KR20110102248A

KR20110102248A - 통신 관리 방법

Info

Publication number: KR20110102248A
Application number: KR1020110021549A
Authority: KR
Inventors: 리차드 루이스 진저; 존 에릭 허쉐이; 마이클 제임스 하트만
Original assignee: 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2011-09-16
Also published as: KR101787754B1; EP2365712A3; EP2365712A2; US20130065592A1; US20110222508A1; CN102195806B; CN102195806A; US8315630B2; US8688124B2

Abstract

멀티미디어 통신 네트워크(10)에서 핸드오프를 관리하는 방법(70) 및 시스템이 제공된다. 실시예는 네트워크(10) 내의 통신 루트의 음성 품질(60)을 추정하는 단계(72)를 포함한다. 음성 품질(60)은 음성 신호에 대한 다양한 손상(52, 54, 56, 58)의 감산을 수반하는 전체 음성 품질 메트릭(60)을 이용하여 추정될 수 있다. 손상은 통신 루트 내의 보코더(14, 22)의 유형, RF 링크 및 네트워크 링크(18, 20, 26, 28)와 관련된 에러 또는 손실, 및 통신 루트에서의 지연(58)에 기인하는 것일 수 있다. 손상(52, 54, 56, 58)을 감산하여 통신 루트에 대한 전체 음성 품질 메트릭(60)을 획득한 후, 전체 음성 품질 메트릭(60)은 임계치 및/또는 다른 통신 루트의 다른 전체 음성 품질 메트릭(60)과 비교되어, 핸드오프가 이루어져야 하는지의 여부 및 그 이행 시기를 판정(80)하게 할 수 있다.

Description

통신 관리 방법{HANDOFF METRIC FOR MULTIPLE TRANSMISSION TECHNOLOGIES}

본 명세서에 개시된 주제 사항은 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 통신의 음성 품질에 기초하여 핸드오프를 이행하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

통신 시스템은 인간의 음성(speech)을 송신 및 수신할 수 있는 통신 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 제 1 통신 디바이스를 향해 말할 수 있으며, 음성 파형은 압축 및 디지털화된 다음에 제 2 통신 디바이스로 송신된다. 압축된 디지털 신호는 원시 음성 파형의 근사치를 재구성하도록 압축해제될 수 있다. 통신 시스템에서 음성 신호의 압축 및 압축해제는, 일반적으로 "보코더(vocoder)"라고 지칭되는 음성 인코더를 필요로 할 수 있다.

통신 디바이스들은 상이한 통신 루트를 통해 네트워크 내에서 접속될 수 있다. 네트워크 내에서 디바이스와 접속하는 각각의 통신 루트는 디바이스와 보코더 사이에 링크를 포함할 수 있다. 보코더는 통신 네트워크 내의 자신의 서브네트워크를 통해 접속될 수 있는 네트워크 노드에 링크될 수 있다. 통신 네트워크는 다수의 통신 루트를 가질 수 있는데, 이는 네트워크가 다수의 서브네트워크, 네트워크 노드 및 보코더를 포함할 수 있기 때문이다. 통신 디바이스의 특정 통신 루트는 디바이스와 노드 사이의 신호 세기에 좌우될 수 있다. 신호 세기가 통신 동안에 변경될 수 있기 때문에, 디바이스와 노드 사이의 링크는 허용할 수 있는 신호 세기를 유지하도록 때때로 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 통신 디바이스와 제 1 네트워크 노드 사이의 접속은, 증가된 신호 강도를 위해 대해 디바이스와 제 2 노드 사이의 통신을 가능하게 하도록 스위칭될 수 있다. 디바이스와 네트워크 노드 사이의 이러한 통신 중 스위치는 "핸드오프"라고도 지칭될 수 있다.

통신 시스템이 발달함에 따라, 통신 네트워크에서의 핸드오프 이행 시에는 신호 세기 외에도 그 밖의 파라미터가 이용될 수 있다. 신호 세기는 고정 회선 교환형 지상 통신선(fixed circuit-switched landline)에 접속된 네트워크 노드들 사이의 핸드오프를 이행하기 위한 메트릭(metric)으로 이용될 수 있지만, 신호 세기 단독으로는 멀티-홉 패킷 교환형 시스템을 이용하여 멀티미디어 통신 네트워크에서의 핸드오프를 이행하는 불충분한 메트릭일 수 있다. 멀티미디어 네트워크 시스템은 상이한 주파수 및 상이한 열화 특성을 갖는 상이한 링크(예컨대, 고정 링크 또는 무선 주파수(RF) 링크)를 통해 패킷을 송신하는 상이한 유형의 무선 서비스(예컨대, 셀룰러 서비스 및 VolP서비스)를 포함할 수 있다. 또한, 상이한 통신 기술은 음성 송신에도 영향을 미칠 수 있는 상이한 아키텍처 또는 호환 불가능한 비트 스트림을 갖는 보코더를 사용할 수 있다. 따라서, 멀티미디어 통신 네트워크에 보다 적합한 메트릭을 이용하면 통신 품질을 개선할 수 있다.

