KR20080009008A - 데이터 혼잡도를 검출하고 셀 재선택 오프셋을 적용하기위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신호 강도를 갖는 셀에서 데이터 혼잡(data congestion)을 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 방법은 셀에 모바일 장치에서 혼잡 페널티(penalty)를 할당하는 단계와; 선택값을 생성하기 위해 상기 혼잡 페널티를 상기 신호 강도에 적용하는 단계와; 상기 선택값을 사용하여 셀 재선택을 수행하는 단계를 포함한다.

혼잡 페널티, 거부 메시지, 셀 재선택, 신호 강도

Description

데이터 혼잡도를 검출하고 셀 재선택 오프셋을 적용하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING DATA CONGESTION AND APPLYING A CELL RESELECTION OFFSET}

본 발명은 모바일 네트워크에서의 데이터 혼잡에 관한 것으로, 특히 데이터 혼잡을 감소시키기 위한 셀 재선택에 관한 것이다.

3GPP 표준 및 특히 3GPP 5.08은, 모바일 장치가 신호 강도에만 기초하여 접속할 셀을 선택할 것을 요구한다. 그 결과, 실제로 모든 모바일 장치는 가장 가깝고 가장 강한 셀에 접속하는 경향이 있어, 그 패킷 데이터 채널을 공유하게 되고, 잠재적으로 데이터 혼잡을 유발한다. 이것은 약간 더 약한 다른 셀이 이용가능하지만 유휴상태일 때에도 적용된다. 이것은 다른 타입의 무선 네트워크에도 역시 적용된다.

핸드오버 메커니즘이 존재하는 회선 교환 채널 내에 있는 동안, 패킷 데이터에 대해 모든 모바일 장치들은 가용 채널들을 멀티플렉싱한다. 그에 따라, 많은 수의 모바일 장치들이 접속될 때 처리율이 낮아진다. 데이터 콜(data call)의 길이는 음성 (회선 교환형) 콜보다 짧은 경향이 있어, 데이터 콜 동안의 핸드오버를 비현실적으로 만든다. 본 명세서에서, 데이터 콜은 임시 블럭 플로우(TBF; temporary block flow)라 언급된다.

회선 교환형 채널의 경우, 네트워크가 핸드오버를 개시한다. 그러나, 네트워크 제어형 셀 재선택은 데이터에 대해서는 널리 이용되지 않는다. 네트워크에 의해 모바일들이 특정 셀에 적절히 향하도록 해주는, 네트워크 제어형 셀 재선택과 같은, 기존 메카니즘이 존재한다. 이들 메카니즘들은 전형적으로, 측정치를 네트워크에 전달하는데 있어서, 모바일마다의 약간의 오버헤드를 포함한다. 이와 같은 메카니즘은 비교적 긴 데이터 전송을 행하는 비교적 작은 (10보다 작은) 갯수의 모바일들을 처리하는데 적합하다. 그러나, 수백개의 모바일들이 매우 짧게 간헐적으로 전송하는 경우에는, 네트워크 제어형 셀 선택의 오버헤드는 그 네트워크의 전체적 처리 능력을 감소시키기에 충분한 오버헤드를 유발할 것이다.

혼잡한 셀의 경우, 네트워크가 셀 재선택을 제어하는 것이 바람직하지 않다. 이것은, 그 셀에 접속된 모든 모바일 장치들이 그 셀에 지속적으로 측정치 보고를 전송할 필요가 있기 때문이다. 이것은 패킷 자원을 점유하고 나아가서는 네트워크 성능을 감소시킬 것이다.

양호하게는 본 발명은 종래 기술의 결함을 극복하고 모바일 장치-개시형 셀 재선택을 제공한다. 본 명세서에서 개시되는 방법 및 장치는, 짧고 간헐적인 데이터 플로우를 갖는 많은 모바일들이 데이터 혼잡을 감소시키도록 해준다. 특히, 본 출원에서는, 2단 해결책을 제시한다. 첫째, 모바일 장치는 셀의 혼잡도(level of congestion)를 평가하기 위해 기지국으로부터 전송된 메시지들을 모니터링한다. 셀이 혼잡한지의 여부를 검출하기 위한 다양한 수단들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 모바일 장치들은 자신에게 어드레싱된 메시지들 및 다른 모바일 장치들에 어드레싱된 메시지들 양자 모두를 모니터링하고 이 정보를 이용하여 혼잡도를 파악할 수 있다.

한 실시예에서, 모바일 장치는 기지국에 의해 전송된 "액세스 거부" 또는 "패킷 액세스 거부" 메시지를 모니터링하고 이와 같은 메시지들을 셀 혼잡도의 표시로서 이용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 패킷 다운링크 더미 제어 블럭, 임시 플로우 식별자, 패킷 타이밍 채널에서 모바일의 갯수와 같은 단서들이 셀 혼잡도의 표시를 파악하는데 이용될 수 있다.

일단 셀 혼잡도가 파악되면, 양호하게는 셀 혼잡도와 연관될 값이 할당된다. 본 명세서에서는 이 값을 혼잡 페널티라 지칭한다. 양호한 실시예에서, 이 혼잡 페널티는, 셀의 신호 강도가 혼잡 페널티에 의해 용이하게 수정될 수 있도록 하기 위해 dB 단위를 가진다.

상기로부터 혼잡 페널티는, 어느 셀에 접속할지를 결정하기 위해 사용될 수 있는 오프셋 신호 강도를 생성하기 위해, 셀 신호 강도에 적용될 수 있다.

양호한 실시예에서, 모바일 장치는 자신이 모니터링할 수 있는 모든 셀에 대한 혼잡 페널티를 기억할 수 있어, 관찰된 셀들의 신호 강도가 그들 각각의 혼잡 페널티에 의해 오프셋될 수 있도록 허용한다.

