KR101423999B1 - 네트워크 소자에 의해 핸들링된 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 방법 - Google Patents

네트워크 소자에 의해 핸들링된 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에서, 본 발명의 방법은 네트워크 소자(10)에 의해 핸들링된 적어도 하나의 음성 호에 대한 서비스 품질에 기초하여 상기 네트워크 소자(10)에 의해 전송된 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 상기 네트워크 소자(10)에서 조절하는 단계를 포함한다.

Description

네트워크 소자에 의해 핸들링된 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 방법{METHOD OF IMPROVING QUALITY OF SERVICE FOR VOICE CALLS HANDLED BY A NETWORK ELEMENT}
본 발명은 음성 및 데이터 트래픽을 핸들링하는 네트워크 소자에서 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 방법들에 관한 것이다.
예를 들면, 펨토(Femto) 기지국들은 홈이나 작은 빌딩과 같은 작은 영역를 커버하는 고객 구내 장비(customer premises equipment; CPE) 디바이스들이다. 그들이 무선 가입자들의 홈들에 배치될 때, 그들은 디지털 가입자 라인(digital subscriber line; DSL)이든 케이블이든 간에 가입자의 광대역 접속을 이용한다. 펨토가 무선 음성 및 데이터 트래픽을 전달할 때, 특정 서비스 품질(quality of service; QoS)은 양호한 서비스 품질을 위해 보장되어야 한다. 적용 가능한 QoS 솔루션들은 무선 서비스 제공자와 유선 서비스 제공자 사이의 관계에 의존한다. 3개의 잠재적인 관계 모델들이 있다:
1) 공통 무선 및 유선 오퍼레이터: 동일한 오퍼레이터가 펨토 기지국(또한 펨토라고 부름)으로부터 펨토 게이트웨이로의 네트워크 경로를 소유하기 때문에, 상기 오퍼레이터는 펨토 서비스를 위해 요구된 QoS를 보장하기 위해 유선 액세스 네트워크를 관리할 수 있다.
2) 서비스 레벨 계약(service level agreement; SLA)을 갖는 별도의 무선 및 유선 오퍼레이터들: 이 시나리오에서, 유선 액세스 제공자는 무선 오퍼레이터와 상이하지만; 펨토 트래픽이 액세스 네트워크 내에서 요구된 QoS가 주어지도록, 그들 사이에 SLA가 있다. 이 시나리오에 적용 가능한 QoS 메커니즘들은 공통 오퍼레이터 케이스(case)와 유사하고, 정적 또는 동적 방법으로 구현될 수 있다.
3) SLA 계약을 갖지 않는 무선 및 유선 오퍼레이터들: 이 경우, 유선 오퍼레이터는 단순히 최선의 노력(best effort)을 역임하는, 펨토 트래픽에 QoS를 제공할 아무런 동기도 없다. 펨토 제공자는 펨토 솔루션이 아마도 최선 노력의 IP 네트워크를 통해 일부 허용되는 품질 저하와 함께, 여전히 작동하는지 확인해야 한다.
본 발명의 목적은 음성 및 데이터 트래픽을 핸들링하는 네트워크 소자에서 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 방법들을 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 네트워크 소자에 의해 핸들링된 적어도 하나의 음성 호에 대한 서비스 품질에 기초하여 상기 네트워크 소자에 의해 전송된 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 상기 네트워크 소자에서 조절하는 단계를 포함한다.
예를 들면, 상기 네트워크 소자는 펨토 기지국일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질이 허용되지 않게 되면, 상기 조절 단계는 상기 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 감소시키는 단계를 포함한다. 상기 데이터 레이트는 고정 감소치, 고정 백분율 등만큼 감소할 수 있다. 상기 감소는 상기 데이터 레이트를 감소시키는 것이 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질을 증가시키는지에 기초하여 여러 번 반복될 수 있다.
예를 들면, 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질이 일정 시간 동안 향상되지 않으면, 상기 네트워크 소자는 상기 데이터 레이트를 감소시키는 것을 중단한다. 이 경우, 상기 네트워크 소자는 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질을 개선하기 위해 대체 절차를 밟을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 데이터 레이트가 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질을 떨어뜨리지 않고 증가할 수 있는지를 주기적으로 프로빙(probing)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 아래에 제공될 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이며, 여기서 동일한 소자들은 동일한 참조 숫자들로 나타내어지고, 예시적으로만 주어지므로 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 DSL 접속에 의해 서비스되는 홈 또는 오피스에서 독립형 펨토 기지국에 대한 전형적인 배치 시나리오를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 아키텍처의 홈 섹션의 예시적인 QoS 아키텍처를 도시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하기 위한 방법의 실시예를 도시한 도면들.
