KR101289593B1

KR101289593B1 - 무선 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽 관리 방법

Info

Publication number: KR101289593B1
Application number: KR1020117018428A
Authority: KR
Inventors: 홍석 김; 시앙잉 양; 무타이아 벤카타차람
Original assignee: 인텔 코오퍼레이션
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2013-07-24
Also published as: US8270975B2; US20100173631A1; CN102342148B; EP2382820A2; WO2010078589A3; CN102342148A; JP5196360B2; WO2010078589A2; KR20110102945A; JP2012514901A

Abstract

무선 네트워크(100) 내에서의 네트워크 트래픽을 관리하는 방법은 무선 네트워크 내의 복수의 기지국들(111, 121, 131)을 식별하는 단계, 복수의 기지국들 중 각각의 기지국을 그 형태에 따라 분류하는 단계, 무선 네트워크 내 복수의 기지국들 중 각각의 기지국에 대한 부하 균형 파라미터(α)를 그 형태에 따라 설정하는 단계, 및 복수의 기지국들 중 제1 기지국으로부터 복수의 기지국들 중 제2 기지국으로의 핸드오버를 포함하는 핸드오버 이벤트의 경우, 제1 기지국 및 상기 제2 기지국 둘 다의 부하 균형 파라미터를 고려하는 프로세스에 따라서 제2 기지국을 선택하는 단계를 포함한다.

Description

무선 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽 관리 방법{METHOD OF MANAGING NETWORK TRAFFIC WITHIN A WIRELESS NETWORK}

본 발명의 개시된 실시예는 일반적으로 무선 네트워크에 관한 것으로, 특히 이러한 무선 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽을 관리하는 것에 관한 것이다.

무선 네트워크는 음성, 데이터, 및 다른 정보를 와이어를 사용하지 않고 한 지점에서 다른 지점으로 전송가능하게 해준다. 무선 네트워크의 통상적인 형태는 셀룰러 네트워크로서, 이 셀룰러 네트워크에서는 다수의 송수신기(본 명세서에서 "기지국(base station)"(또는 "BS")라고 지칭함))가 각기 기지국 주위의 하나의 셀 내에서, 즉, 네트워크의 일부분 내에서 네트워크 커버리지를 제공한다. 네트워크는 다수의 인접한 또는 중첩된 셀들로 이루어진다. 어떤 네트워크 셀 내에 (일시적으로) 배치되는 무선 통신 디바이스(본 명세서에서 "이동국(mobile station)"(또는 "MS")라고 지칭함))는 그 셀의 기지국과의 통신 링크를 확립함으로써 그 네트워크를 통해 전송되는 음성 및/또는 다른 데이터에 액세스할 수 있다. 이동국의 예는 스마트폰 또는 다른 셀룰러 전화 핸드셋, 또는 이동 컴퓨터 이를 테면 랩톱 및 넷북과 같은 디바이스를 포함한다.

이동국이 네트워크에 진입할 때나, 또는 이동국이 셀 경계(edge)에 접근할 때, 그 이동국과 연관되는 적절한 기지국/네트워크 셀이 결정되어야 한다. 이동국과 기지국/네트워크 셀 간의 연관성은 전통적으로 이동국의 관점에 기초하여 왔으며, 즉 MS가 처음에 네트워크에 진입한 때, MS는 이웃하는 기지국들로부터 신호 세기를 탐색하고 그 각각에 대해 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR)를 결정한다. 그 다음, 샤논의 채널용량 이론(Shannon's capacity theorem)에 의거, 달성가능한 스펙트럼 효율이 r = log₂(1+SINR)로 계산된다. 그런 다음 이동국은 가장 높은 스펙트럼 효율을 달성할 수 있는 기지국을 선택하고 그 기지국과의 연관성이 형성된다.

개시된 실시예들은 첨부된 도면과 함께 기술된 아래의 상세한 설명을 읽어 봄으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 네트워크의 개략적인 표현도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 무선 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽을 관리하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라서 무선 네트워크 내의 이동국에 연관되는 기지국을 선택하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 무선 네트워크 내에서, 선택 기지국으로 불리는, 이동국에 연관될 기지국을 선택하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라서 부하 균형 파라미터의 값들을 선택하여 무선 네트워크 내 이동국 연관성을 결정하기 위한 규칙의 시뮬레이션 결과를 예시하는 그래프이다.

간단하고 명료한 예시를 위해, 도면은 일반적인 구성 방식을 예시하며, 공지된 특징 및 기술에 대한 설명 및 세부사항은 본 발명의 기술된 실시예들의 설명을 불필요하게 불명료하게 하지 않도록 생략될 수 있다. 부가적으로, 도면의 구성요소들은 반드시 축척대로 그려지지 않는다. 예를 들어, 도면의 일부 구성요소의 치수는 본 발명의 실시예의 이해 증진을 돕기 위해 다른 구성요소들에 비해 과장될 수 있다. 여러 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소들을 나타내며, 반면에 유사한 참조부호는 반드시는 아니지만 유사한 구성요소들을 나타낼 수 있다.

상세한 설명 및 특허청구범위에서 용어 "제1", "제2", "제3", 및 "제4" 등은 만일 존재한다면 유사한 구성요소들을 구별하기 위해 사용되는 것이며, 반드시 특정한 순차적 순서 또는 시간적 순서를 기술하기 위한 것은 아니다. 이와 같이 사용된 용어는 본 명세서에서 기술된 본 발명의 실시예들이, 예를 들어, 본 명세서에서 예시된 순서와 다른 순서 또는 그렇지 않고 기술된 순서로 동작할 수 있도록 적절한 상황하에서 상호 교환가능함을 이해하여야 한다. 유사하게, 만일 어떤 방법이 본 명세서에서 일련의 단계들을 포함하는 것으로서 기술된다면, 본 명세서에서 제시된 바와 같은 이러한 단계들의 순서는 반드시 이러한 단계들이 수행될 수 있는 유일한 순서는 아니며, 또한 기술된 단계들 중 특정 단계는 어쩌면 생략될 수 있고 및/또는 본 명세서에서 기술되지 다른 특정 단계들도 어쩌면 그 방법에 추가될 수 있다. 또한, 용어 "포함하다(comprise)", "구비하다(include)", "갖다(have)", 및 이들의 어떤 변형예들은 비배타적인 포함을 포괄하는 것으로 의도되고, 일련의 구성요소들을 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그들 구성요소들로만 한정되는 것이 아니며, 그러한 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치에 대해 명시적으로 열거되지 않거나 또는 그러한 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치에 내재하는 다른 구성요소들도 포함할 수 있다.

