KR101680239B1 - 무선 네트워크에서의 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스의 핸드오버 방법 - Google Patents

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Abstract

이동국이 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하기 위해 무선 네트워크에서 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 접속을 통해 서빙 기지국으로부터 데이터 패킷들을 수신하는 방법이 제공된다. 방법은 이동국의 레벨에서: 이동국 내의 버퍼링된 데이터 패킷들의 양이 제1 임계값보다 낮은 것을 검출하면, 서빙 기지국으로부터 데이터 패킷들을 수신하기 위해 서빙 기지국과의 유니캐스트 접속을 확립하는 단계; 및 버퍼링된 데이터 패킷들의 레벨이 미리 결정된 임계 레벨에 도달한 것을 검출하면, 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(MBS 서비스)를 제공하는 무선 네트워크 내에서의 이동국의 끊어짐 없는 핸드오버가 달성되어, 핸드오버 동안의 MBS 서비스 중단을 방지할 수 있다.

Description

무선 네트워크에서의 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스의 핸드오버 방법{HANDOVER METHOD OF MULTICAST AND BROADCAST SERVICE IN WIRELESS NETWORK}
본 발명은 일반적으로 무선 네트워크에서의 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(MBS)에 관한 것으로, 더 구체적으로는 이동국이 기지국들 사이에서 핸드오버를 수행하기 위해 무선 네트워크에서 MBS 데이터를 수신하는 방법에 관한 것이다.
MBS는 공통 무선 채널을 통해 서비스 소스로부터 복수의 수신기로 데이터를 전송하는 포인트-대-멀티포인트 서비스이다. IEEE 802.16e-2005 표준은 모바일 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 네트워크에서의 MBS를 정의해왔는데, 이는 모바일 TV 또는 VOD(Video on Demand) 서비스를 제공하기 위한 비용 효율적인 방식으로서 구현될 수 있다.
IEEE 802.16e 표준에서의 정의에 따르면, 다운링크 프레임에서 별개의 영역들을 구성함으로써 다중 기지국 MBS가 지원될 수 있다.
도 1은 종래 기술의 무선 네트워크에서의 다중 기지국 MBS의 네트워크 아키텍처를 도시하는 예시적인 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, MBS를 제공하기 위한 시스템은 컨텐츠 풀(content pool), MBS 제어기, 복수의 기지국(본 예에서는 3개(BS1, BS2 및 BS3)), 및 복수의 이동국을 포함한다. MBS 제어기는 복수의 기지국에 컨텐츠 풀로부터의 MBS 데이터를 제공하고, MBS를 위하여 이동국의 인증 및 암호키의 배포를 수행한다. 복수의 기지국은 공통 에어 인터페이스를 통해 복수의 이동국에 백본 네트워크로부터 전달된 MBS 데이터를 제공한다. 복수의 이동국은 그들이 접속되어 있는 서빙 기지국으로부터 전송된 MBS 데이터를 수신한다.
다중 기지국 MBS의 액세스 모드에 대하여, MBS 트래픽에 대한 무선 자원들의 스케일가능한(scalable) 할당을 허용하기 위해, MBS 영역의 유연한(flexible) 지속기간을 갖는 단일 주파수 네트워크(SFN)가 이용된다. 각각의 기지국은 동일한 MBS 구역에 속하는 MBS들을 제공할 수 있는데, 여기에서 소정의 서비스 플로우들의 컨텐츠를 전송하기 위해 동일한 접속 인덱스(CID) 및 동일한 보안 연관(security association, SA)을 갖는 기지국들의 집합이 이용된다. SFN 내의 다중 기지국 MBS는 로밍 프로세스 동안 이동국에게 새로운 기지국에 등록할 것을 요구하지 않으며, 이는 핸드오버 지연 및 서비스 단절을 감소시킬 수 있다.
이동국이 복수의 기지국으로부터 MBS들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해, MBS들은 이들 기지국들에 걸쳐 엄격하게 동기화될 필요가 있다. 그러나, 복수의 기지국 간에서의 MBS의 동기화는 이하의 4가지 제약: 동일한 패킷 데이터 유닛(PDU) 포맷 및 CID 할당; 동일한 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 프레임; 동일한 OFDMA 데이터 영역; 및 동일한 채널 코딩 스킴(scheme)으로 인해 달성하기가 어렵다.