따라서, 본 출원은 데이터 혼잡도에 기초하여 셀을 선택하는 방법을 제공한다. 이 방법은 모바일 장치에서 혼잡 페널티를 셀에 할당하는 단계; 선택값을 생성하기 위해 상기 혼잡 페널티를 상기 셀의 신호 강도에 적용하는 단계; 및 상기 선택값을 이용하여 셀 재선택을 수행하는 단계를 포함한다.

양호하게는 본 출원은 데이터 혼잡도에 기초하여 셀을 선택하도록 적합화된 모바일 장치를 제공한다. 이 모바일 장치는 네트워크와 통신하도록 적합화된 무선 장치(radio)를 포함하는 무선 서브시스템과; 디지털 신호 프로세서를 가지며 상기 무선 서브시스템과 상호작용하도록 적합화된 무선 프로세서와; 메모리와; 사용자 인터페이스와; 사용자 애플리케이션을 실행하고, 상기 메모리, 상기 무선 장치, 및 상기 사용자 인터페이스와 상호작용하도록 적합화된 프로세서를 구비하며, 상기 모바일 장치는, 모바일 장치에서 셀에 혼잡 페널티를 할당하기 위한 수단과; 선택값을 생성하기 위해 신호 강도에 상기 혼잡 페널티를 적용하기 위한 수단과; 상기 선택값을 이용하여 셀 재선택을 수행하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 데이터 혼잡도에 기초하여 셀을 선택하는 방법을 제공한다.

이제 도면을 참조한다.

도 1은 본 출원의 교시에 따라 제공되는, 무선 데이터 장치를 갖는 예시적인 무선 데이터 네트워크 시스템의 블럭도이다. 이 무선 데이터 네트워크 시스템은, 무선 장치(10), 예시적 GPRS 네트워크(20), 공중 교환 전화망(PSTN, 30), 및 인터넷(40)을 포함한다. 무선 데이터 장치(10)는 양호하게는 데이터 및/또는 음성 통신 능력을 갖는 양방향 통신 장치이다. 네트워크(20)는, 혼합된 회선 및 패킷 교환형 컴포넌트들, 즉, 베이스 트랜시버 서브시스템(BTS, 22) 및 베이스 스테이션 컨트롤러(BSC, 24); 회선 교환 전용 컴포넌트; 모바일 스위칭 센터(MSC, 26); 및 패킷 교환 전용 컴포넌트:GGSN(PDSN; 29)를 포함한다.

동작에 있어서, 무선 장치(10)는, PSTN(30)을 경유한 음성 및 단문 메시지 서비스(SMS)와 같은 MSC(26)에 의해 제공되는 회선 교환형 서비스들로의 액세스를 얻기 위해, BTS(22), BSC(24), 및 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN, 28)와 무선으로 통신한다. 무선 장치(10)는 또한 전자메일, WAP, 및 인터넷(40)을 경유한 기타의 데이터 서비스와 같은 게이트웨이 지원 노드(GGSN, 29)에 의해 제공되는 패킷 데이터 서비스로의 액세스를 얻기 위해 BTS(22) 및 BSC(24)와 무선으로 통신한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 무선 데이터 장치(10)는 다양한 기지국(22)과 통신할 수 있다.

도 2는 셀 선택 알고리즘에서 적용하기 위한 "혼잡 페널티"를 발견하기 위한 방법의 플로차트이다. 도 2의 방법은 단계 200에서 개시하고, 모바일 장치들이 기 지국으로부터의 메시지들을 모니터링하는 단계 210으로 진행한다. 당업자라면 이해하겠지만, 모바일 장치는 자신 및 다른 모바일 장치들에 어드레싱된 메시지들을 모니터링할 수 있다. 수집된 정보는 그 셀의 혼잡도를 파악하기 위해 사용될 수 있다.

전형적으로, 만일 모바일 장치가 TBF에 있지 않으면, 백그라운드 컨트롤 채널(BCCH)을 모니터링하고 있을 것이다. TBF가 개시되면, 기지국은 모바일 장치를 패킷 데이터 트래픽 채널(PDTCH)에 할당한다. 그러면, 모바일 장치는 패킷 데이터 채널을 모니터링할 수 있다.

기지국에 의해 전송된 모든 메시지들은 헤더 정보를 포함하며 기지국으로부터의 전송을 모니터링하는 모든 모바일 장치들에 의해 판독될 것이다. 이것은 어떤 메시지를 수신할 것인지를 모바일 장치가 선택할 수 있도록 해준다. 즉, 모바일 장치는 자신에게 어드레싱된 메시지들만을 수락하도록 선택할 수 있다.

그러나, 헤더 정보 및 시그널링 메시지들은 셀에서의 혼잡도를 판정하는 다른 모바일 장치들에게도 역시 유용하다. 모든 모바일 장치들은 시그널링 메시지들을 디코딩할 수 있다. 혼잡도를 판정하기 위한 다양한 방법들이 이하에서 논의될 것이다.

한 실시예에서, 모바일 장치는 셀 상의 임의의 모바일 장치에게 전송되는 액세스 거부 메시지들을 모니터링할 수 있다. 이해하겠지만, GPRS 및 GSM 네트워크에서, 3GPP 표준은 다양한 액세스 거부 메시지들을 정의하고 있다. 예를 들어, 3GPP 4.18은 컨트롤 채널 상의 액세스 거부를 정의한다. 3GPP 4.60은, 모바일 장 치가 패킷 데이터 트래픽 채널을 모니터링하고 있는 때에 대한 패킷 액세스 거부를 정의한다.

상기 언급한 바와 같이, 모든 모바일 장치들은 시그널링 메시지들을 디코딩할 수 있다. 이것은, 전형적으로 특정한 모바일 장치들을 위해 암호화되는 데이터 메시지들과 대조를 이룬다.

이와 같은 하나의 메시지는 액세스 거부 메시지이다. 액세스 거부 메시지는 데이터 전송 요청을 생성한 모바일에 전송된다. 셀은, 그 모바일에게 가용 자원이 없으니 X초 또는 X밀리초(X는 특정값) 내에 재시도하라고 표시한다. 대안으로서, 셀은 그 모바일이 다시 전송을 시도해서는 안된다는 것을 표시할 수 있다.