도 4는 실시예에 따라 데이터 레이트 기능을 증가시키기 위한 프로빙의 실시예를 도시한 도면.
도 5는 데이터 트래픽 속도의 감소가 음성 QoS를 향상시키도록 원조하는 경우를 도시한 도면.
도 6은 데이터 트래픽 속도의 감소가 음성 QoS를 향상시키는 것을 원조하지 않는 경우를 도시한 도면.
본 발명의 여러 실시예들이 도시된 첨부 도면들에 관하여 보다 상세하게 아래에 개시될 것이다. 도면들에서, 층들 및 영역들의 두께는 명료성을 위해 과장된다.
본 발명의 상세한 실시예들이 아래 개시되지만, 개시된 특정 구조 및 기능 세부항목들은 단지 본 발명의 실시예들을 기재하기 위한 목적들로 묘사된다. 그러나, 본 발명은 많은 대안의 형태들로 구현될 수 있고, 개시된 실시예들만으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 다양한 변경들 및 대안의 형태들이 가능하며, 그에 관한 실시예들이 도면들 내에 예시적으로 도시되고 이후 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예들을 개시된 특정 형태들로 제한하기 위한 아무런 의도가 없으며, 이와 반대로 본 발명의 실시예들은 본 발명의 범위 내에서 모든 변형들, 등가물들, 및 대체물들을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 도면들 전체에서 같은 숫자들은 같은 소자들을 나타낸다.
다양한 소자들을 기재하기 위해 이후 제 1, 제 2 등과 같은 용어들이 본 명세서에서 이용될 수 있지만, 그들 소자들이 이들 용어들로 한정되지 않음을 이해할 것이다. 이들 용어들은 단지 소자들을 서로 구별하기 위해 이용된다. 예를 들면, 본 발명의 실시예들의 범위를 벗어나지 않고, 제 1 소자는 제 2 소자라고 칭해질 수 있고, 마찬가지로 제 2 소자는 제 1 소자라고 칭해질 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "및/또는"의 용어는 하나 이상의 연관된 나열된 항목들의 임의의 및 모든 조합들을 포함한다.
어떤 소자가 다른 소자에 "접속된다" 또는 "결합한다"라고 하면, 그것은 다른 소자에 직접 접속되거나 결합할 수 있고 또는 개입 소자들이 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 대조적으로, 어떤 소자가 다른 소자에 "직접 접속된다" 또는 "직접 결합한다"라고 하면, 개입 소자들이 아무것도 존재하지 않는다. 소자들 사이의 관계를 기재하기 위해 이용된 다른 단어들은 같은 방식으로 해석되어야 한다(예를 들면, "사이에서" 대 "사이에서 직접", "인접한" 대 "직접 인접한" 등).
본 명세서에서 이용된 용어는 특정 실시예들만을 기재하기 위한 것이며, 본 발명의 실시예들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, "하나"라는 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 명확하게 가리키는 것이 아니라면 복수 형태도 포함하도록 의도된다. 또한, 본 명세서에서 이용된 "포함하다" 및/또는 "포함하는"의 용어들은 명시된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 소자들, 및/또는 구성소자들의 존재를 특정하지만, 그에 관한 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 소자들, 구성소자들, 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않음을 이해할 것이다.
또한, 몇 가지 대안의 구현들에서, 기능들/동작들은 도면들에 도시된 순서와 달리 발생할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들면, 연속적으로 도시된 두 도면들은 포함된 기능/동작들에 의존하여, 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, "이용자 장비"의 용어는 모바일, 모바일 유닛, 이동국, 모바일 이용자, 가입자, 이용자, 원격 스테이션, 액세스 단말, 수신기 등과 동의어라고 고려될 수 있고, 이후 때때로 그들과 같이 부를 수 있으며, 무선 통신 네트워크에서 무선 리소스들의 원격 이용자를 설명할 수 있다. "기지국"의 용어는 송수신 기지국(base transceiver station; BTS), 노드B(NodeB), 확장된 노드 B, 펨토 셀(femto cell), 액세스 포인트 등과 동의어라고 고려될 수 있고 및/또는 그들과 같이 부를 수 있으며, 네트워크와 하나 이상의 이용자들 사이의 음성 접속 및/또는 데이터를 위한 무선 기저대역 기능들을 제공하는 장비를 설명할 수 있다.
