도 MIH가 갖지 않는다는 것을 알지만, 체크할 방법이 없다. 가능한 한 오랫동안 접속을 제공하도록 의도된다면, 끊임없이 스캔해야 할 것이다.
단말기가 주위에 알려진 네트워크가 있을 때에는 스캔을 하지 않고, 영역 내에 알려진 네트워크가 없을 때에는 통상의 스캔을 수행하는 하이브리드 방식이 있다. 이 경우, 낭비 시간은, 네트워크가 MIH에 알려지지 않았을 경우 이미 상술된 것과 동일하고, 네트워크가 MIH 정보 서버에 등록된 경우 0 이다 (또는 중요하지 않다). 이 식은
Figure 112009072378910-pct00002
와 같이 표현되며, PR은, 특정 네트워크가 MIH의 정보 서비스에 등록되어 있는 확률 또는 다른 말로, MIH에 알려진 네트워크들의 백분율이다. PR은 1보다 작거나 같고, 결과적으로 1-PR이 1보다 작다. 따라서, MIH가 있는 낭비 시간은 항상, 많아도 MIH가 없는 것과 동일할 것이지만, 정보 서비스에 등록되어 있는 임의의 알려진 네트워크에 대하여, 낭비 시간은 더욱 작아질 것이다.
도 4는 낭비 시간을 스캐닝 주기 TS의 함수로서 도시한다. MIH 없이, 즉, PR=0 일 때, 낭비 시간은 스캐닝 주기 TS가 증가함에 따라 ½의 기울기로 증가한다. 그러나, PR이 0보다 큰 경우, 기울기는 감소한다. 다른 말로, 0보다 큰 일정한 확률값 PR을 이용하여, 보다 긴 스캐닝 주기 TS를 이용함으로써 임의의 임계치와 동일한 낭비 시간에 도달하는 것이 가능하다. 임의의 임계치가 대시 라인으로 표시된다.
또한, 도 4의 플롯은 스캐닝 주기 TS에 밀접하게 링크되는 배터리 소모의 추정을 도시한다. 단말기에 의해 스캐닝이 보다 자주 실시될수록 (작은 TS), 보다 많은 배터리가 사용될 것이다. 이 효과는 점선으로 도시된다. PR이 0보다 클 때, 임의의 임계치가 주어지면, PR이 0인 경우보다 또는 이용가능한 MIH가 없는 경우보다 각각, 상당히 더 낮은 전력 소모를 달성할 수 있다. 이와 같이, 확률 PR이 알려졌었다면, MIH가 없는 것과 동일한 낭비 시간을 제공하는 최적의 스캐닝 주기를 계산하는 것이 가능하다. 상기 나타낸 식들 둘 모두를 대등하게 함으로써,
Figure 112009072378910-pct00003
를 얻을 수 있다. 이것은 TS 및 PR로 주어진 예상된 임계치에 의존하는 스캐닝 시간에 대한 값을 구성한다. 이러한 스캐닝 주기를 이용하는 것은 배터리의 이용을 최적화하고 또한 MIH가 없는 것과 동일한 레벨의 접속을 제공한다.
제안된 공식은, MIH가 없이 낭비된 시간에 의해 제공된 목표 성능에 관하여 계산될 수 있는 방법에 관한 단순한 실시형태이다. 더욱 진보된 방법은, 예를 들어, 사용자로 하여금 최적으로 계산된 주기의 편차로서, 더욱 짧은 스캐닝 주기를 선택함으로써 더욱 적극적으로 (그리고 배터리를 소모하여) 그 스캐닝을 구성하게 하는 것을 고려한다. MIH가 없는 스캐닝 주기 TS가 이용가능하지 않은 표준 전개에서, 주기는 실험적으로 조정되는 상수를 이용하여 계산될 수 있다. 또한, 스캐닝 주기 TS는 사용자가 현재있는 영역에 특정된다. PR의 추정을 위해, 큰 또는 보다 작은 영역들이 고려될 수 있다.