액세스 거부 메시지는 셀이 바쁘다는(busy) 사실에 대한 좋은 표시이다. 만일 셀이 모바일 장치들이 전송하는 것을 허용하지 않는다면, 그 시점에서 모든 TBF를 처리하기에는 불충분한 자원들을 가지고 있을 가능성이 많다.

도 2의 단계 220에서, 단계 210에서 모니터링된 메시지들이 평가된다. 기지국에 의해 전송된 액세스 거부 메시지들을 모니터링하는 상기 예에서, 혼잡도는 모바일 장치에서 수신되는 액세스 거부 메시지들의 갯수에 기초하여 판정될 수 있다.

그 다음, 프로세스는 단계 230으로 진행하고, 여기서 혼잡 페널티가 생성된다. 양호한 실시예에서, 혼잡 페널티는 dB 단위로 할당되는 값이다. 즉, 혼잡 페널티는, 신호 강도 값에 직접 적용되어 오프셋 값을 생성할 수 있는 값이다.

한 실시예에서, 단계 220에서, 모바일 장치가 액세스 거부 메시지를 볼 때마다, 단계 230에서의 프로세스는 앞서 생성되었던 혼잡 페널티를 인크리멘트할 수 있다. 즉, 모바일 장치가 셀 상에서 액세스 거부 메시지를 처음 보면, 혼잡 페널티로서, 예를 들어, 3dB의 값을 할당할 수 있다. 그 후, 딘계 220에서 수신되고 평가된 연속된 액세스 거부 메시지들은 단계 230에서 혼잡 페널티를 인크리멘트시킬 수 있다.

따라서 두번째 액세스 거부 메시지는 모바일 장치가 6 dB의 혼잡 패널티(congestion penalty)를 갖도록 유발하고, 세번째 액세스 거부 메시지는 모바일 장치가 9 dB의 셀에 혼잡 패널티를 할당하도록 유발할 수 있다.

당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 혼잡 패널티에 대한 최대값도 역시 명시될 수 있다. 예를 들어, 9 dB이 혼잡 패널티에 대해 허용되는 최대값일 수 있다.

혼잡 패널티를 파악하기 위한 다른 방법이 또한 이용가능하다. 셀 상에서 모바일 장치의 갯수에 대한 단서는, 예를 들어, 패킷 다운링크 더미(dummy) 제어 블럭의 개수에 대한 카운팅을 포함할 수 있다. 이들은 3GPP 4.60 표준에서 정의된다. 패킷 다운링크 더미 제어 블럭은, 기지국이 아무것도 전송하지 않을 때 송신된다. 무언가를 전송하기 위하여, 이들 더미 블럭이 송신된다. 네트워크가 얼마나 바쁜지에 대한 표시는, 모바일 장치가 수신하는 패킷 다운링크 더미 블럭이 얼마나 많은지에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서, 모바일 장치가 많은 수의 이들 패킷 다운링크 더미 제어 블럭을 수신하는 경우, 셀이 바쁘지 않다고 결정할 수 있다. 반대로, 모바일 장치가 어떠한 패킷 다운링크 더미 제어 블럭도 수신하지 않은 경우, 셀이 바쁘다고 결정할 수 있다.

셀이 얼마나 바쁜지에 대한 또 다른 단서는 임시 플로우 식별자일 수 있다. 임시 플로우 식별자는 특정 채널을 공유하는 모든 모바일에 기지국에 의해 할당되는, 예를 들어 0 내지 31의 값일 수 있다. 기지국이 이러한 값에 걸쳐서 순환하기 때문에 임시 플로우 식별자의 절대 값은 유용하지 않지만, 할당된 상이한 임시 플로우 식별자의 수는 채널을 공유하는 모바일 장치의 수를 결정하는 데 사용될 수 있다.

당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 기지국이 임시 플로우 식별자를 통해 빠르게 순환하기 때문에, 임시 플로우 식별자는 결정적이지 않을 수 있다. 그러나, 얼마나 많은 모바일 장치가 채널을 공유하는지를 결정하는데는 여전히 유용할 수 있다.

세 번째 단서는 PTCCH(packet timing advance control channel)에서 모바일 장치의 갯수의 모니터링을 포함한다. 셀은 모바일 장치를 통해 송수신되는 메시지의 올바른 타이밍을 나타내기 위해 16 개의 모바일 장치에 대한 공간을 갖는다. 그 채널에 얼마나 많은 모바일 장치가 어드레싱되어 있는지에 대한 카운트는 네트워크 혼잡을 결정하는데 유용할 수 있다. 특히, 많은 채널이 정의되는 경우, 셀은 바쁜 것으로 결정될 수 있다.

상기의 임시 플로우 식별자에서와 같이, 하나의 모바일에 두 개의 상이한 슬롯(예를 들어 업링크 및 다운링크)이 할당될 수 있기 때문에, PTCCH는 네트워크가 얼마나 혼잡한지를 결정하는데 있어서 약간의 문제점을 부여할 수 있다. 그러나 PTCCH는 셀 혼잡도를 결정하는데 여전히 유용할 수 있다.

혼잡에 대한 추가적인 단서로서, 모바일 장치가 PCH(paging channel) 또는 PCCH(paging control channel) 상에서 볼 수 있는 “즉시 할당 메시지(immediate assignment messages)”의 갯수, 또는 셀이 확장된 페이징에 의존해야 하는 횟수를 포함될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

본 출원과 관련하여 셀 혼잡을 결정하는데 대한 다른 선택권이 또한 당업자들에게 명백할 것이고, 본 출원은 혼잡도를 결정하는 상기의 방법들의 어느 것에 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

부가적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 메시지 수신시에 패널티 값을 인크리멘트시키는 것 이외에도 다른 알고리즘들이 사용될 수 있다. 단계 230에서, 다양한 지시자는 혼잡 패널티를 증가 및 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 혼잡 패널티를 느리게 감소시키기 위해 시간이 사용될 수 있다. 만일 모바일 장치가 액세스 거부 메시지를 수신하는 경우, 혼잡 패널티를 증가시킬 수 있다. 그러나, 특정 시간동안 아무런 액세스 거부 메시지도 수신되지 않은 경우, 특정 네트워크에 대한 보다 정확한 혼잡도를 제공하기 위해 혼잡 패널티는 느리게 감소될 수 있다. 또다른 선택권으로는 혼잡 패널티를 또한 감소시키기 위해 패킷 다운링크 더미 제어 블럭의 수의 사용을 포함한다. 대다수의 패킷 다운링크 더미 제어 블럭이 수신되는 경우, 이는 네트워크가 더 이상 이전만큼 혼잡하지 않다는 것을 지시할 수 있고, 모바일 장치가 혼잡 패널티를 감소시키도록 할 수 있다.