대상 애플리케이션은 [배경기술]에서 논의된 제 3 경우에서 서비스 품질(quality of service; QoS) 문제를 해결하고, 최선 노력(best effort)의 액세스 네트워크를 통해 펨토(Femto)와 같은 시나리오를 참조한다. 도 1은 DSL 접속에 의해 서비스되는 가정이나 사무실에서 독립형 펨토 기지국에 대한 전형적인 배치 시나리오를 도시한다. 본 발명에서 펨토 기지국은 간단히 펨토라고도 부를 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 펨토(10)는 DSL 모뎀(30)에 접속되는 홈 라우터(home router)(20)에 접속된다. 두 접속들은 모두 이더넷(Ethernet)이라고 가정된다. 가정에서 개인용 컴퓨터(PC)들(22)은 이더넷 또는 와이파이(WiFi)를 통해 홈 라우터(20)에 접속된다. 예시적으로, 도 1에서, 가구는 DSL 공급자의 가정용 VoIP 서비스 제공에 가입한다고 가정한다. 따라서, DSL 모뎀(30)은 액세스 네트워크(40)에서 DSL 액세스 멀티플렉서(DSL access multiplexer; DSLAM)(42)와 통신한다. 가정용 VoIP 트래픽은 DSL 공급자에 의해 제공된 QoS일 수 있다. 펨토 공급자가 DSL 공급자보다 다르고 그들 사이에 SLA가 없다고 가정되기 때문에, 펨토 트래픽은 펨토 게이트웨이(50)로의 경로를 따라 최선 노력으로 다뤄진다. 도시된 바와 같이, 펨토 게이트웨이(50)는 3G 무선 네트워크(60) 및 인터넷(70) 모두에게 액세스를 제공한다. 펨토 인터넷 트래픽은 펨토 게이트웨이-3G 무선 네트워크-인터넷 경로를 또한 따를 수 있다.
도 1에 도시된 구성에서, 모바일 전화들(2)과 펨토 기지국(10)의 조합은 이더넷 케이블을 이용하여 홈 라우터(20)에 접속된 PC로서 생각될 수 있다. 이 비유로, 모바일 음성은 인터넷 프로토콜 상의 음성(voice over Internet protocol; VoIP) 애플리케이션과 유사하다고 생각될 수 있고, 모든 다른 모바일 애플리케이션들은 PC에서 실행되는 애플리케이션들과 유사하다고 생각될 것이다. 액세스 네트워크(40)가 최선 노력일 때, 음성 애플리케이션이 양호한 QoS를 수신한다는 아무런 보장이 없다. 그러나, 트래픽 과부하 부재시, 모든 애플리케이션들은 패킷 네트워크들 내의 양호한 성능을 수신한다. 따라서, 펨토 솔루션은 시간의 대부분 양호하게 작동할 수 있다. 그러나, 잘 설계된 시스템은 혼잡 기간들 동안에서도 양호하거나 허용가능한 서비스 품질을 제공해야 한다.
패킷 네트워크에서, 혼잡은 공유 리소스/링크에 대해 제공된 부하가 공유 리소스의 용량을 초과할 때 발생한다. 혼잡을 감소시키는 하나의 방법은 혼잡 링크에게 제공된 트래픽을 감소시키는 것이다. 본 발명의 실시예들에 따라, 펨토 기지국(10)은 음성 패킷들과 경쟁하는 트래픽을 감소시킨다.
도 2는 도 1에 도시된 아키텍처의 홈 섹션(home section)의 예시적인 QoS 아키텍처를 도시한다. 펨토 기지국(10) 내에서, 음성 패킷들은 데이터 패킷들을 통해 우선순위가 부여된다. 그러나, 홈 라우터(20), DSL 모뎀(30), DSLAM(42), 및 액세스 네트워크(40)의 나머지 내에서 음성 및 데이터 패킷들 사이에서는 그러한 차별이 없다. 따라서, 펨토 게이트웨이(50)로 향한 경로 내에 병목들이 있을 때, 최선-노력 네트워크 내에서 음성 및 데이터 패킷들 사이에서는 아무런 차별이 없기 때문에, 펨토 데이터 패킷들은 이들 병목들에서 음성 패킷들에 대해 여분의 지연을 유발할 것이다. 본 발명에서, 데이터 및/또는 데이터 패킷들은 비(non)-음성 호출 데이터 및 패킷들을 참조한다. 본 발명의 실시예들은 음성 품질 강등이 관찰될 때 펨토 데이터 트래픽을 억제함으로써 이 문제를 완화한다. 펨토 기지국(10)은 서비스하고 있는 진행중인 음성 호들의 QoS 레벨을 추적한다. QoS 강등이 검출될 때, 펨토 기지국(10)은 그의 데이터 트래픽의 속도를 감소시키기 시작한다. 데이터 트래픽의 속도를 감소시키는 동안, 음성 트래픽 QoS와 함께 두 결과들이 가능하다:
1) QoS는 데이터 트래픽 속도 감소와 관련하여 개선된다. 이는 펨토 데이터 트래픽이 혼잡 링크에서 펨토 데이터 트래픽에 대항하여 경쟁하고 있다는 명백한 신호이다. 데이터 레이트 감소는 음성 QoS가 허용가능한 레벨들로 또는 QoS 향상 정지들로 개선될 때까지 계속되어야 한다.