확률값 PR의 가능한 계산에 관하여, (주어진 영역 내에서) MIH가 실제로 아는 기존의 네트워크들의 수에 관한 추정이 수행된다. 이 콘텍스트에서, 사용자로 하여금 그 주변 영역 내에서 실제로 검출한 네트워크에 관한 정보를 업로드할 수 있게하는 메커니즘을 제공하는 것이 특히 유익하다. 이 정보를 이용하여, MIH 정보 서비스는, 이 네트워크에 대하여 이미 아는지 여부를 체크하고, 알지 못하는 경우, 정보를 유지할 수 있다.
정보 서비스가, 그 정보 서비스에 아직 알려지지 않은 네트워크들에 관한 분야 보고에서 사용자들의 일부에 대한 메시지들에 의해 업데이트된다면, PR은 증가할 것이고, 따라서, 감소된 스캐닝 주기로 인해 이동 단말기들 스캐닝의 배터리 소모를 낮추는 점에서 이득을 개선시킨다. 이미 알려진 보고된 네트워크들의 수와, 새로운 네트워크들의 수를 체크함으로써, 정보 서비스는 확률값 PR의 추정치를 생성하여 이것을 단말기로 전송할 수 있으며, 이후, 그에 따라서 그 스캔 주기를 조정할 것이다.
예시적인 실시형태에 따라서 주어진 영역 내에서 PR을 계산하기 위해 정보 서버에서 실행되는 알고리즘의 기본 상태도를 도 5에 도시한다.
도 5는 이전의 지식을 갖거나 사용자가 서버로 로딩하고 있는 네트워크가 아니라는 사실에만 기초하여 PR 추정치가 정보 서버에 의해 동적으로 재계산되는 방법을 단순한 예로 도시한다. 추가적으로, 더욱 향상된 알고리즘은 PR의 추정을 더욱 정확하게 하기 위해서 추가적인 파라미터들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 새로운 네트워크가 긴 주기의 시간에 걸쳐 영역 내에서 발견되지 않을 경우, 즉, 정보 서비스가 아직 알려진 네트워크들이 없다는 어떤 보고도 수신하지 않은 경우, 이것은, 정보 서버에 이미 등록된 네트워크에 추가되는 네트워크가 존재하지 않는다는 강한 암시로서 해석될 수 있다. 이에 응답하여, 이러한 경우, 확률값 PR은 끊임없이 1을 향해 증가할 수 있다. 그 값은 사용자의 단말기에 송신될 수 있으며, 따라서, 배터리 전력을 절약하기 위해서 TS를 감소시키는 것으로 도시된 경우에서, 사용자로 하여금 그 스캐닝 주기 TS를 조정할 수 있게 한다. 그러나, 사용자가 긴 주기의 시간 동안 영역 내의 이용가능한 네트워크들에 대하여 전혀 보고하지 않는다면, PR은 감쇠하여 정보의 새로움의 부족을 나타낸다.
PR 추정의 정확도를 더욱 증가시키기 위해서, 측정에 단말기 성능이 고려될 수도 있어서, 예를 들어, 엄청난 원거리의 셀 폰들은, 보고된 네트워크가 사실상 이용가능하지 않더라도, PR을 감소시키는 먼 영역으로부터의 네트워크들을 보고하지 않는다. 비슷한 방법으로, 네트워크가 새로운 것으로 여겨지기 전에 일정한 측정들이 수행될 수 있다. 이러한 측정들에 의해, 예를 들어, 이동 네트워크들 또는 단순 스팸의 보고가 방지된다.
PR의 추정이 각각의 영역에 대하여 특유하며, 영역 경계들은 구성가능한 기준에 따라서 구축된다. 특히, 경계들은 때때로 적응될 수 있다. 예를 들어, 특정 확률 값이 PR인 영역은 (주어진 시간 간격 동안 불과 소수의 사용자들만이 정보 서비스로 보고하는) 낮은 밀도의 사용자 인구의 경우에 넓어질 수도 있다. 추가적으로, 영역의 결정은 MIH에 의해 제공된 포지셔닝 메커니즘에 의존할 것이다. 이 영역은 통상적으로, 포지셔닝 시스템의 최대 리졸루션보다 더 클 것이다. 또한, 주어진 영역에 대하여 PR은 상이한 액세스 기술들 (Wimax, WiFi 등) 각각에 대하여 상이할 수도 있다.