상세한 설명 및 특허청구범위에서 용어 "좌측", "우측", "전면", "후면", "상부", "바닥", "위", 및 "아래" 등은 만일 존재한다면 설명적 목적으로 사용된 것이며 반드시 영구적 상대 위치를 기술하는 것은 아니다. 이와 같이 사용된 용어는 본 명세서에서 기술된 본 발명의 실시예들이, 예를 들어, 본 명세서에서 예시된 방위와 다른 방위 또는 그렇지 않고 기술된 방위로 동작할 수 있도록 적절한 상황하에서 상호 교환가능함을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "결합된"은 전기적 또는 비전기적인 방식으로 직접 또는 간접적으로 연결된 것으로 규정된다. 본 명세서에서 서로 "인접한" 것으로 기술된 물체는 그 문구가 사용된 문맥에 적합한 것으로서, 서로 물리적으로 접촉하거나, 서로 근접하거나, 또는 대체로 서로 동일한 영역 또는 구역 내에 있을 수 있다. 본 명세서에서 "일 실시예에서"라는 문구가 나오더라도 반드시 모두가 같은 실시예를 언급하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에서, 무선 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽을 관리하는 방법은 무선 네트워크 내의 복수의 기지국을 식별하는 단계, 그 형태에 따라 복수의 기지국 각각을 분류하는 단계, 그 형태에 따라 복수의 기지국 각각의 부하 균형 파라미터(load balancing parameter)를 설정하는 단계, 및 복수의 기지국 중 제1 기지국으로부터 복수의 기지국 중 제2 기지국으로의 핸드오버(handover)를 포함하는 핸드오버 이벤트의 경우, 복수의 기지국 중 제1 기지국 및 복수의 기지국 중 제2 기지국 둘 다의 부하 균형 파라미터를 고려하는 프로세스에 따라서 복수의 기지국 중 제2 기지국을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는 무선 근거리 네트워크(WLAN), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access, 와이맥스) 네트워크 등을 포함하는 무선 도시권 네트워크(WMAN), 3GPP GSM/EDGE 및 CDMA2000을 포함하는 셀룰러 전화 네트워크, 또는 3GPP HSDPA, LTE 및 3GPP2 UMB를 포함하는 셀룰러 데이터 네트워크 또는 이들의 진화된 표준에 기반한 네트워크 등에서 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 셀 연관성(cell association)은 전통적으로 이동국에서 최대 수신 SINR에 기반하여 이루어져 왔다. 이러한 연관성 방식은 네트워크 셀 부하가 대칭적일 때 최적이지만, 이러한 상황은 실제 네트워크 트래픽 조건에서는 드문 일이다. 실제 네트워크에서, 트래픽 셀 부하의 비대칭성을 처리하기 위하여 부하 균형(load balancing)이 요구된다. 부하 균형은 셀 처리량(throughput)을 증가시키고 파일 전송시 사용자가 경험하는 지연을 감소시키는데 중요하다.

몇 가지 부하 균형 동작이 존재해 왔지만, 이들은 단지 특정 목적의 것(ad-hoc)이며 체험적인 것(heuristic)이다. 이들 기존의 프로토콜은 부하 균형 면에서 최적의 네트워크 동작을 보장할 수 없고, 잘 규정된 체계(framework)가 없는 경우 이동국의 핸드오버(handovers: HO) 결정이 기지국의 HO 결정과 다를 수 있기 때문에 (그리고 종종 다르기 때문에) 핸드오버(HO)가 비제어되거나 성공적이지 못할 가능성이 있을 수 있다. 사실상, 부하 균형 정책을 시스템 구성 방송(system configuration broadcast)에서 소수의 키 파라미터로 규정하고, 사용하고, 관리하기에 충분한 본 발명의 실시예에서 제안된 바와 같은 조직적인 체계가 존재하지 않는다. 대조적으로, 본 발명의 실시예를 표준에 포함시키면 HO 및 네트워크 진입 동안에 예기치 않은 셀 선택 동작없이 네트워크가 원하는 최적화된 규정에서 소수의 구성가능한 키 파라미터로 동작하도록 보장될 수 있다. 본 발명의 실시예는 예상 성능을 동일하게 하면서 MS-제어 또는 BS-제어 HO에 적용될 수 있다. 부하 균형도(degree of load balance)는 아래에서 설명되는 바와 같이 파라미터 α에 의해 제어된다. 또한 본 발명의 실시예는 아래에서 역시 설명되는 바와 같은 β로 파라미터화된 이동성 및 HO 비용을 고려한다. 기존의 해결책들은 이들 파라미터를 고려하지 않는다.

더욱이, 특히 WiMAX 네트워크를 설명하면, 본 발명의 실시예는 현재 해결책에는 존재하지 않지만 WiMAX의 셀 연관성 알고리즘을 크게 향상시키는데 필요한 적어도 두 개의 중요한 컴포넌트를 제안한다. 부하 균형 지원은 IEEE 802.16m 및 경쟁 3GPP 표준에 포함될 것으로 예상된다. 본 발명의 실시예는 네트워크로 하여금 여러 동작 모드(최상의 연결성, 최상의 예상 처리량, 최상의 부하 균형)에서 간단한 시스템 구성 파라미터로 동작하게 해준다. 부가적으로, 본 발명의 실시예는 IEEE 802.16m이 지원하는 오버레이 네트워크에서 효율적인 HO 결정을 가능하게 해준다.

본 발명의 실시예는 이동국이 연관될 적절한 기지국을 결정할 때 각 셀의 트래픽 부하를 고려함으로써 네트워크 트래픽 관리를 향상시킨다. 셀 부하 및 채널 품질(SINR 포함) 외에, 본 발명의 실시예는 셀 연관성에 관련되는 이동국의 이동성도 또한 고려한다. 채널 품질이 높고 및/또는 트래픽 부하가 낮지만 셀 반경이 작은 경우, HO가 자주 일어날 수 있고, HO 비용은 높은 채널 품질 및/또는 낮은 부하의 이점을 무효화시킬 수 있다. 이러한 문제는 무선 네트워크가 이종(heterogeneous)일 경우, 즉, 무선 네트워크가 매크로, 마이크로, 피코, 펨토, 및/또는 중계 셀 등의 둘 이상으로 이루어진 경우에 더욱 심각해질 수 있는데, 그 이유는 다른 셀 형태는 다른 셀 반경 및 HO 간격을 갖기 때문이다. 따라서, 셀 처리량을 극대화할 뿐만 아니라 예상 HO 비용을 합리적으로 낮게 유지하기 위하여, 본 발명의 실시예는 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 채널 품질, 셀 부하, 및 MS 이동성에 기반한 셀 연관성 알고리즘을 이용한다. 그 이점은 상당하고 발생되는 오버헤드/복잡성은 최저이다.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 네트워크(100)의 개략적인 표현도이다. 일예로서, 무선 네트워크(100)는 WLAN, WiMAX 네트워크 등을 포함하는 WMAN, 셀룰러 전화 네트워크, 또는 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 어떤 다른 무선 네트워크일 수 있다.