2) QoS는 데이터 트래픽 속도 감소와 관련하여 개선되지 않는다. 이는 펨토 데이터 트래픽이 혼잡 링크에서 펨토 데이터 트래픽에 대항하여 경쟁하고 있지 않다는 신호이다. 음성 접속의 QoS를 향상시키고 있지 않기 때문에 데이터 트래픽 속도를 더욱 감소시킬 필요가 없다.
음성 QoS가 허용가능하거나 음성 QoS가 데이터 트래픽 속도의 한층 더한 감소에 의해 향상되고 있지 않은 안정적인 레벨로 데이터 전송 속도가 감소하면, 실시예들은 데이터 트래픽 속도를 증가시키기 위해 주기적 프로빙(probing)을 이용할 수 있다. 시간과 함께, 다른 트래픽 스트림들은 펨토 데이터 트래픽이 성장하기 위한 공간을 남겨두고 혼잡 링크를 벗어날 것이다. 따라서, 펨토 기지국(10)은 펨토 음성 QoS가 불리하게 영향받지 않는 한, 데이터 트래픽 속도를 증가시키도록 시도한다.
데이터 트래픽 속도 감소가 음성 QoS를 허용가능한 레벨로 개선하지 않는 경우들에서, 매크로 셀(macro cell)로의 핸드오버와 같은 대안의 혼잡 완화 기술들이 실행될 수 있다.
기지국(10)에 의해 다뤄지는 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 방법이 도 3a, 도 3b 및 도 4에 관하여 더욱 상세하게 기술될 것이다. 도 3a 및 도 3b는 네트워크 소자에서 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 실시예를 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 단계 S302에서 기지국(10)은 음성 호출(들)의 서비스 품질을 모니터링한다.
예를 들면, 기지국(10)은 펨토 게이트웨이(50)가 인식하고 기지국(10)에 다시 반향시키는 프로브(probe) 패킷들을 전송할 수 있다. 기지국(10)은 프로브 패킷들에 관하여 서비스 품질 파라미터를 추적한다. 예를 들면, 기지국(10)은 패킷 손실, 패킷 손실의 레이트(rate), 패킷 지연, 패킷 지연 변화 등을 추적할 수 있다. 공지된 바와 같이, 패킷들은 순서대로 패킷들의 순서를 식별하는 시퀀스 넘버를 포함한다. 시퀀스 넘버들을 모니터링함으로써, 수신기는 패킷들이 누락되는 경우를 결정할 수 있다.
다른 예를 들면, 기지국(10)은 다운링크라고도 지칭되는, 펨토 게이트웨이(50)로부터 기지국(10)으로 전송된 음성 패킷들에 대한 서비스 품질을 추적할 수 있다. 무료 방식으로, 펨토 게이트웨이(50)는 업링크라고도 지칭되는, 기지국(10)으로부터 펨토 게이트웨이(50)로 전송된 음성 패킷들에 대한 서비스 품질을 추적할 수 있다. 펨토 게이트웨이(50)는 업링크 서비스 품질을 기지국(10)에게 보고할 수 있다. 기지국(10)은 조합된 QoS 측정을 생성하기 위해 업링크 및 다운링크 서비스 품질 측정들을 조합할 수 있다. 이 조합은 직접 가산(addition), 평균, 가중 평균 등일 수 있다.
기지국(10)은 개별적으로 호들에 대한 QoS를 모니터링하고, 이후 평균 또는 가중 평균 등을 하여 음성 호들에 대한 집합 QoS를 생성할 수 있다. 대안적으로, 음성 호들은 (예를 들면, 패킷 손실, 패킷 손실 레이트 등) QoS를 생성하고 있을 때에 집합적으로 다뤄질 수 있다.