이동 단말기는 그 스캐닝 주기 TS를 적응시키기 위해 PR 추정을 이용할 것이다. 이것은, 예를 들어, 매우 낮은 PR 추정에서, 스캐닝 주기 TS가 오히려 높을 것이다. 다른 말로, 이동 노드는 사용자 주위의 네트워크의 지식이 불충분하는 것을 알기 때문에, 접속이 가능한 네트워크를 매우 빈번하게 서치하는 스캔을 결정한다. 반면에, PR 추정이 매우 높다면, 사용자가 그 근처의 이용가능한 네트워크들의 상황을 이미 거의 완벽하게 알고 있기 때문에, 그 사용자는 그 스캐닝 주기 TS를 급격하게 감소시킬 것이다. 확률값 PR을 정보 서비스로부터 사용자 단말기로 보내는 것은 현재 영역 뿐만 아니라, 이웃 영역을 포함할 수도 있다는 것을 주목한다. 추가적으로, 그 특정 실시형태는, 넓은 영역에 대해 평균화된 PR을 보낼지 또는 보다 작은 인접 영역들의 세트에 대한 보다 미세하게 입도된 값을 보낼지 여부를 선택할 수 있다. 이 콘텍스트에서, 사용자로 하여금 정보 서비스로부터 정보를 수신하기 희망하는 영역에 관한 개인적인 선호도를 특정할 수 있게 제공될 수 있다.
지금까지, 확률 PR이 정보 서비스에 의해 계산되고, 그 후, (경우에 따라서, 사용자의 단말기에 의한 요청 시) 정보 서비스로부터, 스캐닝 주기 TS가 최적화되는 단말기로 송신되는 것을 가정하였다. 이 구현은 각각의 단말기가 그 자신의 스캐닝 주기를 계산함으로써 확률 PR 그 자체 뿐만 아니라 상술된 바와 같은 추가적인 파라미터들을 고려할 수 있기 때문에 매우 개별적으로 취급된다. 그러나, 결점은 필수 계산 동작으로 인해 단말기 측에 대한 에너지 소모가 약간 증가된다는 것이다 (그러나, 이는 최적으로 조정된 스캐닝 주기로 인한 에너지 절약에 의해 더 많이 보상된다). 또한, 다른 구현에서, 스캐닝 주기 TS가 서버 측에서 계산된 후 단말기들로 송신된다.
MIH를 이용하여 예시적인 실시형태를 설명하였지만, 본 발명은, 사용자로 하여금 그 자신의 네트워크 측정에 기초하여 네트워크 정보를 보고하게 하고, 다른 한편으로, 사용자로 하여금 네트워크 정보를 업로드하게 하는, MIH와 비슷한 기능성의 임의의 메커니즘 또는 프로토콜로 확장될 수 있다는 것을 이해하는 것이 가장 중요하다.
전술한 설명 및 관련 도면에서 제공된 교시의 이점을 갖는, 여기서 설명된 본 발명의 다양한 변형예 및 다른 실시형태는 본 발명이 관련된 당업계의 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정한 실시형태에 한정되지 않으며, 변형예 및 다른 실시형태들은 첨부된 청구항의 범주 내에 포함되도록 의도됨을 이해해야 한다. 본 명세서에서는 특정한 용어들이 사용되었지만, 이 용어들은 오직 일반적이고 설명적인 측면에서 사용된 것이며 한정하려는 목적이 아니다.