일단 단계 220에서 혼잡도가 결정되고 단계 230에서 혼잡 패널티가 할당되면, 모바일 장치는 어느 셀에 접속해야 할지 결정해야 한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 모바일 장치는 지속적으로 자신들이 이용할 수 있는 모든 셀을 모니터링하여야 하고, 선호하는 셀에 접속할 것이다. 종래 기술에서는, 선호하는 셀은 네트워크에 의해 제공되는 특정 오프셋을 뺀 신호 강도가 가장 높은 셀이었다. 그러나, 본 출원에서 나타내는 바와 같이, 어느 셀에 접속해야 할지 결정하기 위해 혼잡 패널티 오프셋이 사용될 수 있다. 이제 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3에서는, 이용가능한 셀을 발견하고 접속할 최상의 셀을 결정하기 위한 예시적인 알고리즘이 제시된다. 도 3의 알고리즘은 포함된 원리를 예시하는 것으로, 모바일 장치를 특정 알고리즘에 한정하는 것을 의미하지 않는다.

도 3에서, 프로세스는 단계 300에서 시작하여 단계 310으로 진행한다. 단계 310에서, 모바일 장치는 자신이 이용할 수 있는 셀을 발견한다. 이 경우, 모바일 장치가 검출할 수 있는 셀이 모바일 장치가 이용할 수 있는 셀이다.

단계 310으로부터, 모바일은 단계 320으로 진행하여, 상기의 가용 셀에 대해 혼잡 패널티를 이용할 수 있는지의 여부를 체크한다. 바람직한 실시예에서는, 모바일 장치는 특정 셀에 대해 미리 결정되었던 임의의 혼잡 패널티를 추적한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 모바일 장치는 과거에 접속하였던 셀에 대한 셀 혼잡 패널티만 생성할 수 있다. 모바일 장치는 셀을 재선택한 후에라도 모바일 장치가 그 셀을 이용할 수 있는 한 그 셀에 대한 셀 혼잡 패널티를 유지할 수 있다. 따라서, 이 셀 혼잡 패널티는 추후에 어느 셀에 접속할지 가리키기 위한 결정에 사용될 수 있다.

단계 320의 프로세스는, 모바일 장치가 이전에 접속하지 않았던 임의의 셀에 대해 이용가능한 셀 혼잡 패널티를 가지지 않을 것이다. 단계 320에서 셀 혼잡 패널티가 이용가능하다고 결정되는 경우, 프로세스는 셀 혼잡 패널티가 검출된 셀의 신호 강도에 인가되는 단계 330으로 진행한다. 상기 나타낸 바와 같이, 셀 혼잡 패널티는 바람직하게 dB 로 기억되고, 따라서, 검출된 신호 강도로부터 직접 감산될 수 있다(또는, 패널티가 음으로 기억되는 경우에는 검출된 신호 강도에 가산될 수 있다).

이해할 수 있는 바와 같이, 3GPP 5.08 표준에서 정의되는 셀 재선택 알고리즘은, 모니터링된 모든 셀에 대해, 모바일 장치가 그 신호 강도, 오프셋 및 파라미터를 알고 있음을 가리킨다. 이들 오프셋 및 파라미터는 표준에서 정의된다. 신호 강도가 취해지고 오프셋은 감산되어 C1, C2, C31 또는 C32의 값을 생성한다. 상기에서는 C1, C2, C31 또는 C32에 대해 감산하기 위해 추가적인 혼잡 패널티를 추가하는 방법을 나타낸다.

반대로, 단계 320에서 특정 셀에 대해 아무런 셀 혼잡 패널티가 이용가능하지 않은 경우, 프로세스는 단계 340로 진행하고, 셀의 수신된 신호 강도가 주목된다.

단계 330 또는 단계 340으로부터, 프로세스는 단계 350으로 진행하고, 여기서 특정 셀에 대한 선택값이 기억된다. 선택값은 바람직하게는 영역 내 각각의 기지국을 고유하게 식별하는 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number) 및 BSIC(Base Station Identity Code)에 관하여 기억된다. 이후, 셀 재선택을 결정하기 위해 특정 기지국은 혼잡 패널티와 연관된다.

그 다음 프로세스는 다른 셀이 이용가능한지의 여부를 체크하는 단계 360으로 진행한다. 다른 셀이 이용가능한 경우, 프로세스는 다른 셀에 대하여 단계 310 내지 350으로 되돌아가 진행한다. 반대로, 단계 360에서 이용가능한 다른 셀이 없다고 결정하는 경우, 프로세스는 단계 350에 기억된 선택값에 기초하여 셀이 선택되는 단계 370으로 진행한다.

이해할 수 있는 바와 같이, 혼잡 패널티는 또한 시간 제한될 수 있다. 따라서, 모바일 장치는 특정 시간 동안 특정 셀의 셀 혼잡에 관한 새로운 데이터를 갖지 않고, 이전의 셀 혼잡 패널티를 삭제할 수 있다.