분류, 프레그멘테이션(fragmentation) 및 중앙화된 스케줄링의 기능과 같은 컨텐츠 동기화를 위한 오버헤드를 제외하고, SFN에서의 MBS의 배치에 대해서는 이하의 단점들이 있다.
(1) MBS 대역폭의 낭비
MBS 구역이 생성되는 한, 하나의 기지국 내부에서 시작한 멀티캐스트 서비스는 동일 MBS 구역에 속하는 모든 기지국에 확장되어야 한다. 분명히, 적은 양의 기지국 내부에 위치된 제한된 가입자를 갖는 일부 비인기 프로그램에 있어서, 그 프로그램에 대한 가입자가 없는 셀에서는 대역폭이 낭비될 것이다.
(2) 복수의 기지국 사이에서의 링크 적응에 대한 유연성 없음
단일 기지국 액세스에서 MBS에 대한 링크 적응을 어떻게 성취할지는 도전적인 과제인데, 이는 피드백 채널 유지를 위한 많은 양의 오버헤드 때문이다. 가입자 분포의 현저한 변동이 존재하기 때문에, 복수의 기지국 사이에서 링크 적응을 갖는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 종래의 방법은 MBS에 대해 링크 적응을 건너뛰고 가장 강건한(robust) (고정된) 변조 및 코딩 스킴을 선택한다. 낮은 레벨의 변조 및 코딩 스킴의 불량한 스펙트럼 효율로 인해 시스템 효용이 크게 감소될 것이라는 것이 단점이다.
(3) 유니캐스트 서비스에 대한 영향
정상적으로, MBS는 부분적인 다운링크 서브프레임을 커버할 것이다. 그리고, WiMAX 시스템에서 기지국은, 이동국으로부터 발원한 트래픽이 존재할 때, 그 이동국에 대해 업링크 전송 기회를 할당할 필요가 있다. 동일 주파수 대역에서 동작하는 이웃 기지국들로부터의 예측불가능한 간섭으로 인해, 기지국이 SFN 내에서의 유니캐스트 서비스를 위해 심볼 및 서브채널을 할당하기가 어렵다. 도 1에 도시된 바와 같이, 백본 네트워크 내에는 이웃 기지국들 BS1, BS2 및 BS3 사이에 겹치는 영역들이 있다. 이러한 겹치는 영역들에 위치된 이동국들에 대하여, 그것의 서빙 기지국으로/으로부터의 유니캐스트 서비스의 전송은 이웃 기지국들의 영역 내의 유니캐스트 트래픽과 불가피하게 간섭한다. 따라서, 전체 시스템 효용도 영향을 받을 것이다.
MFN(multiple frequency network)은 다중 기지국 액세스를 위한 다른 접근법이다. MFN이 위에서 설명한 SFN의 단점들을 극복할 수 있긴 하지만, 분명한 도전 과제는 이동국이 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 스위칭하는 동안의 불확실한 핸드오버 처리 시간이다. 그러한 경우에서, 이동국은 서빙 기지국과의 기존 접속을 종료하고, 네트워크 진입 절차를 거친 다음, 새로운 기지국과의 서비스 접속을 재확립할 필요가 있다. MFN 환경에서는 컨텐츠 동기화가 필수 요건이 아니므로, 동일한 MBS 제어기로부터 백본 네트워크를 통해 컨텐츠 소스가 온 것이라도, MBS 제어기로부터 각각의 기지국으로의 지연은 다를 수 있다. 따라서, WiMAX 네트워크에서의 MBS 핸드오버 프로세스에 대해 다음의 두 가지 문제점이 고려되어야 한다.