도 1에 예시된 바와 같이, 무선 네트워크(100)는 무선 네트워크(100) 내에 있는 다수의 유사 셀 중 대표적인 샘플로 도시된 셀들(110, 120, 및 130)을 포함하는 셀룰러 구조를 갖는다. 셀들(110, 120, 및 130)은 각기 기지국(111), 기지국(121), 및 기지국(131)을 포함한다. 각각의 셀은 또한 다소의 이동국(125)(그 수는 0일 수 있음)을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 셀(110)은 다섯 개의 이동국(125)을 포함하고, 셀(120)은 두 개를 포함하며, 그리고 셀(130)은 0개를 포함한다. 실제 동작 조건에서, 이동국이 한 셀에서 다른 셀로 이동하고, 네트워크에 진입하고 이탈하는 등에 따라, 각 셀 내의 이동국(125)의 수는 계속해서 변한다. 각 기지국의 트래픽 부하는 그와 연관된 이동국의 수에 좌우된다. 본 명세서에서는 각 기지국의, 또는 등가적으로(적어도 각 셀이 단 하나의 기지국만을 포함하는 도 1에 예시된 바와 같은 경우에) 각 셀의 트래픽 부하를 나타내기 위해 기지국 이용 인자(utilization factor) ρ가 사용된다. 기지국 이용 인자 ρ는 기지국의 사용중인 부분 시간(busy fractional time)으로 규정되며, 이는 1 - BS 유휴 시간(idle time)과 등가이다.

셀 연관성은 두 관점, 즉 사용자의 (또는 이동국의) 관점, 및 네트워크의 (또는 기지국의) 관점을 갖는다. 전통적으로, 전술한 바와 같이, 셀 연관성은 사용자의 관점에 기초하여 이루어져 왔으며, 즉 이동국이 처음에 네트워크에 진입할 때 이동국은 이웃하는 기지국들로부터 신호 세기를 탐색하고 각 기지국마다 SINR을 계산한다. 그런 다음 이동국은, 예를 들어, 샤논의 채널용량 이론에 의거하여 결정된 가장 높은 스펙트럼 효율을 달성가능한 기지국을 선택한다. 또한 설명된 바와 같이, 적절한 셀 연관성을 결정하기 위한 이와 같은 기술은, 예를 들어, 시스템 내에 소수의 이동국만이 존재할 때, 또는 셀 부하가 균일한 때처럼, 네트워크 전체의 부하가 매우 적게 걸릴 때에 잘 작동한다. 전술한 가정(균일한 셀 부하, 즉, 진입하는 이동국의 범위 내에 있는 모든 셀들에 대한 균일한 트래픽 부하)에 기반한 이러한 셀 선택 규칙은 본 명세서에서 "베이스라인 조건"(또는 간략히 "베이스라인")이라고 지칭될 것이다. 이러한 베이스라인은 네트워크 트래픽 조건을 고려하지 않음에 주목하자.

실제(비균일한) 네트워크에서는, 연관성 결정을 최적화하기 위하여 트래픽 조건이 고려되어야 한다. 계속해서 도 1을 참조하면, 이동국(140)은 방금 무선 네트워크(100)에 진입하였거나 또는 현재 그 이동국이 연관되어 있는 셀(도시되지 않음)을 막 떠나려고 한다. 어느 경우이든, 이동국(140)이 현재 연관되어야 하는 이용가능한 네트워크 셀에 대하여 결정하여야 한다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이동국(140)이 무선 네트워크(100)에 진입한 때, 이동국은 세 개의 이웃하는 기지국, 즉, 기지국(111, 121, 및 131)(그 기지국들은 세 개 또는 그보다 약간 더 작거나 더 큰 수이든 간에, 이동국(140)의 범위 내이거나 또는 그렇지 않으면서 그 이동국에 이용가능한 모든 기지국들을 대표함)을 탐색하고 각각의 기지국들(111, 121, 및 131)으로부터 달성가능한 속도 r₁, r₂, 및 r₃를 계산한다. r₁이 가장 높은 속도라고 가정하자(이동국(140)이 기지국(111)에 가장 가까이 있기 때문에 그 가정은 합당함). 베이스라인에 따르면, 이동국(140)은 기지국(111)과 연관되어야 한다. 그러나, 만일 기지국(111)이 (예시된 실시예에서와 같이) 혼잡하여 그래서 이용이 높다면(즉, 1에 가까우면), 베이스라인은 최적의 선택을 나타낼 수 없다. 그 대신 이동국(140)은 만일 ρ₂가 ρ₁보다 합당하게 작다면, 기지국(121)을 선택할 수 있다(또는 그 이동국용으로 선택했을 수 있다). 기지국(131)에도 동일한 규칙이 적용될 수 있다. 따라서, 그 쟁점은 다음과 같은 것으로, 즉 달성가능한 속도 r 및 기지국 이용 인자 ρ 둘 다를 고려할 때, 최적의 셀 사이트 선택 전략이 무엇인가?이다. 이러한 문맥에서 "최적"이란 무엇보다도 최소의 파일 전송 지연을 달성하는 전략, 최상의 신호 품질/최상의 연결성을 달성하는 전략, 또는 최고의 파일 전송 신뢰성을 달성하는 전략을 포함하여 여러 것들 중 어떤 것을 의미할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 무선 네트워크 내의 네트워크 트래픽을 관리하는 방법(200)을 예시하는 흐름도이다. 일예로서, 무선 네트워크는 도 1에 도시된 무선 네트워크(100)와 유사할 수 있다. 방법(200)은 무선 네트워크 내 기지국들이 각기 자신들의 다른 부하 균형 파라미터를 설정함으로써 다른 부하 균형 목표를 달성할 수 있게 해준다. 각각의 부하 균형 파라미터는 자신들과 연관된 셀 형태에 따라 또는 트래픽 부하 등과 같은 조건을 변경함에 따라 기지국에 의해 동적으로 변경될 수 있다는 것과, 심지어 다른 이동국에 대해 다른 부하 균형 파라미터를 규정할 수 있다는 것에 주목하자.

어떤 의미에서, 예를 들어, 본 발명의 실시예는 유연성(flexibilities) 도입 체계라고 생각할 수 있다. 다음의 시나리오는 일예이다. 셀 경계에 있고 그래서 그 연결성이 잠재적으로 문제가 되는 이동국의 경우, 기지국은 α = 0 이라는 규칙을 사용할 수 있다. 부하 균형이 주된 고려사항인 오버레이 네트워크의 경우, 기지국은 α = 2 라는 규칙을 사용할 수 있다. 프리미엄 가입조건을 갖는 일부 사용자들의 경우, 기지국은 α = 1 이라는 규칙을 사용할 수 있다. 실제 네트워크에서, 네트워크 운영자는 이러한 규칙들을 구성 방송에 구축하도록 또는 이들을 디바이스 내에 하드 코딩하도록 결정할 수 있다. 이것은 또한 조합된 방식으로도 이루어질 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 셀의 부하에 기초하여 α = 0 및 α = 1 사이에서만 전환하고, α = 1은 프리미엄 가입조건을 갖는 디바이스 내에 하드 코딩된다. 네트워크 부하가 낮은 경우에는 이들 사용자에게 최상의 서비스를 제공하기 위해 α = 1은 α = 0 보다 우위에 서지만, 네트워크가 그 순간에 부하 균형이 중요하다고 나타내기 위해 α = 2를 방송하는 경우 α = 1은 무효화된다. 만일 부하 균형 파라미터가 무선 링크를 통해 방송되면, 이는 아주 빈번하지는 않겠지만(아마도 몇 시간마다) 가끔 변할 수 있다.