일 실시예는 통신 네트워크에서 통신을 관리하는 방법을 포함한다. 이 방법은, 통신 네트워크에서 통신 루트에 대한 전체 음성 품질 메트릭(metric)을 추정하는 단계와, 이 전체 음성 품질 메트릭 추정치에 기초하여 핸드오프를 제어하는 단계를 포함한다.

다른 실시예는 멀티미디어 통신 네트워크에서 핸드오프를 관리하는 방법을 포함한다. 이 방법은, 네트워크 내의 통신 루트에 대해 선택된 보코더에 기초하여 보코더 손상(impairment)을 계산하는 단계와, 통신 루트에 대해 선택된 하나 이상의 RF 링크에 기초하여 무선 주파수(RF) 링크 손상을 계산하는 단계와, 통신 루트에 대해 선택된 서브네트워크에 기초하여 서브네트워크 손상을 계산하는 단계와, 선택된 보코더, 선택된 하나 이상의 RF 링크 및 선택된 서브네트워크를 통해 데이터를 전송할 시에 초래되는 총 지연에 기초하여 지연 손상을 계산하는 단계를 포함한다. 이 방법은 보코더 손상, RF 링크 손상, 서브네트워크 손상 및 지연 손상에 기초하여 통신 루트의 전체 음성 품질 메트릭을 계산하는 단계와, 통신 루트의 전체 음성 품질 메트릭에 기초하여 핸드오프를 이행할 것인지의 여부 및 시기를 결정하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예는, 통신 시스템으로서, 이 시스템 내의 하나 이상의 보코더에 대응하는 보코더 정보를 저장하도록 구성된 메모리와, 적어도 보코더 정보에 기초하여 통신 루트의 음성 품질을 계산하도록 구성되고 적어도 통신 루트의 음성 품질에 기초하여 핸드오프를 이행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 통신 시스템을 포함한다.

또 다른 실시예는 통신 네트워크에서 핸드오프를 관리하는 방법을 포함한다. 이 방법은 통신 네트워크에서 통신 루트에 대한 음성 품질을 추정하는 단계를 포함한다. 음성 품질을 추정하는 단계는 통신 루트의 음성 품질에 대한 하나 이상의 손상을 판정하는 단계와, 음성 품질로부터 하나 이상의 손상을 감산하여 음성 품질 추정치를 산출하는 단계와, 음성 품질 추정치에 기초하여 핸드오프를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이러한 특징, 양상 및 이점과 그 밖의 특정, 양상 및 이점은, 도면 전반에서 동일한 문자가 동일한 부분을 표현하는 첨부한 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽을 때 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 기술의 실시예에 따라 멀티미디어 통신 네트워크의 일부에서 가능한 루트를 도시하는 도면,
도 2는 본 기술의 실시예에 따라 통신 네트워크에서 음성 송신에 대한 가능한 손상 기여도를 포함하는 표,
도 3은 본 기술의 실시예에 따라 음성 송신에 대한 가능한 손상 기여도에 대응하는 데이터가 통신 네트워크에서 어떻게 저장 및/또는 계산될 수 있는지를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 멀티미디어 네트워크에서 핸드오프를 관리하는 프로세스를 개괄한 순서도이다.

통신 시스템은 하나의 통신 디바이스로부터 다른 통신 디바이스로의 인간 음성(human speech)의 무선 송신 및 수신을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신(즉, 하나의 디바이스로부터 다른 디바이스로의 인간 음성의 전달)은 통신 네트워크 내에서 통신 디바이스들의 접속에 의해 부분적으로 가능해질 수 있다. 통신 네트워크에서, 디바이스는 하나 이상의 네트워크 노드를 갖는 링크를 통해 네트워크에 접속함으로써 네트워크 내의 다른 디바이스와 통신할 수 있다. 네트워크 노드는 일반적인 통신 매체(예컨대, 유선 전화망)에 링크될 수 있는 제어기 또는 게이트웨이에 링크되어 네트워크의 모든 디바이스가 접속되게 할 수 있다.