단계 S304에서, 기지국(10)은 모니터링된 QoS가 문턱치 QTH 아래로 떨어지는지 결정한다. 문턱치 QTH는 문턱치 QTH와 동등하거나 이상인 모니터링된 QoS가 음성 호들에 대한 서비스의 허용가능한 레벨들을 지시하고, 문턱치 QTH 아래의 모니터링된 QoS가 서비스의 허용가능하지 않은 레벨들을 지시하도록 확립될 수 있다. 이해되겠지만, 문턱치 QTH는 설계 파라미터이고, 허용가능한 QoS의 원하는 레벨 등뿐만 아니라 QoS 측정을 모니터링하고 형성하는 방법에 의존할 것이다.
QoS가 허용가능하다고 가정하여, 프로세싱은 단계 S302로 되돌아간다. 그러나, QoS가 허용가능하지 않으면, 단계 S306에서, 기지국(10)은 반복 카운터 I를 1로 초기화하고, 개선 플래그(improvement flag)(iflag)를 노우(NO)로 초기화하고, 데이터 레이트 기능 오프(OFF)를 증가시키도록 프로빙(probing)을 돌린다. 데이터 레이트 기능을 증가시키기 위한 프로빙은 도 3b 및 도 4에 관하여 보다 상세히 설명될 것이다.
다음에, 단계 S308에서, 기지국(10)은 잠재적인 다음 단계 S310에 따라 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 감소시키는 것이 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 데이터 레이트 문턱치 RTH 아래로 감소시킬 것인지를 결정한다. 그렇다면, 이후 단계 S312에서, 기지국(10)은 기지국(10)에 의해 전송된 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 데이터 레이트 문턱치 RTH로 감소시킨다. 이는 기지국(10)에 의해 전송된 데이터 트래픽의 데이터 레이트가 어떤 최소 레벨에 남아있음을 보장한다.
단계 S308에서, 단계 S310에 따라 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 감소시키는 것이 데이터 레이트를 데이터 문턱치 RTH 아래로 감소시키지 않을 것이라면, 단계 S310에서, 기지국(10)은 기지국(10)에 의해 전송된 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 억제한다. 예를 들면, 기지국(10)은 고정된 감소율로 데이터 레이트를 감소시킬 수 있다. 대안적으로, 기지국(10)은 고정 백분율로(예를 들면, 10%) 데이터 레이트를 줄일 수 있다. 적응형 감소 등과 같은 다른 대안들이 또한 적용될 수 있다.
데이터 트래픽의 데이터 레이트 감소 이후, 기지국(10)은 단계 S314에서 일정 시간 동안 음성 호들의 QoS를 모니터링한다. 시간의 길이는 경험적으로 확립될 수 있는 설계 파라미터이다.
도 3b를 참조하여, 기지국(10)은 단계 S316에서 음성 호들의 QoS가 개선되었는지를 결정한다. 예를 들면, 기지국(10)은 QoS가 증가했는지를 결정하기 위해 단계 S302에서 측정된 QoS와 단계 S314에서 측정된 QoS를 비교한다. 그렇다면, 음성 QoS는 개선되었고, 단계 S318에서, 기지국(10)은 QoS가 품질 문턱치 QualTH보다 작은지를 결정한다. 품질 문턱치 QualTH는 단계 S304로부터 문턱치 QTH와 동일할 수 있다. 대안적으로, 히스테리시스 효과를 확립하고 데이터 레이트의 증가와 감소 사이의 핑퐁(ping-ponging)을 방지하기 위해, 품질 문턱치 QualTH는 단계 S304로부터의 문턱치 QTH보다 크게 설정될 수 있다.
QoS가 품질 문턱치보다 작지 않으면, 음성 호들은 허용가능한 서비스 품질로 복귀했다. 따라서, 단계 S320에서 기지국(10)은 데이터 트래픽의 데이터 레이트가 증가할 수 있는지를 프로빙하는 프로빙 기능을 턴 온(turn on)할 것이다. 이 프로빙 기능은 디스에이블(disable)될 때까지 기지국(10)에 의해 주기적으로 실행될 수 있다. 프로빙 기능을 실행하는 주기성은 경험적 연구에 의해 설정된 설계 파라미터일 수 있다. 프로빙 기능은 도 3a 및 도 3b의 지속적인 프로세스와 동시에 실행될 것이다. 즉, 프로빙 기능의 주기적 성능을 인에이블(enable)한 후, 기지국(10)은 단계 S302에서 음성 호들의 QoS를 모니터링하는 것으로 복귀한다.