방법(200)의 단계(210)는 무선 네트워크 내의 복수의 기지국을 식별한다. 복수의 기지국은 특정 이동국의 범위 내 또는 그와 달리 특정 이동국과의 연관성을 이루기 위해 이용가능한 기지국들의 그룹으로 이루어진다. 일예로서, 복수의 기지국은 도 1에 도시된 기지국들(111, 121, 및 131)의 그룹과 유사할 수 있다.

방법(200)의 단계(220)는 복수의 기지국 각각을 그 형태에 따라 분류한다. 전형적인 무선 네트워크는 형태가 다른, 즉, 크기 및 배치 목적이 다른 셀들로 이루어진다. 일반적인 용어로, 셀 크기는 (가장 큰 것에서부터 가장 작은 것으로) 매크로-셀, 마이크로-셀, 피코-셀, 및 펨토-셀이라고 지칭될 수 있다. 셀 배치 목적은 중계 셀, 개방 가입자 그룹 셀, 폐쇄 가입자 그룹 셀, 및 반개방 가입자 그룹 셀 등을 포함할 수 있다.

방법(200)의 단계(230)는 복수의 기지국 각각에 대한 부하 균형 파라미터를 그 형태에 따라 설정한다. 본 명세서에서 기호 α로 표시된 부하 균형 파라미터는 결과적으로 전체 네트워크 성능을 더 양호하게 하는 연관성 결정을 내리는 균일한 광역 네트워크(network-wide) 프로토콜을 제공한다. 이러한 프로토콜은 다음의 부하 균형 알고리즘에 따라 구현될 수 있다.

i를 기지국 인덱스라 하고, r_i(r_i= log₂(1+ξ_i)로 계산됨)를 BS_i로부터의 달성가능한 속도이라고 하고, ρ_i를 BS_i의 기지국 이용 인자가라 하고, ξ를 기지국과 이동국 간의 달성가능한 데이터 속도를 나타내는데 사용될 수 있는 SINR 또는 어떤 다른 물리 계층의 측정 척도와 같은 채널 품질 파라미터라 하고, 그리고 α를 부하 균형도를 결정하는 파라미터라고 하자. 그러면, i^*로 표시된 선택된 BS 인덱스 i는 다음과 주어진다.

이러한 알고리즘은, 아래의 단락들에서 더 설명되는 바와 같이, 파라미터 α가 기지국 선택을 위한 단일화된 접근법, 즉 부하 균형(네트워크 관점에서) 및 최대 속도 또는 SINR(사용자 관점에서)을 제공하기 때문에 "부하-α-웨어(ware)" 규칙이라고 명명된다.

베이스라인(최상의 연결성 또는 속도 의존): α = 0 인 경우, 연관성 결정은 전적으로 사용자의 관점에 기초하고, 즉 채널 품질에만 기초하고, 네트워크 트래픽 조건은 염두에 두지 않는다. α = 0 설정은 기지국 유휴 시간의 산술 평균(arithmetic mean)을 극대화한다고 볼 수 있다. 기지국 유휴 시간은 BS가 유휴 상태일 때의 시간 부분으로 규정된다. BS 유휴 시간은 1 - BS 이용이라는 점에 주목하자.

비례 공정(proportional-fair) 방법(속도 우선): α가 증가함에 따라, 기지국 선택 결정은 네트워크 관점, 즉, 기지국 이용에 더 기초하게 된다. α = 1은 기지국 유휴 시간의 기하 평균(geometric mean)을 극대화하는 것에 상응한다고 볼 수 있다.

지연-최적 방법(부하 우선): α = 2인 경우, 결정은 평균 파일 전송의 의미에서 최적이다. α = 2는 기지국 유휴 시간의 조화 평균(harmonic mean)을 극대화하는 것에 상응한다고 볼 수 있다.

최저-부하 방법(부하 의존): α가 더 증가함에 따라, 결정은 점점 트래픽 조건에 편향되고 마침내 α가 무한대일 때, 결정은 전적으로 부하 그 자체에만 기초하고 채널 품질은 염두에 두지 않는다.

수학식 1에 따라서 선택된 셀이 수학적으로 최적일지라도, 이것은 파일 전송 동안에 이동국이 움직이지 않는다고 가정하여 유도되었다. 그러나, 만일 이동국이 빈번한 핸드오버가 필요할 정도로 빠르게 움직인다면, HO 비용도 또한 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 이동국의 이동성 및 이에 따른 HO 비용도 역시 고려한다. β를 단위 HO 당 비트 단위로 측정된 예상 HO 비용이라고 하자. 이것은 HO 프로세스 동안의 무선링크 메시지 오버헤드, 백본 메시징 비용, 및 서비스 중단 시간 동안의 기회 비용을 포함한다. 예를 들어, 만일 HO 당 서비스 중단 시간이 100 밀리초(ms)이고, 달성가능한 속도가 초당 1 메가비트(Mbps)라고 하면, HO 비용은 100,000 비트로 카운트되어야 할 것이다.

이동성을 결정하는 중요한 부분은 타겟 셀 내의 체류 시간을 추정하는 것이다. 이것은 셀 크기 및 이동 속도에 좌우된다. T_i를 i^th 셀 내 이동국의 예상 체류 시간이라고 하자. 그러면, 수정된 셀 연관성 알고리즘은 다음과 같이 주어진다.

Ti의 정확한 추정은 이동 속도의 지식에 의존하며, 이는 공개된 문제이다. 예를 들어, 만일 이동국이 위성 위치 확인 시스템(GPS) 기능을 갖추고 있다면, 이동 속도는 정확하게 측정될 수 있다. 많은 셀룰러 전화기가 GPS 기반의 자동차 내비게이션 시스템을 갖추고 있고, 또한 이러한 목적으로 이용될 수 있다는 점에 주목하자. 그렇지 않은 경우, 물리(PHY) 계층의 도플러 추정치 또는 매체 액세스 제어(MAC) 계층의 HO 주파수 이력이 이용될 수 있다. 예를 들어, 이동국은 PHY 계층의 도플러 추정 신호 또는 MAC 계층으로부터 이용가능한 핸드오버 주파수 신호의 이력에 기반할 수 있는 그 추정된 속도로 셀 영역을 분할함으로써 타겟 셀 내에서 그의 체류 시간을 추정할 수 있다.