네트워크 내의 2개의 디바이스들 사이의 통신은 2개의 디바이스를 접속시키는 링크들의 통신 루트를 포함할 수 있다. "링크"는 네트워크에서 통신 디바이스, 보코더, 네트워크 노드 및/또는 제어기 사이의 접속, 전달 신호 등을 지칭하는 것일 수 있다. 통신 루트는 네트워크에서 디바이스를 통신 매체에 접속시키는 일련의 링크들을 지칭하는 것일 수 있다. 통신 네트워크 내의 프로세서는 네트워크 내의 디바이스들의 링킹(linking)을 이행할 수 있고, 어떤 링크가 최고 신호 품질을 가질 수 있는지에 기초하여 통신 디바이스를 선택된 보코더 또는 선택된 네트워크에 링크시킬 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 신호 품질은 신호 세기 및 음성 품질과 같은 메트릭을 포함할 수 있다. 통신의 지속시간 동안, 통신 디바이스와 네트워크 노드 사이의 신호 품질은 변할 수 있다. 허용할 수 있는 신호 품질을 갖는 통신을 유지하기 위해, 프로세서는 통신 디바이스를 상이한 네트워크 노드에 링크시킬 수 있다. 통신 중 스위치 또는 "핸드오프"라고 지칭되는 이러한 이전은 통신 동안 핸드오프가 통신 디바이스의 사용자에게 실질적으로 눈에 띄지 않을 정도로 비교적 적은 지연으로 발생하는 것이 바람직한 것일 수 있다.

예를 들어, 멀티미디어 통신 네트워크(10)의 일부에서 가능한 통신 루트를 도시하는 도면이 도 1에 예시되어 있다. 통신 디바이스 사용자(12)는 링크의 많은 상이한 비중첩 루트를 통해 유선 전화망(30)과 같은 통신 매체에 접속될 수 있다. 각각의 루트는 무선 통신 링크(16, 24)를 통해 네트워크 노드(18, 26)에 접속되는 하나 이상의 보코더(14a, 14b, 22a, 22b, 22c) 중의 선택지를 포함할 수 있다. 그 다음에 네트워크 노드(18, 26)는 그들 자신의 서브네트워크(20, 28)를 통해 유선 전화망(30)에 접속될 수 있다. 서브네트워크(20, 28) 각각은 다른 네트워크 노드 또는 네트워크 노드의 제어기를 포함할 수 있다. 멀티미디어 통신 네트워크(10)의 예시된 부분은 본 기술이 구현될 수 있는 한 가지 유형의 통신 네트워크에 대한 일례로서 사용되고 있지만, 멀티미디어 네트워크에서의 핸드오프를 관리하는 방법은 상이한 유형의 무선 네트워크들 사이에서도 구현될 수 있고, 네트워크(10)에 모두가 예시된 것은 아닐 수 있는 다양한 그 밖의 디바이스(예컨대, 상이한 유형의 통신 디바이스, 네트워크 노드 및 제어기)를 포함할 수 있다.

통신 네트워크(10)는 또한 네트워크(10)에서 하나 이상의 디바이스들 사이의 링크를 실질적으로 제어할 수 있는 프로세서(32)도 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(32)는 유선 전화망(30)에 연결될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 프로세서(32)는 네트워크 노드 또는 통신 디바이스에 직접 연결될 수 있다. 프로세서(32)는 네트워크(10) 내의 링크에 대응하는 다양한 파라미터를 판정할 수 있고, 또한 링크 파라미터의 분석에 기초하여 핸드오프를 이행할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로세서(32)는 다양한 통신 루트에 대한 전체 음성 품질 메트릭 또는 추정된 음성 신호 손상(estimated voice signal impairments)과 같은 파라미터를 계산할 수 있다.

네트워크 내에서 핸드오프를 이행하는 일반적인 방법은 신호 세기 핸드오프 메트릭을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 신호 세기 핸드오프 메트릭을 이용하는 것은 고정 회선 교환형 지상선에 접속되는 셀룰러 기지국을 갖는 네트워크에 효율적일 수 있다. 그러나, 통신 시스템은 점진적으로 개발되어 왔고, 일반적인 멀티미디어 네트워크 시스템은, 예를 들어 VoIP 서비스와 같은 셀룰러 서비스 이외에도 상이한 유형의 무선 서비스를 포함할 수 있다. 예를 들어 네트워크 노드(18)는 셀룰러 서비스에서 통신 디바이스를 접속시키는 데 사용되는 셀룰러 기지국을 표현하는 것일 수 있고, 네트워크 노드(26)는 VoIP 서비스에서 통신 디바이스를 접속시키는 데 사용되는 VoIP 액세스 지점을 표현하는 것일 수 있다. 멀티미디어 네트워크(10)에서 상이한 유형의 무선 서비스 각각은, 보코더(14a 또는 14b)를 기지국(18)에 접속시키는 링크(16) 또는 보코더(22a, 22b, 22c)를 액세스 지점(26)에 접속시키는 링크(24)와 같은 상이한 유형의 링크를 이용할 수 있다. 이들 상이한 유형의 링크(16, 24)는 상이한 루트, 매체, 및/또는 주파수를 통해 데이터를 전달할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 네트워크는 무선 주파수(RF) 링크를 이용할 수 있고, 그 반면에 VoIP 네트워크는 멀티-홉 패킷 교환형 접속을 이용할 수 있고 오직 하나의 RF 기반 링크(예컨대, 네트워크 노드(26)와 선택된 보코더(22a, 22b 또는 22c) 사이의 무선 링크)를 가질 수 있다. 멀티미디어 통신 네트워크(10)에서 이용되는 상이한 유형의 통신 링크(16, 24)로 인해, 네트워크(10) 내의 전달된 데이터도 상이한 열화 특성을 겪을 수 있다. 또한, 상이한 무선 서비스도 음성 신호의 인코딩 및 디코딩 시에 보코더를 사용할 수 있다. 예를 들어, 보코더(14a, 14b)는 보코더(22a, 22b, 22c)와는 상이한 아키텍처 또는 호환 불가능 비트 스트림을 가질 수 있다. 상이한 무선 네트워크에 사용되는 보코더 유형의 이러한 상이점도 음성 송신에 영향을 미칠 수 있고, 일반적인 핸드오프 기술을 복잡하게 할 수 있다.