Claims (19)

  1. 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법으로서,
    접속이 가능한 이용가능한 네트워크를 발견하기 위해서 상기 이동 단말기에 의해 상기 스캐닝 프로세스가 수행되고,
    기존 네트워크들 중 적어도 일부는 서버에 등록되고,
    상기 서버는 상기 등록된 네트워크들에 관한 정보를 상기 이동 단말기로 제공하고,
    상기 이동 단말기의 스캐닝 주기는 상기 서버에 의해 제공된 정보에 기초하여 동적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버에 등록되는 네트워크의 확률 PR이 추정되고, 상기 이동 단말기의 스캐닝 주기는 상기 추정된 확률 PR에 기초하여 결정되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    사용자들이 네트워크들을 상기 서버에 보고할 수 있고, 상기 보고는 상기 서 버에 의해 사용되어 기존 네트워크들의 지식을 업데이트하고, 상기 확률 PR은 사용자들로부터 수신된 상기 네트워크의 보고들에 기초하여 상기 서버에 의해 동적으로 재계산되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 서버는 구성가능한 기준에 따라서 개연성 체크를 수행한 후에만 사용자들 중 일부에 대한 보고를 사용하는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 개연성 체크는 사용자에 의해 보고된 네트워크를 이동 네트워크로서 식별하기 위한 측정을 포함하는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 개연성 체크는, 상기 서버가 구성가능한 시간 주기 이내에 동일한 판독물을 포함하는 상이한 사용자들로부터 구성가능한 수의 보고들을 수신하는지 여부를 체크하기 위한 측정을 포함하는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 개연성 체크의 프레임워크에서 네트워크 보고 사용자의 단말기 성능이 고려되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서버가 이전 지식을 이미 구비한 네트워크에 관한 사용자 보고를 수신할 때마다, 상기 확률 PR은 상기 서버에 의해 증가되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  9. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서버가 이전 지식을 아직 구비하지 않은 네트워크에 관한 사용자 보고를 수신할 때마다, 상기 확률 PR은 감소되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  10. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자들이 네트워크들을 상기 서버에 보고할 수 있는 시간 주기 동안 상기 서버가 아직 알려지지 않은 네트워크들의 사용자 보고들이 없음을 수신한다면, 상기 확률 PR은 값 1을 향하여 끊임없이 증가되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  11. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자들이 네트워크들을 상기 서버에 보고할 수 있는 시간 주기 동안 상기 서버가 어떤 사용자 보고들도 수신하지 않는 경우, 상기 확률 PR은 감소되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  12. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    알려지지 않은 네트워크들의 양을 예측하기 위해서 머신 러닝 기술들 (machine learning techniques) 이 사용되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  13. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확률 PR의 추정은 일정한 지리적 영역에 특정하여 수행되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    각각의 특정된 영역에 대한 개별 확률 PR은 상기 서버에 의해 공간 데이터베이스 내에 저장되거나 또는 GIS (Geoinformation Service) 스토리지 메커니즘에 의해 저장되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    일정 영역에 대하여 유효한 확률 PR은 또한 상기 영역에 이웃한 영역으로 송신되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  16. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별 확률 PR은 상이한 액세스 테크놀러지들 각각에 대하여 계산되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 계산된 확률 PR의 값은 상기 이동 단말기로 송신되고, 상기 스캐닝 주기 TS는 상기 수신된 확률 PR의 값에 기초하여 상기 이동 단말기의 일부에 대하여 계산되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  18. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스캐닝 주기 TS는 상기 서버에 의해 또는 외부 애플리케이션에 의해 계산되고, 상기 계산된 스캐닝 주기 TS는 상기 이동 단말기로 송신되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
  19. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    IEEE 802.21에서 정의된 MIIS (Media Independent Information Service) 는, 새로운 정보 엘리먼트 (IE) 를 상기 MIIS에 부가함으로써 상기 서버로부터 상기 이동 단말기로의 상기 스캐닝 주기 TS 및/또는 상기 확률 PR의 값의 송신을 위해 이용되는, 이동 단말기의 스캐닝 프로세스를 최적화하는 방법.
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