방법(200)의 단계(240)는, (이동국이 현재 연관되어 있고 복수의 기지국 중 첫 번째 기지국인) 제1 기지국으로부터 (이동국이 핸드오버될 것이고 복수의 기지국 중 두 번째 기지국인) 제2 기지국으로의 핸드오버를 포함하는 핸드오버 이벤트의 경우, 제1 기지국과 제2 기지국 둘 다의 부하 균형 파라미터를 고려하는 프로세스에 따라서 제2 기지국을 선택한다. 단계(240)에 따라서, 이동국은 다른 기지국 형태에 대해서 다른 계산(즉, 수학식이 다른 α값을 가짐)을 수행하므로 다른 핸드오버 시나리오, 예컨대, 매크로-매크로 핸드오버, 매크로-피코 핸드오버 등에서 다른 부하 균형 정책을 효율적으로 이용한다. 일 실시예에서, 단계(240)에서 설명된 프로세스는 복수의 기지국 중 어느 것이 기지국 이용 인자, 채널 품질 파라미터, 및 부하 균형 파라미터를 포함하는 수학식의 최대값을 산출하는지를 결정하는 단계를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 이 수학식은 다음과 같다.

위의 수학식에서 i는 기지국 인덱스이고 i ∈ {1, 2, 3, ..., N}이고, ρ는 기지국 이용 인자이고, α는 부하 균형 파라미터이고, 그리고 ξ는 채널 품질 파라미터이다. 일예로서, 채널 품질 파라미터는 신호 대 간섭 및 잡음비일 수 있다. (복수의 기지국 중 어느 것이 수학식 3의 최대값을 산출하는지를 결정하는 단계는 수학식 1을 푸는 것과 등가임을 주목하자.)

다른 실시예에서, 단계(240)에서 설명된 프로세스는 복수의 기지국 중 어느 것이 기지국 이용 인자, 채널 품질 파라미터, 예상 체류 시간, 예상 핸드오버 비용, 및 부하 균형 파라미터를 포함하는 수학식의 최대값을 산출하는지를 결정하는 단계를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 이 수학식은 다음과 같다.

위의 수학식에서 i는 기지국 인덱스이고 i ∈ {1, 2, 3, ..., N}이며, ρ는 기지국 이용 인자이고, α는 부하 균형 파라미터이고, ξ는 채널 품질 파라미터이며, β는 예상 핸드오버 비용이고, 그리고 T_i는 예상 체류 시간이다. 일예로서, 채널 품질 파라미터는 신호 대 간섭 및 잡음비일 수 있다. (복수의 기지국 중 어느 것이 수학식 4의 최대값을 산출하는지를 결정하는 단계는 수학식 2를 푸는 것과 등가임을 주목하자.)

기존의 연관성 방식들은 수학식 4의 부분집합, 즉, α = 0 및 β = 0으로 설정함으로써 얻어지는 수학식을 나타냄을 알 수 있다. 다시 말하면, 설명된 바와 같이, 기존의 해결책들은 셀 부하 또는 이동국의 이동성을 고려하지 않고 가장 높은 SINR을 갖는 기지국을 선택한다. 이것은 가장 단순한 경우이기 때문에, 부하 균형 또는 HO 비용 기반의 셀 선택과 같은 새로운 정책을 이용할 수 있게 하는 체계는 표준에 규정되어 있지 않다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라서 무선 네트워크에서 이동국이 연관되는 기지국을 선택하는 방법(300)을 예시하는 흐름도이다. 일예로서, 무선 네트워크는 도 1에 도시된 무선 네트워크(100)와 유사할 수 있다.

방법(300)의 단계(310)는 N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별하는 단계이다. 일예로서, N개의 이용가능한 기지국들의 세트는 도 1에 도시된 기지국(111, 121, 및 131)과 유사할 수 있다(여기서 N은 3이다). 일 실시예에서, N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별하는 단계는 기지국 신호를 검출하기 위해 이동국을 이용하여 무선 네트워크를 탐색한 다음에 N개의 이용가능한 기지국들의 세트에 기지국 신호가 검출된 각 기지국을 포함시키는 단계를 포함한다. 다시 말하면, N개의 이용가능한 기지국들의 세트는 이동국이 신호를 수신할 수 있는 모든 기지국들을 포함한다. 다른 실시예에서, N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별하는 단계는 백본 네트워크를 통해 통신하여 이웃 기지국들의 시스템 정보를 획득하는 단계를 포함한다. 다시 말하면, 시스템 정보는 백본을 통해 획득될 수 있다.

방법(300)의 단계(320)는 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내의 각 기지국마다, 기지국 이용 인자, 부하 균형 파라미터, 및 채널 품질 파라미터를 결정한다. 일예로서, 기지국 이용 인자, 부하 균형 파라미터, 및 채널 품질 파라미터는 각기 본 명세서에서 앞서 설명된 파라미터들 ρ, α, 및 ξ와 유사할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 문맥에서 특정 파라미터와 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같은 "결정하는"이라는 단어는, "결정하는"이 특정 파라미터를 직접 계산하는 것을 뜻한다는 의미를 포함하고, 또한 "결정하는"이 다른 곳에서 계산된 특정 파라미터를 수신하는 것을 뜻한다는 의미도 포함한다. 일예로서, 채널 파라미터는 신호 대 간섭 및 잡음비일 수 있다.

일 실시예에서, 단계(320) 또는 다른 단계는 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대한 셀 형태를 결정하는 단계를 더 포함한다. 일예로서, 셀 형태를 결정하는 단계는 기지국으로부터 셀 형태에 관한 정보를 이동국에서 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 셀 형태는, 예를 들어, 전술한 바와 같이 셀 크기, 또는 셀 배치 목적 등을 포함할 수 있다. 셀 형태를 결정하면, 예를 들어, 부하 균형 파라미터 및 예상 체류 시간을 결정하는데 도움을 줄 수 있다.

유사하게, 일 실시예에서, 채널 품질 파라미터(예컨대 신호 대 간섭 및 잡음비)를 결정하는 단계는 이동국을 이용하여 네트워크를 탐색하고 채널 품질 파라미터를 측정하거나 또는 이와 달리 계산하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 채널 품질 파라미터를 결정하는 단계는 무선 네트워크의 어떤 다른 부분에 의해 또는 그 다른 부분에서 결정된 채널 품질 파라미터를 이동국에서 수신하는 단계를 포함한다.

유사하게, 일 실시예에서, 기지국 이용 인자를 결정하는 단계는 이동국을 이용하여 네트워크를 탐색하고 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대한 기지국 이용 인자를 그 자체적으로 측정하거나 또는 이와 달리 계산하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서 기지국 이용 인자를 결정하는 단계는 이동국에서 기지국 이용 인자를 수신하는 단계를 포함한다. 다시 말하면, 기지국 이용 인자는 무선 네트워크의 어떤 다른 부분에 의해 또는 그 다른 부분에서 계산되거나, 선택되거나, 식별되거나, 또는 이와 달리 결정된 다음에 이동국으로 전송되거나 또는 이와 달리 이동국에 이용가능하게 된다.

