KR101988154B1 - 무선 통신 네트워크에서의 핸드오버를 위한 통신 디바이스 및 그 안에서의 방법 - Google Patents

무선 통신 네트워크에서의 핸드오버를 위한 통신 디바이스 및 그 안에서의 방법 Download PDF

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Abstract

통신 네트워크(100)에서의 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 통신 디바이스(110) 및 그 안에서의 방법이 개시된다. 통신 디바이스(110)는 네트워크 노드(121)를 통한 통신 디바이스(110)와 서버(140) 간의 제1 왕복 시간을 획득하고, 타겟 셀(130) 내의 타겟 노드(131)를 통한 통신 디바이스(110)와 서버(140) 간의 제2 왕복 시간을 획득하도록 구성된다. 통신 디바이스(110)는 적어도 제1 왕복 시간 및 제2 왕복 시간에 기초하여 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 전송하도록 추가로 구성된다.

Description

무선 통신 네트워크에서의 핸드오버를 위한 통신 디바이스 및 그 안에서의 방법
본 발명의 실시예들은 통신 디바이스 및 그 안에서의 방법에 관한 것이다. 특히, 실시예들은 무선 통신 네트워크에서 통신 디바이스에 대한 레이턴시(latency)에 기초하여 서빙 셀로부터 타겟 셀로의 핸드오버를 수행하는 것에 관한 것이다.
무선 통신 디바이스들은 이동 전화, 사용자 장비(UE), 무선 단말기, 이동 단말기, 이동국, 셀룰러 전화, 스마트폰, 무선 능력을 갖는 센서 및 액추에이터, 랩톱, 태블릿 및 패블릿, 즉 무선 능력을 갖는 스마트폰과 태블릿의 조합은 물론, 자동차 내의 무선 모뎀 등으로 지칭될 수 있다. 무선 통신 디바이스들은 2세대/3세대(2G/3G) 네트워크, 3G LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WiMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access) 네트워크, WLAN(Wireless Local Area Network) 또는 와이파이 등을 포함하는 셀룰러 통신 네트워크와 같은 액세스 노드들 또는 액세스 포인트들을 갖는 다수의 네트워크 또는 이종 네트워크(HetNet)를 포함하는 이종 무선 통신 시스템에서 무선으로 통신하거나 동작하도록 인에이블된다.
본 문맥에서의 무선 통신 디바이스는 예를 들어 무선 통신 시스템에서 다른 통신 디바이스 또는 서버와 같은 다른 엔티티와 액세스 노드를 통해 음성 및/또는 데이터를 통신하도록 인에이블되는 휴대용, 포켓 저장 가능, 핸드헬드, 컴퓨터 포함, 차량 탑재 이동 디바이스들 또는 임의의 기계 타입 디바이스일 수 있다.
5G, 즉 5세대 이동 네트워크들 또는 5세대 무선 시스템들은 현재의 4세대(4G)/IMT-어드밴스트(International Mobile Telecommunications-Advanced) 표준들을 넘어선 이동 통신 표준들의 다음 주요 단계를 나타낸다. 5G 무선 통신 시스템에서 기계간 통신 또는 기계 타입 통신(MTC)은 주요 연구 프로젝트들 중 하나이다. 예를 들어 제조, 프로세스 산업, 자동차 또는 의료 애플리케이션들에서 사용되는 통신 디바이스들과 같은 미션 및/또는 타임-크리티컬 MTC 디바이스들에서 강건한 제어 루프 기능들을 유지하기 위해서는 레거시 시스템들, 예로서 2세대(2G), 3세대(3G), 4G 등에서 이전에 지원된 것보다 더 높은 신뢰성 및 더 낮은 레이턴시를 갖는 통신이 요구된다. 무선 링크를 통한 메시지 지연은 물론, MTC 디바이스와 그의 목적지, 예로서 애플리케이션 서버 간의 왕복 시간도 낮게 유지되어야 한다. 통상적인 요구들은 예를 들어 1ms 이하의 최대 메시지 지연 및 1e-9 이하의 패킷 에러 가능성이다. 이러한 요구들을 충족시키기 위해서는 물리 계층에 대해 엄격한 요구들을 부과하여 전송 블록 에러들을 유발하지 않아야 하는데, 이는 3G LTE 및 4G에서는 각각의 재전송이 메시지 지연에 8ms를 더하기 때문이다. 또한, 무선 링크의 중단이 최소화되어야 한다.
고신뢰성 사용 예들, 예로서 전술한 바와 같은 미션-크리티컬 MTC에서의 제조, 프로세스 산업, 자동차 또는 의료 애플리케이션들에 대해 셀룰러 네트워크들이 데이터를 전송하는 데 사용될 때, 강건한 제어 루프 기능은 지터가 최소로 유지되는 것에 더하여 무선 링크를 통한 메시지 지연이 낮게 유지되어야 할 것을 요구한다. 애플리케이션에 따라, 허용 가능한 왕복 지연은 수 밀리초를 초과하지 않을 수 있으며, 예측 가능 타이밍도 중요하다. 그러나, 이와 달리 기존의 무선 시스템들은 주로 음성 및 인터넷 액세스와 같은 다른 사용 예들을 염두에 두고 설계되었으며, 이러한 설계에서는 50-200ms의 레이턴시가 허용될 수 있지만, 이것은 미션-크리티컬 MTC에 대해서는 너무 길다.