도 4는 데이터 레이트 기능을 증가시키기 위한 프로빙의 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 단계 S402에서 기지국(10)은 현재 QoS라고도 부르는, 단계 S314로부터의 모니터링된 음성 QoS를 저장한다. 단계 S404에서 기지국(10)은 기지국(10)에 의해 전송된 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 증가시킨다. 상기 증가는 고정 증가일 수 있다. 대안적으로, 상기 증가는 고정 백분율(예를 들면, 현재 데이터 레이트로부터 10% 증가)일 수 있다. 게다가, 적응 증가와 같은 데이터 레이트를 증가시키기 위한 다른 방법들이 구현될 수 있다. 상기 증가가 기지국(10)의 최대 성능을 넘어서는 데이터 레이트 증가가 된다면, 상기 데이터 레이트는 최대 데이터 레이트로 증가하는 것임을 이해할 것이다.
상기 데이터 레이트를 증가시킨 후, 음성 호들의 QoS는 모니터링되고 기지국(10)은 단계 S408에서, 음성 QoS가 단계 S402에서 저장된 것으로부터 감소했는지를 결정한다. 그렇다면, 이는 음성 호들의 품질의 강등을 가리키고, 단계 S410에서, 기지국(10)은 단계 S404에서 된 증가 이전의 레벨로 데이터 레이트를 복귀시킨다. 그러나, 단계 S408에서 아무런 강등도 결정되지 않으면, 단계 S412에서, 기지국(10)은 데이터 레이트가 기지국(10)의 최대 데이터 레이트로 증가했는지를 결정한다. 그렇다면, 프로빙 기능은 턴 오프(turn off)되고, 기지국(10)은 더 이상 주기적으로 도 4의 프로빙 기능을 실행하지 않을 것이다. 최대 데이터 레이트가 도달되지 않았다면, 프로세싱은 단계 S402로 복귀한다.
이해되겠지만, 도 4의 프로세스를 주기적으로 실행하는 것은 기지국(10)이 데이터 레이트 증가를 주기적으로 시도하는 것을 허용한다. 혼잡이 액세스 네트워크(40) 내의 향상된 조건들에 기인하여, 기지국(10)에서의 보다 적은 음성 또는 데이터 처리 서비스 (향상은 또한 홈 라우터(20) 및 DSL 모뎀(30)에서 발생할 수 있다) 등을 감소시킬 때, 조건들은 음성 호출 성능을 강등시키지 않고 보다 높은 데이터 트래픽 속도들을 허용할 수 있다. 또한, 아무런 음성 호출도 없다면, 프로빙 기능은 디스에이블될 수 있고 데이터 트래픽의 데이터 레이트는 최대 데이터 레이트로 설정될 수 있음을 이해할 것이다.
도 3b 및 단계 S318을 다시 참조하여, 음성 호들의 서비스 품질이 품질 문턱치 QualTH보다 작다면, 단계 S322에서 기지국(10)은 반복 카운터 I를 1로 설정하고, 기지국(10)은 단계 S324에서 개선 플래그(iflag)를 예스(YES)로 설정하고, 단계 S326에서 데이터 트래픽의 현재 데이터 레이트와 같은 개선 데이터 레이트 iDR을 설정한다. 이후 프로세싱은 도 3a의 단계 S308로 복귀한다.
단계 S316으로 복귀하여, 음성 호들의 QoS가 데이터 트래픽의 데이터 레이트의 감소 결과로서 개선되지 않았다면, 단계 S330에서, 기지국(10)은 반복 카운터 I가 반복 문턱치 ITH를 초과하는지를 결정한다. 그렇지 않다면, 반복 카운터 I는 단계 S338에서 증가하고 프로세싱은 단계 S308로 복귀한다.
그러나, 단계 S330에서 반복 카운터 I가 반복 문턱치 ITH를 초과하면, 이는 데이터 트래픽에서 원하는 데이터 레이트 감소들의 수가 음성 호들의 QoS에 영향을 미치지 않고 발생했음을 가리킨다. 이해되겠지만, 반복 카운터 I를 재설정할 수 있는, 단계 S322에서 반복 카운터 I를 1로 설정하는 것에 대한 대안으로서, 단계 S322는 단순히 제거될 수 있다.