데이터 전달이 통신 네트워크에서 상이한 유형의 무선 서비스에 걸쳐 상이하기 때문에, 신호 세기는 불충분한 통신 품질 결정요소일 수 있다. 예를 들어, 비트 에러율(BER)은 신호 열화를 측정하는 데 이용되는 일반적인 메트릭일 수 있다. 그러나, 단일 비트 에러가 VoIP 링크(예컨대, 링크(24))에서 패킷 누락(packet drop)을 가져올 수 있지만, 이러한 비트 에러는 셀룰러 링크(예컨대, 링크(16))를 통해 통신하는 사용자의 눈에 띄지 않을 수 있다. 따라서, 멀티미디어 네트워크가 오직 신호 세기에만 기초하여 핸드오프를 이행한다면(예컨대, 신호 열화 또는 BER의 몇몇 임계 레벨에서 핸드오프시킨다면), 핸드오프는 통신 사용자가 음성 품질에서 어떠한 지각 가능한 손실도 겪지 않았다 하더라도 통신 동안에 이행될 수 있다. 멀티미디어 네트워크에서 이러한 불필요한 핸드오프를 이행하는 것은, 네트워크에 복잡성 및/또는 비효율성을 초래할 수 있다. 예를 들어, 신호 품질 변동폭이 통신 시에 지연을 초래할 수 있는 급속한 핸드오프를 초래할 때 결과로서 핑-퐁잉(pin-ponging)이 생길 수 있다.

몇몇 실시예에서, 멀티미디어 네트워크(10)(또는 네트워크 내의 프로세서(32))는 상이한 유형의 무선 링크를 통해 통신 품질을 평가하는 데 적합한 것일 수 있는 품질 메트릭에 기초하여 핸드오프를 이행할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, "전체 음성 품질 메트릭"은 멀티미디어 통신 네트워크에서 핸드오프를 이행하는 데 이용될 수 있다. 전체 음성 품질 메트릭은 신호 세기의 소정 양상을 포함할 수 있지만, 오직 신호 세기의 측정치인 것만은 아닐 수 있다. 전체 음성 품질 메트릭을 판정하는 것은, 통신 동안에 하나의 사용자가 말하고 다른 사용자가 듣는 음성 신호의 음성 품질에 영향을 미치는 그 밖의 고려 사항을 포함하는 것일 수 있다. 추가적인 고려 사항은 통신 동안에 음성 신호의 품질에 영향을 미칠 수 있는 멀티미디어 네트워크(10) 내의 다양한 통신 루트를 통해 상이한 손상(예컨대, 최종 송신 음성 신호의 품질에 영향을 미치는 열화)을 포함할 수 있다. 이러한 손상은 전체 음성 품질 메트릭을 판정하도록 다양한 메트릭을 이용하여 판정 및/또는 정량화될 수 있다. 예를 들어, 음성 품질 메트릭은, 통신 디바이스 사용자에 의해 인지되는 예상 음성 품질의 예측을 제시하는 권고 G.107에서 정의된 국제 전기 통신 연합(international telecommunication union: ITU) E-모델을 포함할 수 있다. E-모델은 일반적인 통신 조건 하에서 (하나의 통신 디바이스의 화자로부터 제 2 통신 디바이스의 청자로의) 통신 루트를 따라 음성 품질 손상의 임의의 예측 가능한 소스를 설명할 수 있다.

E-모델의 음성 품질 예측은 R-인자 또는 R-스코어라고 지칭되는 부가적 선형 음성 품질 등급(additive linear voice quality rating)일 수 있으며, 0 내지 100의 스케일인 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 100의 스코어는 높은 음성 품질인 것으로 간주될 수 있고, 75의 스코어는 중간 음성 품질인 것으로 간주될 수 있으며, 50의 스코어는 낮은 음성 품질인 것으로 간주되어 핸드오프를 초래할 수 있다. 다른 실시예에서, R-인자에 기초한 임의의 분류 및 임계치(thresholds)는 변할 수 있고, R-인자의 분류 및 임계치에 기초하여 이행되는 임의의 핸드오프도 역시 변할 수 있다.