따라서, 무선 통신 네트워크에서의 낮은 레이턴시 애플리케이션들을 위한 개량된 방법들 및 장치들이 필요하다.
본 발명의 실시예들의 목적은 무선 통신 네트워크에서의 낮은 레이턴시 애플리케이션들을 위한 개량된 방법 및 통신 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들의 제1 양태에 따르면, 상기 목적은 통신 네트워크에서 서빙 셀로부터 타겟 셀로의 핸드오버를 위해 통신 디바이스에서 수행되는 방법에 의해 달성된다. 통신 디바이스는 서빙 셀 내의 서빙 노드를 통한 통신 디바이스와 서버 간의 제1 왕복 시간을 획득한다. 통신 디바이스는 타겟 셀 내의 타겟 노드를 통한 통신 디바이스와 서버 간의 제2 왕복 시간을 더 획득한다. 이어서, 통신 디바이스는 적어도 제1 왕복 시간 및 제2 왕복 시간에 기초하여 서빙 셀로부터 타겟 셀로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드에 전송한다.
본 발명의 실시예들의 제2 양태에 따르면, 상기 목적은 통신 네트워크에서의 서빙 셀로부터 타겟 셀로의 핸드오버를 위한 통신 디바이스에 의해 달성된다. 통신 디바이스는 서빙 셀 내의 서빙 노드를 통한 통신 디바이스와 서버 간의 제1 왕복 시간을 획득하도록 구성된다. 통신 디바이스는 타겟 셀 내의 타겟 노드를 통한 통신 디바이스와 서버 간의 제2 왕복 시간을 획득하도록 추가로 구성된다. 통신 디바이스는 적어도 제1 왕복 시간 및 제2 왕복 시간에 기초하여 서빙 셀로부터 타겟 셀로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드에 전송하도록 구성된다.
적어도 서빙 노드를 통한 통신 디바이스와 서버 간의 제1 왕복 시간 및 타겟 노드를 통한 통신 디바이스와 서버 간의 제2 왕복 시간에 기초하여 서빙 셀로부터 타겟 셀로의 핸드오버를 위한 요청을 전송함으로써, 더 짧은 왕복 시간을 갖는 타겟 노드가 선택될 수 있고, 결과적으로 타임 또는 미션 크리티컬 메시지 통신에 대한 레이턴시가 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 통신 디바이스에서의 왕복 시간에 기초하여 핸드오버를 수행함으로써 무선 통신 네트워크에서 감소된 레이턴시를 갖는 크리티컬 데이터 패킷들 또는 메시지들의 전송을 위한 개량된 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들의 예들이 첨부 도면들을 참조하여 더 상세히 설명된다. 도면들에서:
도 1은 무선 통신 네트워크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 통신 디바이스에서의 방법의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 통신 디바이스의 실시예들을 도시하는 개략 블록도이다.
미션 크리티컬 MTC를 위한 더 높은 신뢰성과 낮은 레이턴시의 통신을 개발하기 위해, 중요한 설계 과제들 중 하나는 산업 장비 또는 원격 제어 차량의 실시간 제어와 같은 새로운 애플리케이션 케이스들이 가능할 수 있도록 데이터 전송을 위해 1ms 정도의 매우 낮은 레이턴시를 달성하는 것이다.
전술한 바와 같이, 기존의 무선 시스템들은 너무 긴 레이턴시를 갖는다. 또한, 일부 시나리오들에서, 미션 크리티컬 MTC에서 전송될 데이터의 양은 거대하지 않은데, 예를 들어 산업 자동화 및 원격 제어 애플리케이션들에서 전송될 메시지들은 단지 몇 개의 단어를 포함한다. 따라서, 이러한 애플리케이션들에서는, 낮은 레이턴시 요건들에 비해, 무선 인터페이스 또는 링크를 통한 극단적인 신호 대 잡음비(SNR)가 요구되지 않을 수 있다. 예를 들어, 소정의 무선 액세스 기술(RAT)에 대해 강한 신호들을 갖는 제1 타겟 노드 또는 액세스 포인트는 애플리케이션 서버에 대한 더 긴 핑 시간 또는 왕복 시간을 가질 수 있는 반면, 더 약한 신호들을 갖지만 현재 애플리케이션에 대해 여전히 충분한 다른 제2 타겟 노드는 훨씬 더 짧은 핑 시간 또는 왕복 시간을 가질 수 있다. 기존의 핸드오버 절차들에 따르면, 제1 타겟 노드로의 핸드오버가 개시될 수 있다. 따라서, 현재 통신 네트워크들에서 SNR들에 주로 기초하는 셀 선택 및 재선택 또는 핸드오버 절차들은 낮은 레이턴시 애플리케이션들에 대해 최적화되지 못할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 무선 통신 네트워크(100)의 일례를 도시한다. 무선 통신 네트워크(100)는 예로서 임의의 2G/3G/4G 네트워크, Wimax, WLAN/와이파이 등과 같은 하나 이상의 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다.