(1) 핸드오버를 위한 스위칭 시간의 최소화
(2) 서비스 중단의 최소화
문제점 1에 대하여, 스위칭 시간을 감소시키기 위한 몇몇 메커니즘들이 IEEE 802.16e 표준에 이미 정의되어 있다. 예를 들어, 한 메커니즘에 따르면, 이동국이 그것의 서빙 기지국으로부터 이웃 광고 메시지를 사전에 수신한 경우, 그것은 후보 타겟 기지국의 ID, 물리적 주파수 및 다운링크/업링크 채널 설명을 포함하는 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 타겟 기지국으로의 동기화가 신속하게 달성될 수 있다. 또한, 타겟 기지국이 백본 네트워크를 통해 서빙 기지국으로부터 이동국의 정보를 가질 수 있고, 그에 의해 인증 및 등록 단계(phase)가 생략될 수 있다면, 네트워크 재진입 진행이 또한 단축될 수 있다.
문제점 2에 대하여, 데이터 및 서비스 무결성에 대해서는 IEEE 802.16e 표준에 언급된 방법이 없다. 이동국은 핸드오버 처리 전에 서빙 기지국과의 접속을 종료해야 한다. 기지국에 대하여 MFN 모드에서 끊어짐 없는(seamless) MBS 핸드오버를 지원하기 위한 어떠한 기능 모델도 정의되어 있지 않다.
모바일 WiMAX 네트워크에서의 MBS의 완전한 정보는 IEEE 802.16e 표준에 의해 참조될 수 있다.
요약하면, IEEE 802.16e 표준의 현재 정의는 다중 기지국 액세스 간에서의 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스를 위해 SFN을 이용한다. 그러나, 그러한 방법은 동일한 MBS 구역 내에 그룹화된 기지국들 간에서의 컨텐츠 및 프레임 동기화에 대한 큰 오버헤드를 야기할 뿐만 아니라, 유니캐스트 서비스들에 대한 대역폭 낭비 및 효율 감소를 유발할 것이다. 그에 반하여, 위에서 설명된 MFN은 컨텐츠 동기화를 위한 오버헤드를 감소시키고, 셀 경계 및 겹치는 영역에서의 유니캐스트 서비스에 대한 간섭을 최소화할 수 있다. 그러나, MFN의 주된 문제점은 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 스위칭하는 핸드오버 처리 동안의 가능한 서비스 중단이다.
그러므로, MFN에서의 다중 기지국 액세스에 대한 효율적이고 끊어짐 없는 MBS 핸드오버의 문제가 해결될 필요가 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 이동국이 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하기 위해 무선 네트워크에서 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 접속을 통해 서빙 기지국으로부터 데이터 패킷들을 수신하는 방법이 제공된다. 방법은 이동국의 레벨에서: 이동국 내의 버퍼링된 데이터 패킷들의 양이 제1 임계값보다 낮은 것을 검출하면, 서빙 기지국으로부터 데이터 패킷들을 수신하기 위해 서빙 기지국과의 유니캐스트 접속을 확립하는 단계; 및 버퍼링된 데이터 패킷들의 레벨이 미리 결정된 임계 레벨에 도달한 것을 검출하면, 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 양태들, 특징들 및 이점들과, 다른 양태들, 특징들 및 이점들은 첨부 도면들과 관련하여 이하의 설명을 보면 분명해질 것이다.
도 1은 종래 기술에서의 복수의 BS에 걸친 MBS의 네트워크 아키텍처를 보여주는 예시적인 도면이다.
도 2의 WiMAX 네트워크에서의 MBS 서비스 플로우의 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MBS의 핸드오버 처리를 보여주는 흐름도이다.
도 4는 도 3의 핸드오버 프로세스의 상세한 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 재생을 위한 2개의 비동기화된 MBS 프로그램 사이에서의 버퍼 분석을 보여주는 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 MBS 제어기의 소스 데이터 레이트 제어 방법의 작업 흐름을 보여주는 흐름도이다.