통신 네트워크에서 음성 송신에 대한 전체 음성 품질 메트릭을 판정하는 데 이용되는 가능한 손상 기여도(possible impairment contributions)를 포함하는 표(50)가 도 2에 제공된다. 품질 메트릭 개념을 더 예시하기 위해, 표(50)는 도 1의 멀티미디어 통신 네트워크에 적응될 수 있으며, 상이한 보코더(14a, 14b, 22a, 22b 또는 22c)가 각각의 루트에서 선택되는 도 1의 5개의 가능한 통신 루트 각각에 대한 총 품질 스코어(60)를 제공할 수 있다. 전체 음성 품질 메트릭은 통신 디바이스 사용자에 의해 인지되는 음성 또는 음성 신호의 품질을 지칭하는 것일 수 있는 총 품질 스코어(60)에 의해 표현될 수 있다.

일 실시예에서, 각 통신 루트에서의 손상 기여도는 보코더 손상(52), RF 링크 손상(54) 및 서브네트워크 손상(56)을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 손상은, 예를 들어 ITU-T 권고 P.833에서 발견되는 것과 유사한 방법론을 이용하여 판정될 수 있다. 보코더 손상(52)은 기선 품질 손상(baseline quality impairments), 비트 에러 또는 패킷 손실(BER 또는 PLR)로 인한 손상, 및 보코더의 알고리즘 지연(algorithmic delays)을 포함할 수 있다. 기선 품질 손상은 어떠한 비트 에러 또는 패킷 손실도 갖지 않은 보코더 자체의 품질을 표현할 수 있고, R-스코어로부터 감산될 수 있다. 비트 에러 또는 패킷 손실로 인한 손상 인자는 RF 링크 상의 낮은 신호 레벨 또는 정체된 서브네트워크 링크 상에서의 패킷 손실로부터 기인한 것일 수 있다. 비트 에러 손상 인자는 비트 지향 링크(bit-oriented link)에서 BER로 승산되어, R-스코어로부터 감산되는 수를 산출하게 할 수 있다. BER 손상은 또한 셀룰러 RF 링크와 유사한 통상의 회선 접속에 이용될 수 있다. 패킷 손실 손상 인자는 패킷 교환형 네트워크에서 PLR로 승산되어, R-스코어로부터 감산되는 수를 산출하게 할 수 있다. BER 손상과는 달리, PLR 손상은 회선 교환형 링크에는 적절하지 못한 것일 수 있다. 알고리즘 지연은 음성 신호의 압축 및 압축해제 시에 이용되는 프레임 크기에 기초한 보코더로부터의 총 지연일 수 있다. 이후에 논의되는 바와 같이, 보코더로부터의 지연은 통신 루트를 따라 다른 지연과 결합되어, 총 지연으로부터의 손상을 판정하게 할 수 있다. 보코더 손상(52)은 미리 알려진 것일 수 있는데, 이는 통신 네트워크(10)에서 사용되는 보코더가 알려진 특성을 가질 수 있기 때문이다.

통신 루트는 2개의 디바이스들 사이의 통신을 가능하게 하는 데이터를 전달하는 임의의 수의 링크를 포함할 수 있고, 음성 품질에 대한 손상은 그들 링크 중 임의의 것으로부터 초래될 수 있다. 예를 들어, 보코더(14a 또는 14b)를 필요로 하는 통신 루트는 RF 링크 손상(54)에 기여하는 링크(16) 및 서브네트워크 링크(들) 손상(56)에 기여하는 서브네트워크(20) 내의 임의의 링크도 포함할 수 있다. 유사하게, 보코더(22a, 22b 또는 22c)를 필요로 하는 통신 루트는 (RF 링크 손상(54)에 기여하는) 링크(24) 및 (서브네트워크 링크(들) 손상에 기여하는) 서브네트워크(28) 내의 임의의 링크도 포함할 수 있다. 통신 네트워크(10)의 각각의 링크(도 1)는 링크가 패킷 손실에 의해 열화될 수 있음을 의미하는 패킷 교환형(packet-switched) 또는 링크가 비트 에러에 의해 열화될 수 있음을 의미하는 비트 지향형(bit-oriented)으로 분류될 수 있다. 패킷 교환형 링크에 대해, PLR은 그 특정 통신 루트에서 사용되는 대응 보코더(예컨대, 링크(16)에 대한 보코더(14a 또는 14b))의 보코더 손실 손상 인자에 의해 측정 및 승산될 수 있다. 비트 지향형 링크에 대해, BER은 적절한 보코더 에러율 손상 인자에 의해 측정 및 승산될 수 있다. 결과로서 생성되는 수는 R-스코어로부터 감산될 수 있다.