본 명세서에서 기술된 방법들을 적용하기 위한 한가지 간단한 방법은 설명된 파라미터들을 시스템 방송 메시지에 삽입하는 것이다. 이것은 기지국이 그 자체의 정보뿐만 아니라 이웃하는 기지국 정보를 방송하는 것도 포함한다. 일예로서, 이동국에서 기지국 이용 인자를 수신하는 단계는 이동국에서 이웃 광고 메시지(MOB_NBR-ADV)에 기지국 이용 인자의 형태-길이-값(Type-Length-Value: TLV) 정의를 수신하는 단계, 또는 이동국에서 주요 방송 채널(이를 테면 IEEE 802.16m의 슈퍼 프레임 헤더(super frame header: SFH) 또는 IEEE 802.16e의 다운링크 채널 디스크립터(downlink channel descriptor: DCD)) 등을 수집하는 단계 등을 포함할 수 있다.

α 및 셀 부하 둘 다의 TLV 정의가 (MOB_NBR-ADV)에 포함되어 있는 특정 실시예에서, 이동국은 조금이라도 특정 기지국을 탐색할 필요가 있는지 알 수 있다. 예를 들어, 이동국은 기지국이 큰 α 값(예를 들어, 2 이상) 뿐만 아니라 높은 셀 부하를 보이는 경우에 그 기지국을 스킵할 수 있다. (MOB_NBR-ADV)에 실린 시스템 구성 정보 및 이들의 사본은 네트워크 동작에 의존하여 시간에 따라 변할 수 있으며, 즉 매크로-셀이 심하게 부하가 걸려 있지 않지만 그 셀이, 예를 들어, 그 트래픽 부하가 소정의 임계치를 초과할 때 α를 2로 전환하도록 결정할 수 있는 한, α는, 예를 들어, 0으로 "고정"될 수 있다. 그리고 기지국 또는 이동국은 탐색 동안의 채널 품질 측정뿐만 아니라 부하 정보 및 α 파라미터에도 기초하여 어느 것이 HO에 최상인 셀인지에 대해 결정을 내릴 수 있다. 유사하게, 주요 방송 채널에서 구현된 부하 정보 및 α 파라미터를 가지고, 이동국은 부하 균형이 자동으로 이루어지는 네트워크 진입에 적합한 타겟 셀을 적절히 선택할 수 있다. 핸드오버는 비용, 셀 형태 정보, 및 추정된 이동성뿐만 아니라 원하지 않는 HO를 효과적으로 피할 수 있는 다른 통상의 HO 트리거 파라미터에도 기초하여 시작된다.

일부 실시예에서, 설명된 바와 같이, 부하 정보 및 α 파라미터 외에 셀 형태가 규정되고 방송되어야 한다. 예를 들어, 가장 큰 것부터 가장 작은 것까지 매크로-셀, 마이크로-셀 및 피코-셀이라는 대략의 단위를 가질 수 있으며, 각각은 사전 규정된 또는 동적으로 구성된 (추가로 방송을 필요로 하는) 대략적인 커버리지 영역을 갖는다.

전술한 접근법의 중요한 이점은 부하 균형 및 셀 선택이 적절하고 균일한 방식으로 관리된다는 것이다. 현재, 부하 균형은 기지국에서 "블라인드하게(blindly)" 이루어지는데, 여기서 기지국은 단순히 이동국들을 선택하여 이들을 (HO 이벤트를 통해) 강제로 특정한 이웃 셀로 이동시킨다. 이러한 블라인드 접근법은 이동국이 기지국 결정에 대한 기준을 알지 못할 수 있어, HO 명령을 거절하거나 또는 이동국이 선호하는 타겟 셀, 예를 들어, 최상의 SINR을 갖는 타겟 셀로 제어되지 않는 HO를 수행할 수 있기 때문에, 혼동을 야기한다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 실시예는 모든 부하 균형 시나리오를 커버하고 제어되지 않는/성공적이지 못한 HO를 줄여주는 간단한 시스템 구성 파라미터를 네트워크와 이동국 사이에서 공유할 수 있게 한다.

방법(300)의 단계(330)는 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대한 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용을 결정한다. 단계(330)는 일부 실시예들, 이를 테면, 이동국의 이동성이 무시될 수 있는 경우의 실시예에서 생략될 수 있지만, 만일 수행된다면 이동국 연관성에 대한 결정을 더 양호하게 할 가능성이 있다. 일예로서, 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용은 각기 본 명세서에서 앞서 설명된 파라미터들 T_i 및 β와 유사할 수 있다.

방법(300)의 단계(340)는 기지국 이용 인자, 채널 품질 파라미터, 및 부하 균형 파라미터를 각각 고려하는 계산에 따라서 이동국이 연관될 선택 기지국을 선택한다. 일예로서, 이러한 계산은 수학식 3의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 i는 이용가능한 기지국의 인덱스로서 작용하는 실수이면서 양의 정수이다.

단계(330)가 수행되는 방법(300)의 실시예에서, 전술한 바와 같은 단계(340)는 제1 계산 대신에 제2 계산에 따라서 선택 기지국을 선택하는 대안의 단계(340)로 대체될 수 있으며, 이 제2 계산은 기지국 이용 인자, 채널 품질 파라미터, 및 부하 균형 파라미터의 각각뿐만 아니라 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용도 고려한다. 일예로서, 제2 계산은 수학식 4의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 i는 이용가능한 기지국의 인덱스로서 작용하는 실수이면서 양의 정수이다.

방법(300)의 단계(350)는 이동국에서 그 이동국을 선택 기지국과 연관시키는 동작을 시작한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 무선 네트워크 내에서, 선택 기지국이라고 불리는, 이동국이 연관될 기지국을 선택하는 방법(400)을 예시하는 흐름도이다. 일예로서, 무선 네트워크는 도 1에 도시된 무선 네트워크(100)와 유사할 수 있다.

방법(400)의 단계(410)는 서빙(serving) 기지국에서 N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별한다. 일예로서, N개의 이용가능한 기지국들의 세트는 도 1에 도시된 기지국들(111, 121, 및 131)과 유사할 수 있다(여기서 N은 3이다). 일 실시예에서, 단계(410)는 기지국 신호를 검출하기 위해 서빙 기지국을 이용하여 무선 네트워크를 탐색하고 기지국 신호가 검출되는 각각의 다른 기지국뿐만 아니라 서빙 기지국을 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내에 포함시키는 단계를 포함한다.