기지국(10)은 단계 S332에서, 반복 문턱치 ITH를 초과하면, 음성 호들에 대한 대안의 QoS 향상 기술들이 기지국(10)에게 이용가능한지를 결정한다. 그렇다면, 단계 S334에서, 데이터 레이트는 최대로 복귀하고, 단계 S336에서 이용가능한 대안들 중 하나가 구현된다. 예를 들면, 위에 논의한 바와 같이, 펨토 셀은 일반적으로 무선 통신 시스템의 매크로 셀 이내에 있다. 즉, 매크로 셀의 커버리지 영역(coverage area)은 펨토 셀의 커버리지 영역을 포함한다. 따라서, 단계 S336에서, 펨토 기지국(10)은 하나 이상의 음성 호들을 매크로 셀의 기지국에게 핸드오버(hand over)할 수 있다. 이러한 대안 기술의 애플리케이션을 향상시키기 위해, 기지국(10)은 또한 핸드오버를 향상시키도록 전송 전력을 줄일 수 있다.
단계 S332로 복귀하여, 기지국(10)이 음성 호들의 QoS를 개선하기 위한 대안 기술을 갖지 않는다면, 단계 S340에서 기지국(10)은 개선 플래그(iflag)가 YES로 설정되는지를 결정한다. 그렇다면, 이는 음성 호들의 QoS가 데이터 트래픽의 데이터 레이트의 어떤 감소에 의해 향상되었음을 가리킨다. 이 경우에, 단계 S342에서 데이터 트래픽의 데이터 레이트는 음성 호출 QoS가 향상된 최종 데이터 레이트인, 단계 S326의 데이터 레이트 iDR로 설정된다. 이후 단계 S344에서 다른 프로세싱이 일정 시간 지연된다. 이 시간은 경험적 연구에 의해 설정된 설계 파라미터이다. 예를 들면, 상기 시간은 현재 상태들에서 변화들(예를 들면, 혼잡 감소, 종결된 음성 호들 등)을 허용하는 충분한 길이의 시간일 수 있다. 지연 이후, 기지국(10)은 단계 S346에서 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 증가시키기 위해 주기적인 프로빙 기능을 인에이블하고, 프로세싱은 단계 S302로 복귀한다.
단계 S340으로 복귀하여, 개선 플래그(iflag)가 YES로 설정되지 않으면, QoS의 아무런 향상도 데이터 레이트 감소의 결과로서 일어나지 않았다. 따라서, 단계 S350에서, 데이터 레이트는 최대 데이터 레이트로 복귀한다. 이후 단계 S352에서, 다른 프로세싱이 일정 시간 지연된다. 이 시간은 경험적 연구에 의해 설정된 설계 파라미터이다. 예를 들면, 상기 시간은 현재 상태들에서 변화들(예를 들면, 혼잡 감소, 종결된 음성 호들 등)을 허용하는 충분한 길이의 시간일 수 있다. 상기 시간은 단계 S344에서와 동일할 수 있거나, 단계 S344에서의 시간보다 상이할 수 있다. 지연 이후, 프로세싱은 단계 S302로 복귀한다.
도 5는 데이터 트래픽 속도의 감소가 음성 QoS를 향상시키는 것을 돕는 경우를 도시한다. 영역 I에서, 음성 QoS는 양호하고 데이터 트래픽 속도는 안정적이다. 시간 t1에서, 펨토 기지국(10)은 음성 QoS의 강등을 검출한다. 영역 II에서, 데이터 트래픽의 전송 속도는 감소하고, 펨토 기지국(10)은 음성 QoS가 허용가능한 레벨들로 향상되는 것을 검출한다. 시간 t2에서 시작하여, 펨토 기지국(10)은 음성 품질이 저하되는지를 확인하기 위해 데이터 전송 속도를 증가시키기 시작한다. 시간 t3에서, 펨토 기지국(10)은 음성 QoS의 저하를 검출한다. 데이터 전송 속도는 영역 IV에서 감소한다. 시간 t4에서 시작하여, 펨토 기지국(10)은 음성 품질이 저하되는지를 확인하기 위해 데이터 전송 속도를 다시 증가시키기 시작한다. 이번에는 아무런 저하도 관찰되지 않으므로, 데이터 트래픽은 상향 조절된다.