총 지연은 보코더 알고리즘 지연 및 모든 개별 링크 링크을 포함하는 통신 루트 내의 모든 지연을 합산함으로써 계산될 수 있다. 그 후, 총 지연으로부터의 손상(58)이 ITU E-모델의 G.107 권고로부터 수학식 3-27 및 3-28을 이용하여 계산될 수 있다. (번호를 다시 매긴) 수학식은 아래와 같이 재현된다.

이 경우, Ta는 합산된 총 지연을 나타내는 것일 수 있고, Idd는 총 지연으로부터의 손상을 나타내는 것일 수 있다.

각각의 통신 루트에 대한 총 지연으로부터의 손상(58)도 R-스코어로부터 감산될 수 있다. 따라서, 각 통신 루트 내의 모든 손상을 감산하면 각각의 통신 루트에 대한 총 품질 스코어(60)가 생성된다. 총 품질 스코어(60)에 대한 계산은 아래의 수학식에서 표현될 수 있다.

이 경우, Rs는 네트워크 내의 각 통신 루트에 대한 총 품질 스코어(60)를 나타낸다. R₀은 어떠한 손상도 갖지 않은 완벽한 R-스코어를 나타내고, Iv는 (기본 보코더 품질을 포함하지만 보코더의 BER 또는 PLR 손상을 배제한) 각 통신 루트에서 사용되는 보코더로부터의 손상을 나타내며, Irf는 (RF 에러율 또는 손상률을 각각 보코더 에러 또는 손실 손상 인자로 승산함으로써 계산되는) BER/PLR 손실로부터 발생하는 RF 링크로부터의 손상을 나타내고, Isn은 (서브네트워크 에러율 또는 손상률을 각각 보코더 에러 또는 손실 손상 인자로 승산함으로써 계산되는) 서브네트워크 상의 BER/PLR 손실로부터 발생하는 서브네트워크 내의 다른 링크로부터의 손상을 나타내며, Idd는 (보코더 자체로부터 기인하는 지연, 및 통신 루트의 각 부분으로부터 합산되고 상기의 수학식 1 및 2를 이용하여 계산되는 지연을 포함하는) 총 지연으로부터의 손상을 나타낸다.

도 2에 설명된 표(50)의 개요는 (도 1에서와 같이) 표(50)의 통신 루트 데이터가 통신 네트워크(10)에서 저장 및/또는 계산될 수 있는 장소 및/또는 방법에 대한 도표를 예시하는 도 3에 제공된다. 총 품질 스코어(60)를 판정하는 것과 관련되는 소정의 데이터는 미리 알려진 것일 수 있고, 네트워크 정보 질의 유닛(62)에 저장될 수 있다. 네트워크 정보 질의 유닛(62)은 네트워크 정보를 저장하는 데 적합한 메모리를 포함할 수 있으며, 통신 속도 데이터를 이용하여 네트워크에서의 핸드오프를 관리할 수 있는 프로세서(예컨대, 도 1에서의 프로세서(32))에 의해 액세스 가능할 수 있다. 일 실시예에서, 네트워크 내의 상이한 통신 루트에 사용되는 보코더는 사전 결정된 것일 수 있으며, 보코더와 관련된 손상(Iv(52) 및 BER/PLR 손실 손상 인자)은 미리 알려진 것일 수 있고 네트워크 정보 질의 유닛(62)에 저장될 수 있다. 서브네트워크와 관련된 몇몇 손상(Isn(56))도 네트워크 정보 질의 유닛(62)에 저장될 수 있다. 또한, 보코더로부터의 지연(예컨대, 보코더에 대해 고유한 알고리즘 지연) 및 서브네트워크 지연은 총 지연(Idd(58))에 기여할 수 있으며, 이러한 지연 정보도 네트워크 정보 질의 유닛(62)에 저장될 수 있다.

각각의 서브네트워크(예컨대, 도 1의 서브네트워크(20, 28))가 (예컨대, 네트워크 노드들 또는 제어기들 사이에) 다수의 가능한 링크를 포함할 수 있기 때문에, 멀티-링크 핑 유닛(66)은 서브네트워크 내의 통신 루트(예컨대, 서브루트)에 대한 데이터 전달과 관련된 지연을 계산하는 데 사용될 수 있다. 멀티-링크 핑 유닛(66)은 또한 서브네트워크의 각 서브루트에서 발생하는 데이터 손실을 계산할 수 있다. 서브네트워크 내에서 상이한 서브루트와 관련된 계산된 손실 및 지연도 멀티미디어 네트워크(10)에서의 핸드오프 관리 시에 이용될 총 품질 스코어(60)를 판정하는 데 이용될 수 있다.