방법(400)의 단계(420)는, N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각 기지국마다, 서빙 기지국을 이용하여: 기지국 이용 인자를 이동국에 전송하고; 부하 균형 파라미터를 결정하고; 및 이동국으로부터 채널 품질 파라미터를 수신한다. 일예로서, 기지국 이용 인자, 부하 균형 파라미터, 및 채널 품질 파라미터는 각기 본 명세서에서 앞서 설명된 파라미터들 ρ, α, 및 ξ와 유사할 수 있다. 일 실시예에서, 서빙 기지국을 이용하여 부하 균형 파라미터를 결정하는 단계는 이동국과 셀 경계 사이의 거리를 결정하고 기지국 이용 인자가 임계치를 초과하는지 결정하는 단계를 포함한다. 이들 값은 서빙 기지국에서 부하 균형 파라미터를 계산하는데 사용될 수 있으며, 부하 균형 파라미터는 이어서 이동국에 전송될 수 있다.

일 실시예에서, 단계(420)는 이동국에 기지국 이용 인자를 전송하기 전에 서빙 기지국을 이용하여 네트워크를 탐색하고 N개의 이용가능한 기지국들의 세트의 각각의 기지국에 대한 기지국 이용 인자를 측정함으로써 기지국 이용 인자를 결정하는 단계를 포함한다. 일예로서, 기지국 이용 인자를 전송하는 단계는 기지국 이용 인자의 형태-길이-값(TLV) 정의를 포함하는 이웃 광고 메시지를 방송하는 단계, 주요 방송 채널을 통해 기지국 이용 인자를 방송하는 단계(이들 두 단계는 위에서 더욱 상세히 설명됨) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국 이용 인자를 결정하는 단계는 이동국에서 측정되거나 또는 이와 달리 계산된 기지국 이용 인자를 서빙 기지국에서 수신하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 단계(420) 또는 다른 단계는 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국(또는 그와 연관된 셀)에 대해서, 셀 형태를 규정하고 방송하는 단계를 더 포함한다. 셀 형태는, 예를 들어, 전술한 바와 같이 셀 크기, 또는 셀 배치 목적 등을 포함할 수 있다. 셀 형태의 규정은, 예를 들어, 부하 균형 파라미터 및 예상 체류 시간의 결정에 도움을 줄 수 있다.

방법(400)의 단계(430)는 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대한 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용을 결정한다. 단계(430)는 일부 실시예, 이를 테면, 이동국의 이동성이 무시될 수 있는 경우의 실시예에서 생략될 수 있지만, 만일 수행된다면 이동국 연관성에 대해 더 양호한 결정을 내릴 가능성이 있다. 일예로서, 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용은 각기 본 명세서에서 앞서 설명된 파라미터 T_i 및 β와 유사할 수 있다.

일 실시예에서, 예상 핸드오버 비용을 결정하는 단계는 무선링크 메시지 오버헤드, 백본 메시징 비용, 및 서비스 중단 시간 동안의 기회 비용을 결정하는 단계를 포함한다. 이웃 리스트 내 다른 형태의 셀들마다, 서빙 기지국은 MOB_NBR-ADV에 HO 트리거-동작 TLV를 규정한다. 부가적으로, 필요한 경우, 서빙 기지국은 또한, 이를 테면, 백본 시그널링이 비경제적인 경우, 예를 들어 두 셀이 연결상태가 좋지 않거나 또는 서로 다른 ASN 게이트웨이를 구비한 경우에 적용될 수 있는 상황인 경우, β에 기여하는 여분의 비용 조건을 규정할 수 있다.

방법(400)의 단계(440)는 기지국 이용 인자, 채널 품질 파라미터, 및 부하 균형 파라미터를 각각 고려하는 계산에 따라 선택 기지국을 선택한다. 일예로서, 상기 계산은 수학식 3의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 i는 이용가능한 기지국의 인덱스로서 작용하는 실수이면서 양의 정수이다.

단계(430)가 수행되는 방법(400)의 실시예에서, 전술한 바와 같은 단계(440)는 제1 계산 대신 제2 계산에 따라서 선택 기지국을 선택하는 대안의 단계(440)로 대체될 수 있으며, 이 제2 계산은 기지국 이용 인자, 채널 품질 파라미터, 및 부하 균형 파라미터의 각각뿐만 아니라 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용도 고려한다. 일예로서, 이 제2 계산은 수학식 4의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함하며, 여기서 i는 이용가능한 기지국의 인덱스로서 작용하는 실수이면서 양의 정수이다.

방법(400)의 단계(450)는 서빙 기지국에서 이동국을 선택 기지국에 연관시키는 동작을 시작한다.

도 5는 선택된 α의 값에 대한 부하-α-웨어 규칙의 시뮬레이션 결과를 예시하는 그래프(500)이다. 알 수 있는 바와 같이, 부하 비대칭성이 증가함에 따라 전통적인 방법(α = 0)은 열악한 지연 성능을 보여주는 반면에 α = 2는 최상의 성능을 보여준다. 이러한 결과는 앞에서 제시한 이론적 설명과 밀접하게 일치한다.

본 발명이 특정한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자에게는 본 발명의 사상 또는 범주를 일탈함이 없이 여러 변경들이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 대한 개시내용은 본 발명의 범주를 예시하려는 것이지 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 범주는 첨부의 특허청구범위에 의해 요구되는 정도로만 국한되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 당업자에게는, 본 명세서에서 설명된 무선 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽을 관리하는 방법과 관련 알고리즘 및 체계가 여러 실시예에서 구현될 수 있다는 것과, 이들 실시예의 특정한 실시예에 대한 전술한 설명이 반드시 모든 가능한 실시예들의 설명을 완전하게 나타내지는 않는다는 것은 쉽게 자명해 질 것이다.

추가로, 이익, 다른 장점, 및 문제에 대한 해결책은 특정한 실시예들에 관하여 기술되었다. 그러나, 어떤 이익, 장점, 또는 해결책을 만들거나 확실하게 표명할 수 있는 이익들, 장점들, 문제의 해결책들, 및 어떤 구성요소 또는 구성요소들은 청구항들 중 어떤 청구항 또는 모든 청구항들의 중요하거나, 필요하거나, 또는 본질적인 특징들 또는 요소들이라고 해석되지 않는다.

더욱이, 만일 실시예들 및/또는 제한사항들이 (1) 청구항들에서 분명하게 청구되어 있지 않고, (2) 균등론의 원칙하에서 청구항들의 바로 그 구성요소들 및/또는 제한사항들의 잠재적인 등가물이라면 본 명세서에서 기술된 실시예들 및 제한사항들은 헌신의 원리하에 대중에게 봉헌되지 않는다.