이하의 설명에서, 본 발명의 실시예의 다양한 양태들이 설명될 것이다. 설명을 목적으로, 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 구성들 및 상세들이 제시된다. 그러나, 본 기술분야의 숙련된 자는 또한 본 발명이 여기에 제시된 구체적인 상세들 없이도 실시될 수 있음을 분명히 알 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 것과 같은 네트워크 기반구조로 MBS를 제공하는 WiMAX 네트워크에서의 MBS 서비스 플로우의 예를 보여주는 도면으로, MBS 데이터(이 경우에서는 TV 프로그램)는 MBS 제어기로부터 네트워크 내의 3개의 기지국 BS1, BS2 및 BS3로 전송된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기지국 BS1은 가장 짧은 네트워크 지연을 갖고, 제3 기지국 BS3은 가장 긴 네트워크 지연을 갖는다. 네트워크 지연의 변동은 백본 네트워크에서의 상이한 전송 경로들 및 각각의 기지국들의 상이한 큐 깊이들에 의해 유발된다.
네트워크 지연에 관한 정보를 전송하기 위해 일부 기존 프로토콜들이 효율적으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 기지국에 대한 세션의 품질에 관한 엔드-투-엔드 정보를 수집하기 위해 실시간 전송 제어 프로토콜(RTCP)이 이용될 수 있다. 제1 패킷 인덱스, 현재 큐 깊이 및 이용가능한 최대 큐 길이와 같은 요구되는 정보는 RTCP 패킷 내의 수신기 보고(receiver report) 내에 캡슐화될 수 있다. MBS 제어기는 MBS 프로그램에 대한 유일한 소스 포인트이므로, 상이한 큐들 사이에서 제1 패킷 인덱스를 비교하는 것에 의해, 컨텐츠 타입 및 정상적인 재생 레이트가 이미 알려져 있다. 모든 기지국들 사이에서의 또는 이웃 기지국들 사이에서의 네트워크 지연 지터(network delay jitter)는 주기적으로 모니터링될 수 있다.
핸드오버 시간 소비의 변동을 고려하여, 핸드오버를 성공적으로 완료한 각각의 이동국은, 타겟 기지국과의 등록 동안 그것의 핸드오버 시간 소비 및 이전의 서빙 기지국을 보고할 것이다. 따라서, 기지국은 그러한 정보를 평균/최대/최소 핸드오버 간격들로서 수집할 수 있고, MBS 제어기로 주기적으로 보고할 수 있다. 네트워크 지연 지터와 함께, MBS 제어기는 각각의 기지국을 갱신된 상태로 유지하기 위해 제어 메시지를 통해 시간 관련 정보를 브로드캐스트할 것이다. 동시에, MBS 제어기는 기지국의 큐 길이의 버텀 라인(bottom line)을 계산할 것이다. 계산식의 일례는 아래의 식일 수 있다:
Q.bottom=e*(T.jitter + T.ho)*R.service
여기에서, e는 추정의 부정확함을 바로잡기 위한 지수(exponent)이고, R.service는 평균 송신 레이트이고, T.jitter는 이웃 기지국들 간의 버퍼링된 데이터의 시간 차이의 추정이고, T.ho는 이웃 기지국들 간의 추정된 핸드오버 시간이다.
이하의 표 1 및 표 2는 항목들 정의 및 제1 기지국 BS1에 대한 사례를 보여준다.
서비스 ID 네트워크 지연 지터(T.jitter)
서빙 기지국 이웃 기지국들 값(ms)
서비스 1
 BS1 BS2 +50
BS3 -40
서비스 2
 BS1 BS2 +100
BS3 -20
... ... ...
서비스 N BS1 BS2 -80
BS3 +60
평균 핸드오버 시간 소비(T.ho)
서빙 기지국 이웃 기지국들 값(ms)
BS1 BS2 500
BS3 200
표 1에서 양수(positive number)의 지터 값은 서비스 플로우가 이웃 기지국에서의 네트워크 지연보다 더 높은 네트워크 지연을 가짐을 의미하는 한편, 음수(negative number)는 서비스 플로우가 더 낮은 네트워크 지연을 가짐을 의미한다는 것을 알 수 있다.