각각의 통신 루트는 또한 RF 링크를 포함할 수 있다. 멀티미디어 네트워크(10)에서 이용되는 무선 서비스의 유형에 따라, 통신 루트는 주로 RF 링크를 이용할 수 있으며(예컨대, 셀룰러 시스템), 또는 멀티-홉 접속을 수반하고 통신 루트에서 최종 단계로서 RF 링크를 이용할 수 있다(예컨대, VoIP 시스템). 따라서, 상이한 통신 루트에 대해 RF 링크에 의해 기여되는 손상은 멀티미디어 네트워크(10)에서 현저히 변화할 수 있다. 또한, 통신 디바이스 사용자(예컨대, 사용자(12))는 디바이스가 링크된 네트워크 노드에 대해 상대적으로 끊임없이 움직일 수 있기 때문에, RF 링크는 통신 전반에서 변경되어, 사용자(12)의 통신 루트 내의 RF 링크에 의해 기여되는 손상을 변경시킬 수 있다. RF 링크와 관련된 지연 뿐 아니라 RF 링크 손상(Irf(54))은 RF 링크 품질 분석 유닛(64)에 의해 계산될 수 있으며, 몇몇 실시예에서, RF 링크 품질 분석 유닛(64)은 RF 링크 손상(54)을 동적으로 계산할 수 있다. RF 링크 품질 분석 유닛(64)은 네트워크(10) 내의 프로세서(32)의 일부분일 수 있으며, 또는 RF 링크 손상(54)을 분석하고 손상 데이터를 이용하여 멀티미디어 네트워크(10)에서의 핸드오프를 관리할 수 있는 별도의 처리 유닛일 수 있다.

네트워크 정보 질의 유닛(62)에 저장된 정보, 및 RF 링크 품질 분석 유닛(64) 및 멀티-링크 핑 유닛(66)에 의해 계산된 정보는 모두 멀티미디어 네트워크(10)에서 핸드오프를 관리하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(32)는 상이한 유닛(62, 64, 66)에서 저장 및/또는 계산되는 정보를 이용하여, 통신 루트의 링크를 스위칭함으로써 핸드오프를 가능하게 하는 크로스바 스위치(68)를 관리할 수 있다. 크로스바 스위치(68)는 멀티미디어 통신 네트워크(10)에서 링크를 스위칭할 수 있는 (그에 따라 통신 루트를 변경할 수 있는) 임의의 스위치일 수 있다.

도 4는 본 기술의 몇몇 실시예에서 멀티미디어 네트워크(10)에서의 핸드오프를 관리하는 프로세스(70)를 개괄하는 순서도를 제공한다. 프로세스(70)는 통신 루트 상의 손상을 포함하는 손상을 추정하는 단계(블록(72))를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 손상은 통신 루트에서 보코더에 의해 기여되는 것(Iv), 서브네트워크에 의해 기여되는 것(Isn) 또는 RF 링크(Irf)에 의해 기여되는 것일 수 있다. 보코더, 서브네트워크 및 RF 링크를 통한 데이터의 전달도 또한 지연을 초래할 수 있으며, 이러한 지연은 합산될 수 있다(블록(74)). 지연의 합산은, 예를 들어 이전에 제시된 수학식 1 및 2를 이용하여 지연 손상(Idd)을 계산(블록(76))하는 데 이용될 수 있다. 모든 손상은 통신 루트의 총 품질 스코어(60)를 산출하도록 R-스코어로부터 감산될 수 있다(블록(78)). 통신 루트의 총 품질 스코어(60)는 핸드오프를 이행(블록(80))하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(32)는 여러 통신 루트의 총 품질 스코어(60)를 비교하여 핸드오프가 통신 네트워크(10)에서 특정 통신에 대해 이행될 시기 및/또는 이행 여부를 결정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로세서(32)는 몇몇 임계치 음성 품질 스코어를 갖는 제 1 통신 루트로부터 허용할 수 있는 음성 품질 스코어(예컨대, 100 중 70 또는 100 중 75 등을 넘는 스코어)를 갖는 제 2 루트로의 핸드오프를 이행할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 멀티미디어 네트워크(10)에서의 핸드오프는 음성 품질 스코어가 임계치 레벨 아래로 떨어지기 전에 이행될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 디바이스의 공간적 위치에 기초하여 통신 디바이스의 전체 음성 품질 메트릭을 저장할 수 있다. 이러한 정보는 네트워크(10)의 임의의 적합한 저장 유닛(예컨대, 네트워크 정보 질의 유닛(62) 및/또는 RF 링크 품질 분석 유닛(64)에 의해 계산되는 정보)에 저장될 수 있고, 적합한 프로세서(예컨대, 프로세서(32))는 저장된 전체 음성 품질 메트릭에 액세스하여, 핸드오프가 필요함직한 때를 예측할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 사용자가 하나의 위치로부터 낮은 전체 음성 품질 메트릭 및 필수적인 핸드오프를 초래하는 다른 위치로 이동한다면, 음성 품질이 허용될 수 없게 되는 위치로 사용자가 이동하기 전에 선제 핸드오프(preemptive handoff)가 이루어질 수 있다. 이러한 선제 핸드오프를 이행함으로써, 핸드오프 설립 시의 지연이 감소할 수 있다. 따라서, 이동 통신 디바이스의 사용자는 필수적인 핸드오프를 초래하는 통신 루트를 옮겨 다닐 수 있다. 또한, 통상의 핸드오프 선택(handoff selection)이 손상되어야 한다면, 선제 핸드오프는 다른 핸드오프 루트에 대한 고려 사항을 허용하도록 하는 보안 간격(safety interval)을 제공할 수 있다.