무선 통신 네트워크(100)는 셀 영역들 또는 커버 영역들로 분할되는 지리 영역을 커버하며, 각각의 셀 영역은 서빙 네트워크 노드, 액세스 노드, 액세스 포인트 또는 기지국으로도 지칭되는 네트워크 노드에 의해 서빙된다. 무선 통신 네트워크(100)는 다수의 셀을 포함할 수 있고, 각각의 셀은 그 안에 위치하는 다수의 통신 디바이스에 대한 통신을 지원하며, 도 1에는 서빙 네트워크 노드(121)를 갖는 서빙 셀(120) 및 타겟 노드(131)를 갖는 타겟 셀(130)이 도시된다.
다수의 통신 디바이스가 무선 통신 네트워크(100)에서 동작할 수 있으며, 도 1에는 통신 디바이스(110)가 도시된다. 통신 디바이스(110)는 예를 들어 무선 통신 능력을 갖는 임의의 기계 타입 디바이스들, 또는 무선 통신 네트워크에서 무선 링크를 통해 통신할 수 있는 임의의 다른 무선 네트워크 유닛들, 예로서 이동 단말기 또는 이동국, 무선 단말기, 사용자 장비, 이동 전화, 예컨대 랩톱, PDA(Personal Digital Assistant) 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 컴퓨터 등일 수 있다. 통신 디바이스(110)는 서빙 셀(120) 내의 서빙 네트워크 노드(121)와 통신할 수 있으며, 다양한 목적을 위해, 예를 들어 이웃 셀 또는 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 수행하기 위해 다른 셀들을 모니터링해야 할 필요가 있을 수 있다.
무선 통신 네트워크(100)는 상이한 애플리케이션들 또는 서비스들을 실행하기 위한 다수의 서버, 및 서버들을 접속하기 위한 다수의 라우터를 더 포함할 수 있으며, 도 1에는 서버(140) 및 다수의 라우터(141, 142, 143, 144)가 도시된다. 라우터들(141, 142, 143, 144)도 서버들일 수 있다. 서버(140) 및 라우터들(141, 142, 143, 144)은 컴퓨팅 환경, 네트워크 또는 시스템으로도 지칭될 수 있는 클라우드(150) 내에 포함될 수 있다.
통신 디바이스(110)는 데이터, 메시지 및 명령어 등의 송신 및 수신을 위해 서버(140)와 통신할 수 있다. 통신 디바이스(110)가 예로서 전술한 바와 같은 제조, 프로세스 산업, 자동차 또는 의료 애플리케이션들에서의 통신을 위해 사용되는 미션 및/또는 타임 크리티컬 MTC 디바이스인 경우, 강건한 제어 루프 기능들을 유지하기 위해 서버(140)와 통신을 위한 더 높은 신뢰성 및 더 낮은 레이턴시가 요구된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통신 디바이스(110)가 서버(140)와 통신하기 위한 여러 개의 경로가 존재한다. 도 1의 좌측에 R1로 나타낸 쇄선으로서 제1 경로가 표시된다. 제1 경로(R1)에서, 신호가 통신 디바이스(110)로부터 라우터들(143, 142, 141)을 통해 서빙 네트워크 노드(121)로 이동하여 서버(140)에 도달하고, 이어서 역으로 서버(140)로부터 라우터들(141, 142, 143)을 통해 그리고 서빙 네트워크 노드(121)를 통해 통신 디바이스(110)로 이동한다. 신호가 통신 디바이스(110)로부터 네트워크 노드(121)를 통해 서버(140)로 그리고 다시 역으로 이동하는 데 걸리는 시간은 제1 왕복 시간, 즉 통신 디바이스(110)로부터 네트워크 노드(121)를 통해 서버(140)로 그리고 역으로 서버(140)로부터 네트워크 노드(121)를 통해 통신 디바이스(110)로의 왕복 시간 또는 핑 시간으로 정의된다. 제1 왕복 시간은 2개의 부분을 포함하며, 제1 부분은 네트워크 노드(121)와 서버(140) 사이에서 소비되는 시간으로서 T11로 표시된다. 제2 부분은 통신 디바이스(110)와 네트워크 노드(121) 사이의 무선 링크 상에서 소비되는 시간으로서 T12로 표시된다.
도 1의 우측에 R2로 나타낸 대시 선으로 제2 경로가 표시된다. 제2 경로(R2)에서, 신호가 통신 디바이스(110)로부터 타겟 노드(131)를 통해 라우터/서버(144)를 통해 서버(140)로 이동하고, 이어서 역으로 서버(140)로부터 라우터/서버(144)를 통해 그리고 타겟 노드(131)를 통해 통신 디바이스(110)로 이동한다. 신호가 타겟 노드(131)를 통해 통신 디바이스(110)와 서버(140) 사이에서 이동하는 데 걸리는 시간은 제2 왕복 시간, 즉 통신 디바이스(110)로부터 타겟 노드(131)를 통해 서버(140)로 그리고 역으로 서버(140)로부터 타겟 노드(131)를 통해 통신 디바이스(110)로의 왕복 시간으로 정의된다. 제2 왕복 시간은 2개의 부분을 포함하며, 제1 부분은 타겟 노드(131)와 서버(140) 사이에서 소비되는 시간으로서 T21로 표시된다. 제2 부분은 통신 디바이스(110)와 타겟 노드(131) 사이의 무선 링크 상에서 소비되는 시간으로서 T22로 표시된다.