상기한 바를 적용함에 있어서, 보다 나쁜 시나리오는 모든 셀이 그들에게 할당된 최대 혼잡 패널티를 갖는다는 것이다. 이 경우, 모든 신호 강도로부터 동일한 셀 혼잡 패널티가 감산되기 때문에 혼잡 패널티는 무의미하게 되고, 사실상 신호 강도가 셀 선택에 사용된다. 따라서, 모바일 장치가 더 이상 셀을 볼 수 없을 때 시간을 사용하는 대안 또는 혼잡 패널티의 삭제와 같은 상기의 대안이 사용된다.

상기 방법이 도 3에 관하여 설명됨으로써 셀 선택이 신호 강도 및 혼잡 패널티 모두에 의해 결정될 수 있도록 한다. 셀은 그 이웃과 비교되어, 접속할 다른 셀을 결정할 수 있다.

상기에서는 셀 재선택 및 송신된 메시지를 설명하기 위해 GRPS 표준을 사용하였으나, 당해 기술 분야에 숙련된 기술자라면 다른 네트워크에도 상기의 방법이 동등하게 적용될 수 있음을 인지할 것이다.

이제 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 3의 셀 선택에 대한 다른 실시예 에서의 셀 선택에 대한 흐름도를 도시한다. 인지할 수 있는 바와 같이, 각각의 기지국은 모바일 장치가 그 기지국에 접속하려고 시도해야 하는지의 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있는 최소 신호 강도 임계치를 정의한다. 구체적으로, 신호 강도가 상기 임계치 이하이거나 또는 기지국에 의해 정의되는 경우, 모바일 장치는 기지국에 접속하려고 시도해서는 안된다.

이 경우, 신호 강도를 최소 신호 강도 임계치 이하로 감소시키는 것은 바람직하지 못하다. 그렇게 함으로써 모바일 장치가 사실 이용가능한 셀일 때에도 셀을 접속할 수 없는 것으로서 고려하도록 할 것이다.

도 4의 실시예에서, 단계 400, 410, 420, 440, 460 및 470은 도 3의 단계 310, 320, 340, 350, 360 및 370과 동일하다.

그러나, 도 4의 실시예에서의 단계 430 이후에, 다음으로 모바일 장치는 혼잡 패널티를 뺀 신호 강도가 기지국에 접속하기 위한 최소 임계치보다 작은지의 여부를 알기 위해 체크하는 단계 432로 진행한다. “예”인 경우, 모바일 장치는 선택값을 최소 접속 임계치로 설정하는 단계 434로 진행한다. 선택적으로, 단계 434에서 혼잡 값은 무시될 수 있고, 선택값은 단지 원래 검출된 신호 강도일 수 있다.

단계 432로부터, 혼잡 패널티를 뺀 신호 강도가 최소 임계치보다 큰 경우, 프로세스는 선택값이 기억되는 단계 450으로 진행한다.

단계 450 또는 단계 434로부터, 모바일 장치는 단계 460으로 진행하고, 그 방법은 도 3의 프로세스에서와 같이 진행한다.

상기에서는 신호 강도가 최소한의 통상 임계치(convention threshold) 이하 로 떨어지지 않는 것을 보장한다.

상기 설명된 방법 및 장치를 구현하기 위해 다양한 모바일 장치가 사용될 수 있지만, 도 5에 예시적인 모바일 장치가 도시된다. 도 5의 모바일 장치는 한정하는 것으로 의미되지 않고, 단지 본 방법 및 장치에 관련하여 사용될 수 있는 모바일 장치의 예를 제공한다.

도 5는 본 출원의 장치 및 방법의 바람직한 실시예로 사용되기 적당한 모바일 장치를 도시하는 블럭도이다. 모바일 장치(2200)는 바람직하게 적어도 음성 및 데이터 통신 성능을 갖는 양방향 무선 통신 장치이다. 모바일 장치(2200)는 바람직하게 인터넷 상에서 다른 컴퓨터 시스템과 통신하는 성능을 갖는다. 제공되는 정확한 기능성에 따라, 모바일 장치는 예를 들어 데이터 메시징 장치, 양방향 페이저, 무선 전자메일 장치, 데이터 메시징 성능을 갖는 휴대 전화, 무선 인터넷 어플라이언스, 또는 데이터 통신 장치로서 언급될 수 있다.

모바일 장치(2200)가 양방향 통신이 가능한 경우, 수신기(2212) 및 송신기(2214) 모두를 포함한 통신 서브시스템(2211) 뿐 아니라, 바람직하게는 내장되거나 내부의 하나 이상의 안테나 요소(2216 및 2218), 국부 발진기(LO)(2213) 및 DSP(digital signal processor)(2220)와 같은 프로세싱 모듈과 같은 관련 컴포넌트를 포함할 것이다. 통신 분야에서 숙련된 기술자라면 명백하게 알 수 있듯이, 통신 서브시스템(2211)의 특정 설계는 장치가 동작하도록 의도되는 통신 네트워크에 따라 좌우될 것이다.

네트워크 액세스 요건은 또한 네트워크(2219) 유형에 따라 다양할 것이다. 일부 CDMA 네트워크에서, 네트워크 액세스는 모바일 장치(2200)의 가입자 또는 사용자와 관련된다. CDMA 모바일 장치는 CDMA 네트워크 상에서 동작하기 위해 RUIM(user identity module) 또는 SIM(subscriber identity module) 카드를 요구할 것이다. SIM/RUIM 인터페이스(2244)는 보통 SIM/RUIM 카드가 디스켓 또는 PCMCIA 카드와 같이 삽입 및 배출될 수 있는 카드 슬롯과 유사하다. SIM/RUIM 카드는 대략 64K의 메모리를 가질 수 있고, 많은 키 구성(2251) 및 ID와 가입자 관련 정보와 같은 다른 정보(2253)를 보유할 수 있다.

요구된 네트워크 등록 또는 활성화 절차가 완료되면, 모바일 장치(2200)는 네트워크(2219)를 통해 통신 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 네트워크(2219)는 모바일 장치와 통신하는 복수의 기지국으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 CDMA 1x EVDO 시스템에서는, CDMA 기지국 및 EVDO 기지국은 모바일 장치와 통신하고, 모바일 장치는 양자 모두에 동시에 접속된다. EVDO 및 CDMA 1x 기지국은 상이한 페이징 슬롯을 사용하여 모바일 장치와 통신한다.