또한, 몇몇 실시예에서, 핸드오프는 또한 각각의 가능한 통신 루트와 관련된 비용에 기초한 것일 수 있다. 예를 들어, 하나의 통신 루트가 다른 통신 루트보다 더 높은 음성 품질 스코어를 가질 수 있다 하더라도, 프로세서(32)는 여전히 2개의 루트들 사이의 비용 비교에 기초하여 보다 낮은 음성 품질 루트를 선택할 수 있다. 또한, 허용할 수 있는 음성 품질 스코어에 대한 임계치는 비용에 따라 변화 가능할 수 있다. 비용에 부분적으로 기초한 핸드오프의 관리는 통신 디바이스 사용자에 의해 제어될 수 있고, 또는 사전 프로그래밍될 수 있다.

본 발명의 소정 특징만이 본 명세서에 예시되고 설명되었지만, 당업자라면 많은 수정 및 변경을 생각할 것이다. 따라서, 첨부한 특허청구범위는 본 발명의 진정한 사상 내에 있는 이러한 모든 수정 및 변경을 포괄하고자 하는 것임이 이해될 것이다.

Claims

통신 네트워크에서 통신을 관리하는 방법(70)으로서,
상기 통신 네트워크(10)에서 통신 루트에 대한 전체 음성 품질 메트릭(60)을 추정하는 단계(72)와,
상기 전체 음성 품질 메트릭(60)의 추정치에 기초하여 핸드오프를 제어하는 단계(80)를 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전체 음성 품질 메트릭(60)을 추정하는 단계(72)는 ITU-E 모델과 유사한 알고리즘을 채용하는 단계를 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전체 음성 품질 메트릭(60)을 추정하는 단계(72)는 음성 신호 품질 스코어(60)로부터 음성 신호 손상(52, 54, 56, 58)을 감산하는 단계(78)를 포함하되,
상기 음성 신호 손상(52, 54, 56, 58)은,
상기 통신 네트워크(10) 내의 하나 이상의 보코더(14, 22)와 관련된 손상(52)과,
상기 통신 네트워크(10)에서 이용되는 하나 이상의 무선 주파수(RF) 링크와 관련된 손상(54)과,
상기 통신 네트워크(10) 내의 하나 이상의 서브네트워크(20, 28)와 관련된 손상(56)과,
상기 하나 이상의 보코더(14, 22), RF 링크 및 서브네트워크(20, 28)를 통한 데이터 전달로부터 발생하는 지연과 관련된 손상(58)
중 적어도 하나를 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 통신 루트는 상기 통신 네트워크(10)에서 제 1 통신 디바이스(12), 제 2 통신 디바이스(12), 하나 이상의 네트워크 노드(18, 26) 및 서브네트워크(20, 28) 사이의 신호 전달을 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 통신 루트는 RF 링크(16, 24) 및 인터넷 전화 통화 규약(voice over inter protocol: VoIP) 링크(16, 24) 중 하나 이상을 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 통신 루트는 하나 이상의 비트 지향형 링크 또는 하나 이상의 패킷 교환형 링크를 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 핸드오프를 제어하는 단계(80)는 상기 전체 음성 품질 메트릭(60)의 추정치가 임계치 아래로 떨어질 때 핸드오프를 이행하는 단계를 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
2개 이상의 통신 루트에 대해 상기 전체 음성 품질 메트릭(60)을 추정하는 단계(72)를 포함하되,
상기 핸드오프를 제어하는 단계(80)는 제 2 통신 루트가 제 1 통신 루트의 전체 음성 품질 메트릭(60) 추정치보다 더 높은 전체 음성 품질 메트릭(60) 추정치를 가질 때 상기 제 2 통신 루트로 스위칭하는 단계를 포함하는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전체 음성 품질 메트릭(60) 추정치는 0 내지 100으로 스케일링되는
통신 관리 방법.
제 1 항에 있어서,
전체 음성 품질 메트릭(60) 추정치를 상기 통신 네트워크(10)의 공간적 위치의 함수로서 저장하는 단계(62, 64)를 포함하며,
상기 핸드오프를 제어하는 단계는 상기 통신 네트워크(10)에서 통신 디바이스의 예측된 공간적 위치에 기초하여 핸드오프를 개시하는 단계를 포함하는
통신 관리 방법.