일부 시나리오들에서, 타겟 노드(131)의 SNR이 더 낮지만, 제2 왕복 시간은 제1 왕복 시간보다 짧을 수 있다. 이 경우, 핸드오버가 개시될 수 있다.
통신 네트워크(100)에서 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위해 통신 디바이스(110)에서 수행되는 방법의 실시예들의 예들이 이제 도 2를 참조하여 설명된다. 네트워크 노드(121)는 서빙 셀(120) 내의 통신 디바이스(110)에 대한 서빙 노드이다. 방법은 다음의 액션들을 포함하며, 액션들은 임의의 적절한 순서로 취해질 수 있다.
액션 201
통신 디바이스(110)는 서버(140)와의 통신이 필요할 때 타겟 셀, 예로서 타겟 셀(130)로의 핸드오버에 대한 필요 또는 요청을 트리거할 수 있다. 이웃 셀들을 모니터링함으로써 임의의 2G/3G/4G 네트워크들 내의 네트워크 노드에 의해 핸드오버 이벤트가 트리거될 수도 있다. 핸드오버는 예를 들어 인터 무선 액세스 기술(IRAT) 핸드오버, 즉 상이한 캐리어 주파수들 및 상이한 RAT들을 사용하는 2개의 노드 사이의 핸드오버, 또는 인트라 주파수(IF) 핸드오버, 즉 동일한 캐리어 주파수 및 동일한 RAT를 사용하는 2개의 노드 사이의 핸드오버, 또는 인터 주파수 핸드오버, 즉 상이한 캐리어 주파수, 그러나 동일한 RAT를 사용하는 2개의 노드 사이의 핸드오버일 수 있다. 여기서, "필요"는 잠재적일 수 있으며, 따라서 실제 핸드오버가 필요하기 전에 "긴" 시간이 걸릴 수 있다.
핸드오버가 필요한지 또는 현재 애플리케이션을 위해 어느 타겟 셀로 핸드오버할지를 결정하기 위해, 통신 디바이스(110)는 네트워크 노드(121) 및 타겟 노드, 예로서 타겟 노드(131)를 통한 서버(140)까지의 왕복 시간을 알아야 한다. 따라서, 통신 디바이스(110)는 네트워크 노드(121)를 통한 통신 디바이스(110)와 서버(140) 사이의 제1 왕복 시간을 획득한다.
통신 디바이스(110)는 이전의 측정 또는 애플리케이션 절차로부터 제1 왕복 시간을 이미 알고 있을 수 있다. 이 실시예에서, 통신 디바이스(110)는 그가 이전에 저장했었을 수 있는 이러한 정보를 수집함으로써 제1 왕복 시간을 획득할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 네트워크 노드(121)는 서빙 노드(121)와 서버(140) 사이의 왕복 시간(T11)을 이미 알고 있을 수 있다. 통상적으로, 통신 디바이스(110)와 네트워크 노드(121) 사이의 무선 링크 상에서 소비되는 시간(T12)은 T11보다 훨씬 짧으며, 따라서 통신 디바이스(110)는 서빙 네트워크 노드(121)로부터 왕복 시간(T11)을 제1 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 왕복 시간은 통신 디바이스(110)에 알려지지 않거나, 갱신되어야 하며, 통신 디바이스(110)는 네트워크 노드(121)를 통해 서버(140)로 핑 신호를 전송하고 제1 왕복 시간을 측정함으로써 측정을 통해 제1 왕복 시간을 획득할 수 있다. 핑 신호는 인터넷 제어 메시지 프로토콜에 따른 핑 신호, 예로서 ICMP 핑 신호일 수 있거나, 레이턴시 측정 요청 또는 임의의 다른 레이턴시 측정 요청을 포함하는 셀룰러 제어 패킷에 포함된 신호일 수 있다.
액션 202
통신 디바이스(110)는 타겟 셀(130) 내의 타겟 노드(131)를 통한 통신 디바이스(110)와 서버(140) 간의 제2 왕복 시간을 획득한다. 제2 왕복 시간을 획득하기 위한 여러 방법이 존재한다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 서버(140)의 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대한 정보를 타겟 노드(131)에 전송하고, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간, 즉 T21을 측정하기 위한 핑 테스트를 수행하도록 타겟 노드(131)에 지시한다.
타겟 노드(131)는 핑 테스트를 수행하고, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간(T21)을 획득한다. 통신 디바이스(110)와 타겟 노드(131) 사이의 무선 링크 상에서 소비되는 시간(T22)은 T21보다 훨씬 짧으므로, 통신 디바이스(110)는 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신함으로써 제2 왕복 시간을 획득할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 타겟 노드(131)의 IP 주소 또는 셀 아이덴티티(cell identity)에 대한 정보를 서버(140)에 전송하고, 서버(140)와 타겟 노드(131) 간의 왕복 시간(T21)을 측정하기 위한 핑 테스트를 수행하도록 서버(140)에 지시한다. 타겟 노드(131)는 일부 실시예들에서 RAT 등에 따라 국지적 또는 전역적인 셀 아이덴티티에 의해, 또는 통신 디바이스(110)가 타겟 노드(131)를 검출할 때 해당 정보를 획득한 경우에, 순수 IP 주소에 의해 식별될 수 있다.