액세스 네트워크에서, 기지국은, 이웃 기지국으로부터 평균 핸드오버 시간 소비 정보를 수신한 후에 그것의 이동국 각각에 위에서 설명된 정보를 전달할 수 있다는 점에 유의하여아 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 MBS 핸드오버 절차를 보여주는 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이동국의 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차는 이하의 단계들을 포함한다:
(1) 이웃 기지국 검출
이동국은 그것의 서빙 기지국으로부터의 핸드오버에 대한 적합성을 판정하기 위해 그것의 이웃 기지국들 중 하나 이상을 스캔할 것이다. 서빙 기지국은 셀 재선택을 수행하기 위한 스캐닝 간격들 또는 슬립(sleep) 간격들을 스케줄링할 수 있다.
(2) 핸드오버 결정 및 개시
이동국은, 서빙 기지국에 그것의 핸드오버 결정을 알리기 위한 요청 및 응답 메시지 교환에 의해 서빙 기지국과의 협업을 수행(shake hands with)할 것이다.
(3) 백업 데이터 요청
이동국은 그것의 로컬 데이터 버퍼 길이를, 네트워크 지연 지터와 평균 핸드오버 시간 소비의 합산값(T.jitter + T.ho)과 비교할 것이다. 이러한 값의 시간 동안 이용할 데이터가 충분하지 않은 경우, 이동국은 유니캐스트 전송을 통해 소정량의 백업 데이터를 요청하기 위해 서빙 기지국에 데이터 요청을 송신할 것이다. 일례로서, 백업 데이터의 양은 이하의 식에 의해 계산될 수 있다:
Q.request=f*(T.jitter +T.ho)-B.local
f는 추정값의 부정확함을 바로잡기 위한 지수이고, B.local은 이동국의 버퍼 길이이다.
이동국이 더 높은 우선순위를 갖고서 데이터 전송을 획득할 수 있도록, 백업 데이터 요청은 핸드오버 전에 긴급 요청으로서 나타내어질 수 있다. 이러한 유니캐스트 접속은 요청된 데이터 전송이 완료되자마자 종료될 수 있다.
(4) 핸드오버 표시
요청된 데이터가 수신된 후, 이동국은 서빙 기지국에 표시를 보낼 것이고, 그러면 서빙 기지국은 이동국에의 대응 MBS 접속을 종료할 수 있다.
(5) 타겟 기지국과의 동기화
이동국은 협상 및 동기화를 위해 타겟 기지국들 중 하나를 선택할 것이다.
(6) 네트워크 진입 처리
이동국은 예를 들어 매개변수(parameter) 획득, 레인징(ranging), 인증, 등록, IP 및 서비스 접속 생성을 포함할 수 있는 네트워크 진입 절차로 새로운 기지국의 MBS 서비스에 진입할 것이다.
위에 언급된 단계들 중에서, 단계들 1, 2, 4, 5 및 6은 표준에 정의된 라우팅 핸드오버 프로세스들인 한편, 단계 3은 새롭게 도입된 것이다 (도 3에서 점선으로 도시됨). 단계 3의 목적은 적당한 양의 백업 데이터 패킷들을 이동국의 로컬 버퍼에 삽입하는 것이다. 이러한 백업 데이터 패킷들은 정상적인 핸드오버 절차 동안의 재생을 위해 이동국에 의해 이용되어, 서비스 단절의 가능성을 감소시킬 수 있다.
도 4는 상기 설명에 기초한 제안된 핸드오버 프로세스의 상세한 흐름도를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단계(S401)에서, 이동국은 처음에 본 사례의 서빙 기지국인 제1 기지국 BS1으로부터 MBS 데이터 패킷들을 수신한다.
그 다음, 단계(S403)에서, 이동국은 이웃 기지국들을 스캔할 것이고, 셀 선택을 할 것이다.
다음 단계(S405)에서, 이동국은 핸드오버를 할 것인지 여부를 결정할 것이다.
단계(S405)의 결과가 "아니오"인 경우, 방법은 단계(S401)로 진행할 것이고, 거기에서 이동국은 제1 기지국으로부터 MBS를 계속하여 수신할 것이다. 단계(S405)의 결과가 "예"인 경우, 방법은 다음 단계(S407)로 진행할 것이고, 거기에서 이동국은 타겟 기지국으로 MOB_MSHO_REQ 메시지를 송신할 것이다. MOB_MSHO_REQ 메시지는 이동국이 핸드오버를 요청하기 위해 IEEE 802.16e 표준에 정의되어 있다는 점에 유의해야 한다.