통신 네트워크(2219)를 통해 안테나(2216)에 의해 수신되는 신호는 신호 증폭, 주파수 다운 변환, 필터링, 채널 선택 등, 도 5에 도시된 시스템의 예에서는 아날로그 디지털(A/D) 변환과 같은 그러한 일반적인 수신기 기능을 수행할 수 있는 수신기(2212)에 입력된다. 수신된 신호의 A/D 변환은 DSP(2220)에서 수행될 복조 및 디코딩과 같은 보다 복잡한 통신 기능을 가능하게 한다. 마찬가지의 방식으로, 송신될 신호는 DSP(2220)에 의해 예를 들어 변조 및 인코딩을 포함하여 처리되고, 디지털 아날로그 변환, 주파수 업 변환, 필터링, 증폭 및 안테나(2218)를 통해 통 신 네트워크(2219)를 통한 송신을 위한 송신기(2214)에 입력된다. DSP(2220)는 통신 신호를 처리할 뿐 아니라, 수신기 및 송신기 제어를 제공한다. 예를 들어, 수신기(2212) 및 송신기(2214)에서 통신 신호에 인가되는 이득은 DSP(2220)에서 구현되는 자동 이득 제어 알고리즘을 통해 적응적으로 제어될 수 있다.

모바일 장치(2220)는 바람직하게 장치의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서(2238)를 포함한다. 적어도 데이터 및 음성 통신을 포함하는 통신 기능은 통신 서브시스템(2211)을 통해 수행된다. 마이크로프로세서(2238)는 또한 디스플레이(2222), 플래시 메모리(2224), RAM(random access memory)(2226), 보조 입력/출력(I/O) 서브시스템(2228), 직렬 포트(2230), 둘 이상의 키보드 또는 키패드(2232), 스피커(2234), 마이크로폰(2236), 단거리 통신 서브시스템과 같은 다른 통신 서브시스템(2240) 및 총칭하여 2242로 나타낸 임의의 기타 장치 서브시스템과 같은 부가적인 장치 서브시스템과 상호동작한다. 직렬 포트(2230)는 USB 포트 또는 당해 기술 분야에 공지된 기타 포트를 포함할 수 있다.

도 5에 도시된 서브시스템의 일부는 통신 관련 기능을 수행하는 반면, 다른 서브시스템은“상주”또는 장치 상의 기능을 제공할 수 있다. 특히, 예를 들어 키보드(2232) 및 디스플레이(2222)와 같은 일부 서브시스템은 통신 네트워크를 통한 송신을 위한 텍스트 메시지의 입력과 같은 통신 관련 기능과, 계산기 또는 업무 리스트와 같은 장치 상주 기능 모두에 사용될 수 있다.

마이크로프로세서(2238)에 의해 사용되는 운영 시스템 소프트웨어는 바람직하게 플래시 메모리(2224)와 같은 영구 저장장치에 기억되며, 대신에 ROM 또는 유 사한 저장장치 요소(미도시)일 수 있다. 당해 기술 분야에 숙련된 자라면, 운영 시스템, 주문형 장치 애플리케이션, 또는 그 일부가 RAM(2226)와 같은 휘발성 메모리에 임시적으로 로딩될 수 있음을 인지할 것이다. 수신된 통신 신호는 또한 RAM(2226)에 저장될 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 플래시 메모리(2224)는, 컴퓨터 프로그램(2258)과 프로그램 데이터 기억부(2250, 2252, 2254, 2256)의 양자 모두에 대하여 상이한 영역으로 분리될 수 있다. 이들 상이한 기억 타입들은 각 프로그램이 각각 자신들의 데이터 기억 요구 조건에 대해 플래시 메모리(2224)의 일 부분을 할당할 수 있는 것을 나타내고 있다. 마이크로프로세서(2238)는, 바람직하게는, 그 운영 시스템 기능에 부가하여 모바일 장치상에서의 소프트웨어 애플리케이션의 실행을 가능하게 한다. 예를 들어, 적어도 데이터 및 음성 통신 애플리케이션을 포함하는 기본 동작을 제어하는 미리결정된 애플리케이션의 세트는 통상적으로 제조 과정 중에 모바일 장치(2200) 상에 설치될 것이다. 후속해서 또는 동적으로 다른 애플리케이션들이 설치될 수 있다.

바람직한 소프트웨어 애플리케이션로는, 전자메일(e-mail), 캘린더 이벤트(calendar events), 음성 메일, 약속(appointments), 태스크 아이템(task items)등을 포함하지만 이것으로만 한정되지는 않는 모바일 장치의 사용자와 관련된 데이터 아이템들을 구성하여 관리하기 위한 능력을 갖는 개인 정보 관리자(PIM) 애플리케이션이 해당될 수 있다. 물론, PIM 데이터 아이템의 기억을 용이하게 하기 위해서 모바일 장치상에 하나 이상의 메모리 기억 장치가 이용가능할 수 있다. 그러한 PIM 애플리케이션은 무선 네트워크(2219)를 통하여 데이터 아이템들을 송수신하기 위한 능력을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, PIM 데이터 아이템들은 축적할 수 있는지, 호스트 컴퓨터 시스템에 저장되거나 또는 이 호스트 컴퓨터 시스템과 결합된 모바일 장치 사용자의 대응하는 데이터 아이템들에 의하여 무선 네트워크(2219)를 통하여 이음매없이(seamlessly) 통합되고, 동기화되며, 또한 갱신되고 있다. 추가의 애플리케이션들은 또한 네트워크(2219), 보조 I/O 서브시스템(2228), 직렬 포트(2230), 근거리 통신 서브시스템(2240) 또는 임의의 다른 적합한 서브시스템(2242)을 통하여 모바일 장치(2200) 상에 로딩될 수 있고, RAM(2226) 또는 바람직하게는 마이크로프로세서(2238)에 의해 실행하기 위한 비휘발성 기억 장치(도시 생략됨)에 사용자에 의하여 설치될 수 있다. 애플리케이션 설치에 있어서 그와 같은 유연성은 장치의 기능성을 증가시키고, 개선된 장치 온 디바이스 기능, 통신 관련 기능, 또는 이 양자 모두의 기능들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 안전한 통신 애플리케이션은 모바일 장치(2200)를 사용하여 실행될 전자 상거래 기능 및 다른 그와 같은 금융 거래를 가능하게 할 수 있다.