서버(140)는 핑 테스트를 수행하고, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간(T21)을 획득한다. 통신 디바이스(110)는 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신함으로써 제2 왕복 시간을 획득할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 서빙 네트워크 노드(121)는 이전 기회에 측정된 것을 타겟 노드(131)로부터 수신하거나, 서버(140)에 대한 핑 테스트를 수행하도록 타겟 노드(131)에 지시하고 측정 결과를 수신함으로써 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간(T21)을 이미 알고 있을 수 있다. 이어서, 통신 디바이스(110)는 서빙 네트워크 노드(121)로부터 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 서빙 셀(120) 및 타겟 셀(130)이 임의의 백홀 접속, 예로서 2G/3G/4G 네트워크들로부터 와이파이 또는 WLAN으로의 핸드오버를 갖지 않거나, 서빙 셀(120)이 타겟 셀(130)과의 상호작용이 가능하지 않은 것으로 결정하는 경우, 네트워크 노드(121)는 측정 갭을 구성할 수 있는데, 즉 네트워크 노드(121)는 다운링크 또는 업링크 스케줄링이 발생하지 않는, 통신 디바이스(110)의 스케줄링에서의 시간 갭을 제공한다. 통신 디바이스(110)는 서빙 노드(121)로부터 측정 갭에 대한 정보를 수신하고, 측정 갭 동안 핑 신호를 타겟 노드(131)를 통해 서버(140)에 전송하고, 제2 왕복 시간을 측정한다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 긴 측정 갭을 필요로 하지 않을 수 있는데, 이는 그가 예로서 제2 전송 체인을 통해 2개 이상의 접속을 동시에 진행하는 능력을 갖기 때문이다. 이어서, 통신 디바이스(110)는 타겟 셀(130)에 접속하기 위해 제2 전송 체인을 구성할 수 있고, 핑 신호를 타겟 노드(131)를 통해 서버(140)에 전송하고 제2 왕복 시간을 측정함으로써 제2 왕복 시간을 획득할 수 있다.
액션 203
통신 디바이스(110)가 제1 왕복 시간 및 제2 왕복 시간을 획득한 후, 통신 디바이스(110)는 적어도 제1 왕복 시간 및 제2 왕복 시간에 기초하여 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드(121)에 전송한다.
적어도 서빙 노드를 통한 통신 디바이스(110)와 서버 간의 제1 왕복 시간 및 타겟 노드를 통한 통신 디바이스(110)와 서버 간의 제2 왕복 시간에 기초하여 서빙 셀로부터 타겟 셀로의 핸드오버를 위한 요청을 전송함으로써, 더 짧은 왕복 시간을 갖는 타겟 노드가 선택될 수 있고, 결과적으로 타임 또는 미션 크리티컬 메시지 통신에 대한 레이턴시가 감소할 수 있다.
통신 디바이스(110)가 현재의 미션 크리티컬 애플리케이션에 대한 허용 가능한 레이턴시 또는 사전 결정된 임계치에 대한 정보를 갖는 경우, 통신 디바이스(110)는 제1 왕복 시간과 제2 왕복 시간을 비교하고, 해당 요구를 충족시키는 핑 시간을 갖는 접속을 선택할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 제1 왕복 시간이 제2 왕복 시간보다 긴 경우에 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드(121)에 전송한다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 제2 왕복 시간이 제1 왕복 시간보다 길지만 사전 결정된 임계치보다 짧고, 타겟 셀(130)의 신호 품질이 서빙 셀(120)보다 양호한 경우에 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드(121)에 전송한다.
네트워크 노드(121)는 일부 실시예들에서 서버에 대한 경로, 예로서 경로(R2)를 활성으로 유지하도록, 즉 타임아웃으로 인해 핸드오버에서의 레이턴시가 증가하지 않도록 타겟 노드(131)에 지시할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 타겟 노드(131)가 서빙 네트워크 노드(121)보다 서버(140)에 대해 더 짧은 왕복 시간을 갖는 경우, 타겟 셀(130)로의 핸드오버가 개시된다. 결과적으로, 미션 크리티컬 메시지 통신에 대한 레이턴시가 감소할 수 있다. 방법은 다른 시나리오들에도 적용될 수 있으며, 예로서 소정의 무선 액세스 기술(RAT)에 대해 강한 신호들을 갖는 제1 타겟 노드 또는 액세스 포인트가 애플리케이션 서버에 대한 더 긴 핑 시간 또는 왕복 시간을 가질 수 있는 반면에 더 약한 신호들을 갖지만 현재 애플리케이션에 대해 여전히 충분한 다른 제2 타겟 노드가 훨씬 더 짧은 핑 시간 또는 왕복 시간을 가질 수 있는 경우에, 제2 타겟 노드는 현재 사용되는 애플리케이션 관점에서 선택되어야 한다.
도 2와 관련하여 전술한 통신 네트워크(100)에서 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위해 통신 디바이스(110)에서 방법 액션들을 수행하기 위해, 통신 디바이스(110)는 도 3에 도시된 다음의 회로들 또는 모듈들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 무선 통신 네트워크(100)는 임의의 하나 이상의 2G/3G/4G 네트워크들, Wimax, WLAN/와이파이 등을 포함한다. 통신 디바이스(110)는 예를 들어 수신 모듈(310), 송신 모듈(320), 결정 모듈(330), 측정 모듈(340)을 포함할 수 있다.