다음으로 단계(S409)에서, 이동국은 요청에 대한 응답으로서 제2 기지국 BS2로부터 HO_RSP 메시지를 수신할 것이다. HO_RSP도 IEEE 802.16e 표준에 정의된 메시지이다.
다음 단계(S411)에서, 이동국은 그것의 버퍼 내의 MBS 데이터 패킷의 양을 지연 지터 및 핸드오버 시간에 기초한 임계값과 비교할 것이고, 단계(S412)에서는 로컬 버퍼 데이터가 핸드오버에 대해 충분한지 여부를 판정할 것이다.
단계(S412)에서 로컬 버퍼 MBS 데이터가 핸드오버에 대해 충분하지 않다고 판정되는 경우(그 양이 임계값보다 낮음), 방법은 다음 단계(S413)로 진행할 것이고, 거기에서 이동국은 유니캐스트 접속을 통해 제1 기지국 BS1로부터 백업 MBS 데이터 패킷들을 요청하고 수신할 것이다. 단계(S412)가 로컬 버퍼 MBS 데이터가 핸드오버에 대해 충분하다고 판정하는 경우(그 양이 임계값에 도달하였음), 방법은 단계(S415)로부터 시작되는 핸드오버 프로세스를 개시할 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이동국은 단계(S415)에서 제1 기지국 BS1과의 접속을 종료한 다음, 단계(S417)에서 타겟 기지국(예를 들어, 제2 기지국 BS2)과의 동기화를 시도할 것이다. 다음으로, 후속하는 단계들(S419, S421 및 S423)에서, 이동국은 네트워크 진입 절차를 거치고, 서비스 플로우들을 재확립하고, 제2 기지국 BS2로부터 MBS 데이터 패킷들을 수신할 것이다. 도 4에는 단계들(S417 및 S419) 둘 다에서 이동국이 거부될 수 있는 것으로 도시되어 있다. 그러한 경우들에서, 방법은 이동국이 핸드오버를 위한 다른 타겟 기지국을 선택하려고 시도할 단계(S431)로 갈 것이다.
이동국이 단계(S423)에서 제2 기지국 BS2로부터 MBS 데이터 패킷들을 수신하기 시작한 후, 이동국은 단계(S425)에서 백업 버퍼 내에 저장된 패킷들의 시퀀스 번호를 들어오는 새로운 서비스 패킷들과 비교할 것이다. 중복된 컨텐츠 패킷이 발견되면, 단계(S433)에서 중복된 패킷들을 제거하기 위해 백업 버퍼가 지워질(clean) 것이다. 이 경우, 핸드오버 동안 어떠한 서비스 중단도 없을 것이다. 그렇지 않으면, 이동국은 단계(S427)에서 누락 패킷을 요청해야만 할 수 있고, 그 경우 서비스는 단절될 것이다.
도 5는 재생을 위한 2개의 비동기화된 MBS 프로그램 사이에서의 버퍼 분석을 보여주는 예시적인 도면이다.
도 5는 제1 기지국 BS1으로부터 제2 기지국 BS2로의 핸드오버 전에 이동국이 Dbackup의 길이를 저장한다는 가정 하에 설명될 것이다.
도 5의 (a)는 기지국 BS1의 MBS 제어기로부터의 네트워크 전송 지연이 기지국 BS2의 네트워크 전송 지연보다 작기 때문에, 기지국 BS1 내의 서비스 플로우가 기지국 BS2에 앞서는 시나리오를 보여준다. 도 5의 (a)에서, t0 및 t1은 기지국들 BS1 및 BS2에서의 현재 전송 지점들을 각각 나타낸다. 따라서, 네트워크 지연 지터는 T.network = t1 - t0이다. 이동국이 t0의 시점에서 핸드오버를 시작하고, t2에서 핸드오버를 종료한 경우, 핸드오버 시간 소비는 T.ho = t2 - t0이다. 핸드오버의 시간 소비가 4 시간 슬롯이고, 네트워크 지연 지터가 2 시간 슬롯이라고 가정하면, 도 5의 (a)로부터 (T.ho와 동일한) 4 패킷이면 핸드오버 동안의 서비스 단절을 방지하는 데에 충분하다는 것을 알 수 있다. 기지국 BS2와의 서비스 접속의 재확립 후에 몇몇 중복 패킷들이 수신될 것이다.