Claims

무선 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽을 관리하는 방법으로서,
상기 무선 네트워크 내 복수의 기지국들의 각 기지국을 상기 각 기지국의 형태에 따라 분류하는 단계;
상기 복수의 기지국들의 각 기지국에 대하여 상기 각 기지국의 형태에 따라 부하 균형 파라미터(load balancing parameter)를 설정하는 단계; 및
상기 복수의 기지국들 중 첫 번째 기지국인 제1 기지국으로부터 상기 복수의 기지국들 중 두 번째 기지국인 제2 기지국으로의 핸드오버(handover)의 경우, 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국 둘 다의 부하 균형 파라미터들에 따라서 상기 제2 기지국을 선택하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 기지국을 선택하는 단계는, 상기 복수의 기지국들 중 어느 것이 기지국 이용 인자(utilization factor), 채널 품질 파라미터, 및 상기 부하 균형 파라미터를 포함하는 수학식의 최대값을 산출하는지를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 수학식은
이고, 상기 수학식에서 i는 기지국 인덱스이고 i ∈ {1, 2, 3, ..., N}이며, ρ는 상기 기지국 이용 인자이고, α는 상기 부하 균형 파라미터이고, 그리고 ξ는 상기 채널 품질 파라미터인 방법.
삭제
제2항에 있어서,
상기 채널 품질 파라미터는 신호 대 간섭 및 잡음비인 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 기지국을 선택하는 단계는, 상기 복수의 기지국들 중 어느 것이 기지국 이용 인자, 채널 품질 파라미터, 예상 체류 시간(sojourn time), 예상 핸드오버 비용, 및 상기 부하 균형 파라미터를 포함하는 수학식의 최대값을 산출하는지를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 수학식은
이고, 상기 수학식에서 i는 기지국 인덱스이고 i ∈ {1, 2, 3, ..., N}이며, ρ는 상기 기지국 이용 인자이고, α는 상기 부하 균형 파라미터이고, ξ는 상기 채널 품질 파라미터이며, β는 상기 예상 핸드오버 비용이고, 그리고 T_i는 상기 예상 체류 시간인 방법.
삭제
무선 네트워크에서 이동국을 연관시킬 기지국을 선택하는 방법으로서,
N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별하는 단계 - N은 자연수임 -;
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대하여,
기지국 이용 인자를 결정하고,
부하 균형 파라미터를 결정하고,
채널 품질 파라미터를 결정하는 단계;
상기 기지국 이용 인자, 상기 채널 품질 파라미터, 및 상기 부하 균형 파라미터에 따라서 상기 이동국을 연관시킬 선택 기지국을 선택하는 단계; 및
상기 이동국에서 상기 이동국을 상기 선택 기지국과 연관시키는 동작을 시작하는 단계
를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 채널 품질 파라미터는 신호 대 간섭 및 잡음비인 방법.
제7항에 있어서,
상기 선택 기지국을 선택하는 단계는,

의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함하고, 상기 수학식에서 i는 기지국 인덱스이고 i ∈ {1, 2, 3, ..., N}이며, ρ는 상기 기지국 이용 인자이고, α는 상기 부하 균형 파라미터이고, 그리고 ξ는 상기 채널 품질 파라미터인 방법.
제9항에 있어서,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별하는 단계는,
기지국 신호를 검출하기 위해 상기 이동국을 이용하여 상기 무선 네트워크를 탐색하는 단계; 및
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트에 기지국 신호가 검출되는 각각의 기지국을 포함시키는 단계를 포함하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 기지국 이용 인자를 결정하는 단계는 상기 이동국에서 상기 기지국 이용 인자를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 이동국에서 상기 기지국 이용 인자를 수신하는 단계는,
상기 이동국에서 이웃 광고 메시지 내에 있는 상기 기지국 이용 인자의 형태-길이-값(Type-Length-Value) 정의를 수신하는 단계; 및
상기 이동국에서 주요 방송 채널로부터 상기 기지국 이용 인자를 수집하는 단계 중 하나를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대하여, 상기 이동국이 움직이는 경우, 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용을 결정하는 단계; 및
상기 기지국 이용 인자, 상기 채널 품질 파라미터, 및 상기 부하 균형 파라미터의 각각뿐만 아니라 상기 예상 체류 시간 및 상기 예상 핸드오버 비용에 따라서 상기 선택 기지국을 선택하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 선택 기지국을 선택하는 단계는,

의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함하고, 상기 수학식에서 i는 기지국 인덱스이고 i ∈ {1, 2, 3, ..., N}이며, ρ는 상기 기지국 이용 인자이고, α는 상기 부하 균형 파라미터이고, ξ는 상기 채널 품질 파라미터이고, β는 상기 예상 핸드오버 비용이고, 그리고 T_i는 상기 예상 체류 시간인 방법.
제14항에 있어서,
상기 N개의 이용가능한 기지국의 세트 내 각각의 기지국에 대하여, 셀 형태를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
무선 네트워크에서 이동국을 연관시킬, 선택 기지국이라고 불리는 기지국을 선택하는 방법으로서,
서빙(serving) 기지국에서 N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별하는 단계 - N은 자연수임 -;
상기 서빙 기지국을 이용하여,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대한 기지국 이용 인자를 상기 이동국에 전송하고,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대한 부하 균형 파라미터를 결정하고,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대한 채널 품질 파라미터를 상기 이동국으로부터 수신하는 단계;
상기 기지국 이용 인자, 상기 채널 품질 파라미터, 및 상기 부하 균형 파라미터에 따라서 상기 선택 기지국을 선택하는 단계; 및
상기 서빙 기지국에서 상기 이동국을 상기 선택 기지국과 연관시키는 동작을 시작하는 단계
를 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 선택 기지국을 선택하는 단계는,

의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함하고, 상기 수학식에서 i는 기지국 인덱스이고 i ∈ {1, 2, 3, ..., N}이며, ρ는 상기 기지국 이용 인자이고, α는 상기 부하 균형 파라미터이고, 그리고 ξ는 상기 채널 품질 파라미터인 방법.
제16항에 있어서,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대하여, 상기 이동국이 움직이는 경우, 예상 체류 시간 및 예상 핸드오버 비용을 결정하는 단계; 및
상기 기지국 이용 인자, 상기 채널 품질 파라미터, 및 상기 부하 균형 파라미터의 각각뿐만 아니라 상기 예상 체류 시간 및 상기 예상 핸드오버 비용에 따라서 상기 선택 기지국을 선택하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 선택 기지국을 선택하는 단계는,

의 최대값을 산출하는 i의 값을 구하는 단계를 포함하고, 상기 수학식에서 β는 상기 예상 핸드오버 비용이고 T_i는 상기 예상 체류 시간인 방법.
제17항에 있어서,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트를 식별하는 단계는,
기지국 신호를 검출하기 위해 상기 서빙 기지국을 이용하여 상기 무선 네트워크를 탐색하는 단계; 및
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트에 기지국 신호가 검출되는 각각의 다른 기지국뿐만 아니라 상기 서빙 기지국도 포함시키는 단계를 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 N개의 이용가능한 기지국들의 세트 내 각각의 기지국에 대하여, 셀 형태를 정의하는 단계; 및
상기 셀 형태를 방송하는 단계를 더 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 서빙 기지국을 이용하여 상기 부하 균형 파라미터를 결정하는 단계는,
상기 이동국과 셀 경계(edge) 사이의 거리를 결정하는 단계; 및
상기 기지국 이용 인자가 임계치를 초과하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 방법.