통신 디바이스(110)는 예를 들어 수신 모듈(310)에 의해, 서빙 네트워크 노드(121)를 통한 통신 디바이스(110)와 서버(140) 간의 제1 왕복 시간을 획득하도록 구성된다.
통신 디바이스(110)는 이전의 측정 또는 애플리케이션 절차로부터 제1 왕복 시간을 이미 알고 있을 수 있다. 이 실시예에서, 통신 디바이스(110)는 그가 이전에 저장했었을 수 있는 이러한 정보를 수집함으로써 제1 왕복 시간을 획득할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 네트워크 노드(121)는 서빙 노드(121)와 서버(140) 사이의 왕복 시간(T11)을 이미 알고 있을 수 있다. 통상적으로, 통신 디바이스(110)와 네트워크 노드(121) 사이의 무선 링크 상에서 소비되는 시간(T12)은 T11보다 훨씬 짧으며, 따라서 통신 디바이스(110)는 서빙 네트워크 노드(121)로부터 왕복 시간(T11)을 제1 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 왕복 시간은 통신 디바이스(110)에 알려지지 않거나, 갱신되어야 하며, 통신 디바이스(110)는 측정을 통해 제1 왕복 시간을 획득할 수 있다. 통신 디바이스(110)는 측정 모듈(340)에 의해, 핑 신호를 서빙 네트워크 노드(121)를 통해 서버(140)에 전송하고, 제1 왕복 시간을 측정하도록 구성된다.
통신 디바이스(110)는 수신 모듈(310)에 의해, 타겟 셀(130) 내의 타겟 노드(131)를 통한 통신 디바이스(110)와 서버(140) 간의 제2 왕복 시간을 획득하도록 추가로 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 송신 모듈(320)에 의해, 서버(140)의 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대한 정보를 타겟 노드(131)에 전송하고, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간, 즉 T21을 측정하기 위한 핑 테스트를 수행하도록 타겟 노드(131)에 지시하도록 구성된다.
타겟 노드(131)는 핑 테스트를 수행하고, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간(T21)을 획득한다. 통신 디바이스(110)와 타겟 노드(131) 사이의 무선 링크 상에서 소비되는 시간(T22)은 T21보다 훨씬 짧으므로, 통신 디바이스(110)는 수신 모듈(310)에 의해, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 송신 모듈(320)에 의해, 타겟 노드(131)의 IP 주소 또는 셀 아이덴티티에 대한 정보를 서버(140)에 전송하고, 서버(140)와 타겟 노드(131) 간의 왕복 시간(T21)을 측정하기 위한 핑 테스트를 수행하도록 서버(140)에 지시하도록 구성된다. 타겟 노드(131)는 일부 실시예들에서 RAT 등에 따라 국지적 또는 전역적인 셀 아이덴티티에 의해, 또는 통신 디바이스(110)가 타겟 노드(131)를 검출할 때 해당 정보를 획득한 경우에, 순수 IP 주소에 의해 식별될 수 있다.
서버(140)는 핑 테스트를 수행하고, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간(T21)을 획득한다. 통신 디바이스(110)는 수신 모듈(310)에 의해, 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 네트워크 노드(121)는 이전 기회에 측정된 것을 타겟 노드(131)로부터 수신하거나, 서버(140)에 대한 핑 테스트를 수행하도록 타겟 노드(131)에 지시하고 측정 결과를 수신함으로써 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간(T21)을 이미 알고 있을 수 있다. 이어서, 통신 디바이스(110)는 수신 모듈(310)에 의해, 서빙 네트워크 노드(121)로부터 타겟 노드(131)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 서빙 셀(120) 및 타겟 셀(130)이 임의의 백홀 접속, 예로서 2G/3G/4G 네트워크들로부터 와이파이 또는 WLAN으로의 핸드오버를 갖지 않거나, 서빙 셀(120)이 타겟 셀(130)과의 상호작용이 가능하지 않은 것으로 결정하는 경우, 네트워크 노드(121)는 측정 갭을 구성할 수 있는데, 즉 네트워크 노드(121)는 다운링크 또는 업링크 스케줄링이 발생하지 않는, 통신 디바이스(110)의 스케줄링에서의 시간 갭을 제공한다. 통신 디바이스(110)는 수신 모듈(310)에 의해, 서빙 노드(121)로부터 측정 갭에 대한 정보를 수신하도록 구성되고, 측정 모듈(340)에 의해, 측정 갭 동안 핑 신호를 타겟 노드(131)를 통해 서버(140)에 전송하고, 제2 왕복 시간을 측정하도록 추가로 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 측정 갭을 필요로 하지 않을 수 있는데, 이는 그가 예로서 제2 전송 체인을 통해 2개 이상의 접속을 동시에 진행하는 능력을 갖기 때문이다. 이어서, 통신 디바이스(110)는 제2 전송 체인을 통해 타겟 셀(130)에 접속하도록 구성되고, 측정 모듈(340)에 의해, 핑 신호를 타겟 노드(131)를 통해 서버(140)에 전송하고 제2 왕복 시간을 측정하도록 추가로 구성된다.