도 6은 데이터 트래픽 속도의 감소가 음성 QoS를 향상시키는 것을 돕지 않는 경우를 도시한다. 영역 I에서, 음성 QoS는 양호하고, 데이터 트래픽 속도는 안정적이다. 시간 t1에서, 펨토 기지국(10)은 음성 QoS의 저하를 검출한다. 영역 II에서, 데이터 트래픽의 전송 속도는 감소하지만, 음성 QoS의 아무런 향상도 펨토 기지국(10)에 의해 확인되지 않았다. 결과적으로, 매크로 셀에 대한 음성 핸드오버 호출이 시도되고, 데이터 트래픽 속도는 상향 조절된다. 대안적으로, 음성 호에 대한 신호대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio; SINR)가 비교적 낮다면, 몇 잠재적인 무선 문제들을 가리키며, 결과적으로 다른 무선 리소스 관리 기술들이 음성 호출의 품질을 강화하기 위해 적용될 수 있다.
이해되겠지만, 가정에서의 펨토 배치에 관하여 설명되었지만, 실시예들은 또한 사무실이나 건물과 같은 다른 배치들에 적용 가능하다. 게다가, 펨토에 관하여 설명하였지만, 실시예들은 다른 아키텍처들에 적용할 수 있음을 이해할 것이다. 부가적으로, 상술한 실시예들의 원리들은 엄격한 QoS 및 지연 요건들을 갖는 다른 실시간 트래픽 서비스들에 적용 가능하다.
상기 실시예들은 최선 노력 액세스 네트워크들을 갖는 위치(예를 들면, 가정, 사무실 등)에서 펨토 기지국들의 배치를 향상시킨다. 이는 펨토 배치들을 위한 어드레스 가능 시장을 증가시킬 것이다.
상기 실시예들은 액세스 네트워크 혼잡이 저하된 음성 품질로 이어질 때 펨토 기지국이 QoS 저하를 완화시키기 위한 동작을 취할 수 있음을 제공한다. 상기 실시예들은 매크로 네트워크에 의존하지 않고 혼잡 문제들을 해결하도록 시도한다. 대부분 경우들에서, QoS는 매크로 셀에 부가적인 트래픽을 투입하지 않고 향상될 수 있다.
따라서, 개시된 본 발명에 따라, 동일한 것이 많은 방법들로 변경될 수 있음은 명백할 것이다. 그러한 변경들은 본 발명을 벗어난다고 간주되지 않으며, 모든 그러한 변형들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
2: 모바일 전화 10: 펨토 기지국
20: 홈 라우터 22: 개인용 컴퓨터들
30: DSL 모뎀 40: 액세스 네트워크
42: DSL 액세스 멀티플렉서 50: 펨토 게이트웨이
60: 3G 무선 네트워크

Claims (10)

  1. 펨토 기지국에 의해 핸들링되는 음성 호들에 대한 서비스 품질을 개선하는 방법에 있어서:
    상기 펨토 기지국에 의해 핸들링되는 적어도 하나의 음성 호에 대한 서비스 품질에 기초하여 상기 펨토 기지국에 의해 전송되는 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 상기 펨토 기지국(10)에서 조절하는(Throttle) 단계(S308, S310, S312, S334, S350, S320)를 포함하고,
    상기 조절 단계는 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질이 허용되지 않게 되면 상기 데이터 트래픽의 데이터 레이트를 감소시키는 단계(S310, S312)를 포함하고, 상기 감소 단계는 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질이 일정 시간 동안 향상되지 않으면 상기 데이터 레이트를 감소시키는 것을 중단하는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감소 단계는 상기 데이터 레이트를 고정된 감소율로 감소시키는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감소 단계는 상기 데이터 레이트를 백분율로 감소시키는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 감소 단계는 상기 데이터 레이트를 감소시키는 것이 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질을 증가시키는지 여부에 기초하여 감소시키는 것을 여러 번 반복하는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    (1) 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질이 일정 시간 동안 향상되지 않아서 상기 감소 단계는 상기 데이터 레이트를 감소시키는 것을 중단하고 (2) 대체 절차가 이용 가능하면, 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질을 향상시키기 위해 상기 대체 절차를 실행하는 단계(S336)를 추가로 포함하는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질의 향상을 달성했던 마지막으로 알려진 데이터 레이트에서 상기 데이터 레이트를 설정하는 단계(S342)를 추가로 포함하는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질을 저하하지 않고 상기 데이터 레이트가 증가할 수 있는지를 주기적으로 프로빙(probing)하는 단계(S407 내지 S414)를 추가로 포함하는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로빙 단계가 상기 음성 호에 대한 상기 서비스 품질을 저하하지 않고 상기 데이터 레이트가 증가될 수 있다고 가리키면, 증가된 레이트에서 그 데이터 레이트를 유지하는 단계를 추가로 포함하는, 음성 호들에 대한 서비스 품질 개선 방법.
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