데이터 통신 모드에 있어서, 텍스트 메시지나 웹 페이지 다운로드와 같은 수신된 신호는 통신 서브시스템(2211)에 의하여 처리되어 마이크로프로세서(2238)에 입력될 수 있고, 상기 마이크로프로세서(2238)는 바람직하게 상기 수신된 신호를 디스플레이(2222) 또는 대안적으로 보조 I/O 장치(2228)에 출력하기 위해서 상기 수신된 신호를 추가로 처리한다.

모바일 장치(2200)의 사용자는, 바람직하게는 디스플레이(2222) 및 아마도 보조 I/O 장치(2228)와 연계하여, 예를 들어, 완전한 영숫자 키보드(alphanumeric keyboard) 또는 전화-타입 키패드인 키보드(2232)를 사용하여, 전자메일 메시지 등의 데이터 아이템들을 구성할 수 있다. 이어서, 상기와 같이 구성된 아이템들은 통신 서브시스템(2211)을 경유하여 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.

음성 통신의 경우, 모바일 장치(2200)의 전체적인 동작은 유사하지만, 수신된 신호들이 바람직하게 스피커(2234)로 출력되고, 전송을 위한 신호들이 마이크로폰(2236)에 의하여 발생된다는 점이 다르다. 음성 메시지 기록 서브시스템 등의 다른 대안적인 음성 또는 오디오 I/O 서브시스템이 모바일 장치(2200)상에서 구현될 수도 있다. 음성 또는 오디오 신호 출력은 주로 스피커(2234)를 통하여 이루어지는 것이 바람직하지만, 예를 들어, 발신측(calling party)의 식별 정보의 표시, 음성 콜의 기간, 또는 다른 음성 콜 관련 정보를 제공하기 위해서 디스플레이(2222)가 사용될 수도 있다.

도 5의 직렬 포트(2230)는 통상적으로 사용자의 데스크탑 컴퓨터(미도시)와의 동기화가 요망되는 개인 휴대 단말기(PDA) 타입 모바일 장치에서 구현될 수 있지만, 선택사항적인 장치 컴포넌트이다. 이와 같은 직렬 포트(2230)는, 사용자가 외부의 장치 또는 소프트웨어 애플리케이션을 통하여 선호사항을 설정하는 것을 가능하게 하고, 무선 통신 네트워크를 통하지 않고 모바일 장치(2200)에 정보 또는 소프트웨어 다운로드를 제공함으로써 모바일 장치(2200)의 기능을 확장한다. 예를 들어, 직접적인 접속을 통하여 그에 따라 신뢰할 수 있는 접속을 통하여 암호화 키를 장치에 로딩하기 위해 대체 다운로드 경로가 사용될 수 있어, 안전한 장치 통신 을 가능하게 한다. 당업자들이라면 이해할 수 있는 바와 같이, 모바일 장치를 컴퓨터에 접속시켜 모뎀으로서 동작하도록 하기 위해 직렬 포트(2230)가 추가로 사용될 수 있다.

근거리 통신 서브시스템과 같은 다른 통신 서브시스템(2240)은, 모바일 장치(2200)와 상이한 시스템들(반드시 유사한 시스템들일 필요는 없음) 또는 장치들 사이에 통신을 제공할 수 있는 추가의 선택사항적인 컴포넌트이다. 예를 들면, 서브시스템(2240)은, 앞서와 유사하게 동작하는 시스템 및 장치들과의 통신을 제공하기 위해 적외선 장치 및 연관된 회로와 컴포넌트 또는 Bluetooth^TM 통신 모듈을 포함할 수 있다.

본원 명세서에 설명된 실시예들은, 본 출원 기술의 요소들에 대응하는 요소들을 갖는 구조, 시스템 또는 방법의 예들이다. 본 명세서의 설명은, 당업자가 본 출원 기술의 요소들에 유사하게 대응하는 다른 요소들을 갖는 실시예들을 만들고 이용할 수 있도록 해준다. 따라서, 본 출원 기술이 의도하는 범위는 본 명세서에서 개시된 본 출원 기술과 다르지 않은 기타의 구조, 시스템 또는 방법을 포함하며, 나아가서는, 본원 명세서에서 설명되고 있는 본 출원 기술과 실질적 차이가 없는 기타의 구조, 시스템 또는 방법을 더 포함하고 있다.

도 1은 예시적인 GPRS 네트워크를 도시하는 일반적인 네트워크도이다.

도 2는 혼잡 페널티를 결정하기 위한 방법의 플로차트이다.

도 3은 접속할 셀을 결정하는데 있어서 혼잡 페널티를 적용하기 위한 방법의 플로차트이다.

도 4는 도 3은 셀 선택 알고리즘의 대안적 실시예의 플로차트이다.

도 5는 본 발명의 방법 및 장치와 연관하여 사용될 수 있는 예시적 모바일 장치의 블럭도이다.