통신 디바이스(110)가 제1 왕복 시간 및 제2 왕복 시간을 획득한 후, 통신 디바이스(110)는 결정 모듈(330) 및 송신 모듈(320)에 의해, 적어도 제1 왕복 시간 및 제2 왕복 시간에 기초하여 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드(121)에 전송하도록 구성된다.
통신 디바이스(110)가 현재 미션 크리티컬 애플리케이션에 대한 허용 가능 레이턴시 또는 사전 결정된 임계치에 대한 정보를 갖는 경우, 통신 디바이스(110)는 제1 왕복 시간과 제2 왕복 시간을 비교하고, 해당 요구를 충족시키는 핑 시간을 갖는 접속을 선택할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 결정 모듈(330) 및 송신 모듈(320)에 의해, 제1 왕복 시간이 제2 왕복 시간보다 긴 경우에 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드(121)에 전송하도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 통신 디바이스(110)는 결정 모듈(330) 및 송신 모듈(320)에 의해, 제2 왕복 시간이 제1 왕복 시간보다 길지만 사전 결정된 임계치보다 짧고, 타겟 셀(130)의 신호 품질이 서빙 셀(120)보다 양호한 경우에 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 서빙 노드(121)에 전송하도록 구성된다.
본 기술분야의 기술자들은 전술한 수신 모듈(310), 송신 모듈(320), 결정 모듈(330) 및 측정 모듈(340)이 하나의 모듈, 아날로그 및 디지털 회로들의 조합, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 갖도록 구성된 도 3에 도시된 프로세서(350)와 같은 하나 이상의 프로세서, 및/또는 각각의 모듈의 기능을 수행하는 임의의 다른 디지털 하드웨어로 지칭될 수 있다는 것을 알 것이다. 이러한 프로세서들, 아날로그 및 디지털 회로들의 조합은 물론, 다른 디지털 하드웨어 중 하나 이상은 단일 ASIC(application-specific integrated circuit)에 포함될 수 있거나, 여러 개의 프로세서 및 다양한 아날로그/디지털 하드웨어가 개별적으로 패키징되는지 또는 시스템-온-칩(system-on-a-chip)(SoC)으로 조립되는지에 관계없이 여러 개별 컴포넌트 사이에 분산될 수 있다.
통신 디바이스(110)는 하나 이상의 메모리 유닛을 포함하는 메모리(360)를 더 포함할 수 있다. 메모리(360)는 정보, 예로서 IP 주소들, 타겟 셀들의 리스트들, 측정치들 및 데이터는 물론, 통신 디바이스(110)에서 실행될 때 본 발명의 방법들을 수행하기 위한 구성들을 저장하는 데 사용되도록 배열된다.
무선 통신 시스템(100)에서 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 통신 디바이스(110)에서의 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들의 기능들 및 액션들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드와 함께 통신 디바이스(110) 내의 프로세서(350)와 같은 하나 이상의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 전술한 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 예를 들어 통신 디바이스(110) 안에 로딩될 때 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 운반하는 데이터 캐리어의 형태로 제공될 수도 있다. 하나의 그러한 캐리어는 CD ROM 디스크의 형태일 수 있다. 그러나, 메모리 스틱과 같은 다른 데이터 캐리어들로도 실현 가능하다. 컴퓨터 프로그램 코드는 또한 서버 상에 순수 프로그램 코드로서 제공되고, 통신 디바이스(110)로 다운로드될 수 있다.
"포함한다" 또는 "포함하는"이라는 단어를 사용할 때, 이것은 비한정적인 것으로, 즉 "적어도 ~로 구성되는"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 전술한 바람직한 실시예들로 한정되지 않는다. 다양한 대안들, 변경들 및 균등물들이 사용될 수 있다. 따라서, 위의 실시예들은 첨부된 청구항들에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (20)

  1. 통신 네트워크(100)에서 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위해 통신 디바이스(110)에서 수행되는 방법으로서,
    상기 서빙 셀(120) 내의 서빙 노드(121)를 통한 상기 통신 디바이스(110)와 서버(140) 간의 제1 왕복 시간을 획득하는 단계(201);
    상기 타겟 셀(130) 내의 타겟 노드(131)를 통한 상기 통신 디바이스(110)와 상기 서버(140) 간의 제2 왕복 시간을 획득하는 단계(202); 및
    상기 제1 왕복 시간이 상기 제2 왕복 시간보다 큰 경우, 또는 상기 제2 왕복 시간이 상기 제1 왕복 시간보다 크지만 사전 결정된 임계치보다는 작고, 상기 타겟 셀의 신호 품질이 상기 서빙 셀(120)보다 양호한 경우에 상기 서빙 셀(120)로부터 상기 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 상기 서빙 노드(121)에 전송하는 단계(203)
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 왕복 시간을 획득하는 단계(201)는
    핑 신호(ping signal)를 상기 서빙 노드(121)를 통해 상기 서버(140)에 전송하는 단계; 및
    상기 제1 왕복 시간을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제1 왕복 시간을 획득하는 단계(201)는
    상기 서빙 노드(121)로부터 상기 서빙 노드(121)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 상기 제1 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 왕복 시간을 획득하는 단계(202)는