도 5의 (b)는 기지국 BS1 내의 컨텐츠가 기지국 BS2 내의 컨텐츠보다 나중에 전송되는 시나리오를 보여준다. 도 5의 (b)에서, t0 및 t1은 각각 기지국들 BS2 및 BS1에서의 현재 전송 지점들을 나타낸다. 이동국은 t0의 시점에서 핸드오버를 시작하고, t2에서 핸드오버를 종료한다. 도 5의 (b)로부터, 핸드오버 동안의 서비스 연속성을 보장하기 위해서는, 이동국의 버퍼 내에 (T.network + T.ho와 동일한) 적어도 6개의 패킷이 미리 저장되어야 한다는 것을 알 수 있다.
도 5로부터, 네트워크 지연 지터 및 핸드오버 시간의 통계값에 기초하여 계산된 미리 결정된 양의 백업 데이터 패킷들을 핸드오버 전에 미리 저장함으로써, 이동국의 끊어짐 없는 핸드오버가 달성되어 핸드오버 동안 MBS 서비스 중단을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
실시예의 다른 양태에 따르면, MBS 제어기는 또한 각 기지국의 현재 큐 깊이, 및 계산된 버텀 라인 값 Q.bottom에 대한 그것의 변동을 모니터링할 것이다. 큐 깊이 중 임의의 것이 Q.bottom보다 낮은 경우, MBS 제어기는 그것의 송신 레이트를 증가시켜 각각의 기지국이 저장된 데이터를 충분하게 가질 것을 보장할 것이다. 그에 반하여, 임의의 기지국이 큐 오버플로우를 갖는 경우, MBS 제어기는 송신 레이트를 감소시킬 수 있다.
도 6은 위에서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 MBS 제어기의 소스 데이터 레이트 제어 방법의 작업 흐름을 보여주는 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 단계(S601)에서 MBS 제어기는 각 기지국으로부터 큐 정보의 보고를 수신하고, 다음 단계(S603)에서 그 수신된 큐 정보에 기초하여 프로그램에 대한 모든 기지국들 사이의 네트워크 지연 지터를 계산할 것이다.
다음 단계(S605)에서, 큐 길이의 버텀 라인의 임계값 Q.bottom이 결정된다.
단계(S607)에서, MBS 제어기는 기지국들의 모든 큐 길이가 Q.bottom보다 큰지를 판정할 것이다. 결과가 "아니오"라면, 단계(S609)에서 MBS 제어기는 송신 레이트를 증가시킬 것이다. 그렇지 않다면, 단계(S611)에서 MBS 제어기는 모든 기지국들 중에서 하나의 큐 오버플로우가 존재하는지 여부를 또한 판정할 것이다.
단계(S611)의 결과가 "예"이면, 다음 단계(S613)에서 MBS 제어기는 송신 레이트를 감소시킬 것이다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 발명은, 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로 핸드오버할 예정인 이동국에서, 핸드오버 동안의 가능한 손실을 커버하기 위해 충분한 데이터 패킷들로 버퍼링하는 것을 제안한다. 버퍼링되는 데이터 패킷들의 임계값은 이동국이 기지국들 사이에서 로밍할 때의 통계적 핸드오버 시간 소비 및 각 기지국 내의 서비스 큐로부터의 제1 패킷 인덱스 보고의 변동에 의해 계산될 수 있는 네트워크 지연 지터에 기초하여 결정된다. 그러한 정보는 제어 메시지를 통해 다중 기지국 네트워크 내에서 브로드캐스트될 수 있어서, 기지국들 및 이동국들 둘 다가 주기적으로 갱신될 수 있게 한다.