Claims (21)

1. 데이터 혼잡(data congestion)에 기초하여 모바일 장치에서 셀(cell)을 선택하는 방법으로서,

   상기 셀 내의 임의의 모바일 장치에 전송되는 메시지를 모니터링하는 단계와;

   상기 모니터링 단계에서 모니터링된 메시지들에 기초하여 혼잡 페널티(congestion penalty)를 평가하는 단계와;

   상기 혼잡 페널티를 상기 셀에 할당하는 단계와;

   선택값을 생성하기 위해 상기 혼잡 페널티를 상기 셀의 신호 강도에 적용하는 단계와;

   상기 선택값을 사용하여 셀 재선택을 수행하는 단계

   를 포함하는 셀 선택 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 평가 단계는, 상기 모니터링 단계에서 액세스 거부 또는 패킷 액세스 거부 메시지 중 하나가 모니터링되는 경우에, 상기 혼잡 페널티를 조정하는 것인, 셀 선택 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 혼잡 페널티는 ㏈ 단위의 값이 할당되는 것인, 셀 선택 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 혼잡 페널티는 수신된 각각의 액세스 거부 또는 패킷 액세스 거부 메시지에 대해 조정되는 것인, 셀 선택 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 혼잡 페널티는 최대 값을 포함하는 것인, 셀 선택 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼잡 페널티는 시간의 경과에 따라 감소되는 것인, 셀 선택 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는,

   수신된 패킷 다운링크 더미 제어 블럭의 수가 미리결정된 임계치보다 작은 경우, 상기 혼잡 페널티를 조정하거나,

   수신된 패킷 다운링크 더미 제어 블럭의 수가 미리결정된 임계치보다 큰 경우, 상기 혼잡 페널티를 조정하거나,

   상기 모바일 장치에 의해 모니터링된 임시 흐름 식별자의 수가 미리결정된 임계치보다 큰 경우, 상기 혼잡 페널티를 조정하거나,

   상기 모바일 장치에 의해 모니터링된 패킷 타이밍 어드밴스 제어 채널의 모바일 장치의 수가 미리결정된 임계치보다 큰 경우, 상기 혼잡 페널티를 조정하는 것인, 셀 선택 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적용 단계는 상기 수신된 신호 강도로부터 상기 혼잡 페널티를 감산하는 단계를 포함하는 것인, 셀 선택 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모바일 장치는 이전에 접속된 셀에 대한 혼잡 페널티를 기억하는 것인, 셀 선택 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 수행하는 단계는, 상기 모바일 장치가 혼잡 페널티를 갖는 임의의 셀에 대한 선택값과, 상기 모바일 장치가 혼잡 페널티를 갖지 않는 임의의 셀에 대한 신호 강도를 사용하는 단계를 포함하는 것인, 셀 선택 방법.
11. 데이터 혼잡에 기초하여 셀을 선택하도록 적합화된 모바일 장치로서, 상기 모바일 장치는, 네트워크와 통신하도록 적합화된 무선 장치(radio)를 포함하는 무선 서브시스템과; 디지털 신호 프로세서를 가지며 상기 무선 서브시스템과 상호작용하도록 적합화된 무선 프로세서와; 메모리와; 사용자 인터페이스와; 사용자 애플리케이션을 실행하며 상기 메모리와 상호작용하도록 적합화된 프로세서를 포함하고, 상기 무선 장치 및 사용자 인터페이스는 애플리케이션을 실행하도록 적합화된 것인, 상기 모바일 장치에 있어서,

    상기 모바일 장치에서 상기 혼잡 페널티를 상기 셀에 할당하기 위한 수단으 로서, 상기 셀 내의 임의의 모바일 장치에 전송되는 메시지들을 모니터링하고 모니터링된 메시지들에 기초하여 혼잡 페널티를 평가하도록 적합화되어 있는, 상기 할당하기 위한 수단과;

    선택값을 생성하기 위해 상기 혼잡 페널티를 신호 강도에 적용하기 위한 수단과;

    상기 선택값을 사용하여 셀 재선택을 수행하기 위한 수단

    을 포함하는 모바일 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 평가 수단은, 액세스 거부 또는 패킷 액세스 거부 메시지 중 하나가 모니터링되는 경우에 혼잡 페널티를 조정하도록 적합화된 것인, 모바일 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 혼잡 페널티는 ㏈ 단위의 값을 갖는 것인, 모바일 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 할당하기 위한 수단은, 수신된 각각의 액세스 거부 메시지 또는 패킷 액세스 거부 메시지에 대해 상기 혼잡 페널티를 조정하도록 적합화된 것인, 모바일 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 혼잡 페널티는 최대 값을 포함하는 것인, 모바일 장 치.
16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 할당하기 위한 수단은 시간의 경과에 따라 상기 혼잡 페널티를 조정하도록 적합화된 것인, 모바일 장치.
17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 할당하기 위한 수단은,

    상기 모바일 장치에 의해 수신된 패킷 다운링크 더미 제어 블럭의 수가 미리결정된 임계치보다 작은 경우, 상기 혼잡 페널티를 조정하거나,

    상기 모바일 장치에 의해 수신된 패킷 다운링크 더미 제어 블럭의 수가 미리결정된 임계치보다 큰 경우, 상기 혼잡 페널티를 조정하도록 적합화되거나,

    상기 모바일 장치에 의해 모니터링된 임시 흐름 식별자의 수가 미리결정된 임계치보다 큰 경우, 상기 혼잡 페널티를 조정하거나,

    상기 모바일 장치에 의해 모니터링된 패킷 타이밍 어드밴스 제어 채널의 모바일 장치의 검출된 수가 미리결정된 임계치 이상인 경우에 상기 혼잡 페널티를 조정하도록 적용되는 것인, 모바일 장치.
18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적용하기 위한 수단은 상기 셀의 신호 강도로부터 상기 혼잡 페널티를 감산하도록 적합화된 것인, 모바일 장치.
19. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모바일 장치는 이전에 접속된 셀에 대한 혼잡 페널티를 기억하는 것인, 모바일 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 수행하기 위한 수단은, 상기 모바일 장치가 혼잡 페널티를 갖는 임의의 셀에 대한 선택값과, 상기 모바일 장치가 혼잡 페널티를 갖지 않는 임의의 셀에 대한 신호 강도를 사용하도록 적합화된 것인, 모바일 장치.
21. 컴퓨터 장치의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 컴퓨터 장치로 하여금 청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 셀 선택 방법을 수행하도록 하는 프로그램 코드를 기억한 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.

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