    핑 신호를 상기 타겟 노드(131)를 통해 상기 서버(140)에 전송하는 단계; 및
    상기 제2 왕복 시간을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 왕복 시간을 획득하는 단계(202)는
    상기 서빙 노드(121)로부터 측정 갭(measurement gap)에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 측정 갭 동안 핑 신호를 상기 타겟 노드(131)를 통해 상기 서버(140)에 전송하는 단계; 및
    상기 제2 왕복 시간을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 왕복 시간을 획득하는 단계(202)는
    상기 서버(140)의 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대한 정보를 상기 타겟 노드(131)에 전송하는 단계;
    상기 타겟 노드(131)와 상기 서버(140) 간의 왕복 시간을 측정하기 위한 핑 테스트(ping test)를 수행하도록 상기 타겟 노드(131)에 지시하는 단계; 및
    상기 타겟 노드(131)로부터 상기 타겟 노드(131)와 상기 서버(140) 간의 상기 왕복 시간을 상기 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타겟 노드(131)와 상기 서버(140) 간의 제2 왕복 시간을 획득하는 단계(202)는
    상기 타겟 노드(131)의 IP 주소 또는 셀 아이덴티티(cell identity)에 대한 정보를 상기 서버(140)에 전송하는 단계;
    상기 서버(140)와 상기 타겟 노드(131) 간의 왕복 시간을 측정하기 위한 핑 테스트를 수행하도록 상기 서버(140)에 지시하는 단계; 및
    상기 서버(140)로부터 상기 서버(140)와 상기 타겟 노드(131) 간의 상기 왕복 시간을 상기 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 왕복 시간을 획득하는 단계(202)는
    상기 서빙 노드(121)로부터 상기 타겟 노드(131)와 상기 서버(140) 간의 왕복 시간을 상기 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 통신 네트워크(100)에서의 서빙 셀(120)로부터 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 통신 디바이스(110)로서, 상기 통신 디바이스(110)는:
    상기 서빙 셀(120) 내의 서빙 노드(121)를 통한 상기 통신 디바이스(110)와 서버(140) 간의 제1 왕복 시간을 획득하고;
    상기 타겟 셀(130) 내의 타겟 노드(131)를 통한 상기 통신 디바이스(110)와 상기 서버(140) 간의 제2 왕복 시간을 획득하고;
    상기 제1 왕복 시간이 상기 제2 왕복 시간보다 큰 경우, 또는 상기 제2 왕복 시간이 상기 제1 왕복 시간보다 크지만 사전 결정된 임계치보다는 작고, 상기 타겟 셀의 신호 품질이 상기 서빙 셀(120)보다 양호한 경우에 상기 서빙 셀(120)로부터 상기 타겟 셀(130)로의 핸드오버를 위한 요청을 상기 서빙 노드(121)에 전송하도록 구성되는, 통신 디바이스(110).
  12. 제11항에 있어서,
    핑 신호를 상기 서빙 노드(121)를 통해 상기 서버(140)에 전송하고;
    상기 제1 왕복 시간을 측정하도록 추가로 구성되는, 통신 디바이스(110).
  13. 제11항에 있어서,
    상기 서빙 노드(121)로부터 상기 서빙 노드(121)와 서버(140) 간의 왕복 시간을 상기 제1 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하도록 추가로 구성되는, 통신 디바이스(110).
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    핑 신호를 상기 타겟 노드(131)를 통해 상기 서버(140)에 전송하고;
    상기 제2 왕복 시간을 측정하도록 추가로 구성되는, 통신 디바이스(110).
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서빙 노드(121)로부터 측정 갭에 대한 정보를 수신하고;
    상기 측정 갭 동안 핑 신호를 상기 타겟 노드(131)를 통해 상기 서버(140)에 전송하고;
    상기 제2 왕복 시간을 측정하도록 추가로 구성되는, 통신 디바이스(110).
  16. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서버(140)의 인터넷 프로토콜(IP) 주소에 대한 정보를 상기 타겟 노드(131)에 전송하고;
    상기 타겟 노드(131)와 상기 서버(140) 간의 왕복 시간을 측정하기 위한 핑 테스트를 수행하도록 상기 타겟 노드(131)에 지시하고;
    상기 타겟 노드(131)로부터 상기 타겟 노드(131)와 상기 서버(140) 간의 상기 왕복 시간을 상기 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하도록 추가로 구성되는, 통신 디바이스(110).
  17. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 노드(131)의 IP 주소 또는 셀 아이덴티티에 대한 정보를 상기 서버(140)에 전송하고;
    상기 서버(140)와 상기 타겟 노드(131) 간의 왕복 시간을 측정하기 위한 핑 테스트를 수행하도록 상기 서버(140)에 지시하고;
    상기 서버(140)로부터 상기 서버(140)와 상기 타겟 노드(131) 간의 상기 왕복 시간을 상기 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하도록 추가로 구성되는, 통신 디바이스(110).
  18. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서빙 노드(121)로부터 상기 타겟 노드(131)와 상기 서버(140) 간의 왕복 시간을 상기 제2 왕복 시간에 대한 추정으로서 수신하도록 추가로 구성되는, 통신 디바이스(110).
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