추가로, 백본 네트워크에서, MBS 제어기는 각각의 기지국의 큐 깊이를 (재생 시간에 관하여) 모니터링할 수 있다. 큐 깊이가 역시 소정 구간 동안의 네트워크 지연 지터 및 통계적 핸드오버 시간에 의해 결정된 임계값보다 낮은 경우, MBS 제어기는 기지국들에 전달할 충분한 데이터 패킷들을 준비하도록 프로그램의 소스 데이터 레이트를 동적으로 조절할 수 있고, 이는 핸드오버를 위한 스위칭 시간을 극복하는 것을 도울 것이다.
첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않고서, 예시적인 실시예들에 많은 수정이 가해질 수 있으며 다른 구성들이 생각될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (10)

  1. 이동국이 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하기 위해 무선 네트워크에서 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 접속을 통해 상기 서빙 기지국으로부터 데이터 패킷들을 수신하는 방법으로서, 상기 이동국의 레벨에서,
    상기 이동국 내의 버퍼링된 데이터 패킷들의 양이 제1 임계값보다 더 낮은 것을 검출하면, 상기 서빙 기지국으로부터 데이터 패킷들을 수신하기 위해 상기 서빙 기지국과의 유니캐스트 접속을 확립하는 단계; 및
    버퍼링된 데이터 패킷들의 레벨이 상기 제1 임계값에 도달한 것을 검출하면, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 임계값은 상기 무선 네트워크의 네트워크 지연 지터 정보 및 상기 무선 네트워크 내에서의 이동국들의 평균 핸드오버 시간의 함수로서 결정되는, 데이터 패킷 수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크의 네트워크 지연 지터 정보 및 상기 무선 네트워크 내에서의 이동국들의 평균 핸드오버 시간을 포함하는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 메시지는 상기 무선 네트워크 내에서 브로드캐스트되는, 데이터 패킷 수신 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터 패킷들은 컨텐츠 서버로부터 상기 서빙 기지국에 제공되는, 데이터 패킷 수신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 무선 네트워크 내의 상기 컨텐츠 서버에 의해 브로드캐스트되는, 데이터 패킷 수신 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 서빙 기지국 내의 버퍼링된 데이터 패킷들의 양이 제2 임계값보다 더 낮은 것을 검출하면, 상기 컨텐츠 서버로부터 상기 서빙 기지국으로의 데이터 레이트를 증가시키는 단계를 더 포함하는 데이터 패킷 수신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 임계값은 상기 무선 네트워크의 네트워크 지연 지터 정보 및 상기 무선 네트워크 내에서의 이동국들의 평균 핸드오버 시간의 함수로서 결정되는, 데이터 패킷 수신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    버퍼링된 데이터 패킷들의 레벨이 상기 제1 임계값에 도달한 것을 검출하면, 상기 유니캐스트 접속을 종료하는 단계를 더 포함하는 데이터 패킷 수신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 패킷들은 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스를 위한 것인, 데이터 패킷 수신 방법.
  9. 무선 네트워크에서의 이동국으로서,
    서빙 기지국으로부터 수신된 데이터 패킷들을 버퍼링하기 위한 버퍼;
    상기 버퍼에서 버퍼링된 데이터 패킷들의 양을 검출하기 위한 수단;
    상기 버퍼링된 데이터 패킷들의 검출된 양이 제1 임계값보다 낮으면, 상기 서빙 기지국으로부터 데이터 패킷들을 수신하기 위해 상기 서빙 기지국과의 유니캐스트 접속을 확립하기 위한 수단;
    상기 버퍼링된 데이터 패킷들의 레벨이 상기 제1 임계값에 도달한 것을 검출하면, 상기 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하기 위한 수단
    을 포함하고,
    상기 제1 임계값은 상기 무선 네트워크의 네트워크 지연 지터 정보 및 상기 무선 네트워크 내에서의 이동국들의 평균 핸드오버 시간의 함수로서 결정되는, 이동국.
  10. 삭제
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