KR20150019443A - 이종망 통신 시스템을 지원하는 사용자 단말에서 네트워크를 적응적으로 선택하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

이종망 통신 시스템을 지원하는 사용자 단말에서 네트워크를 적응적으로 선택하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 서로 다른 종류의 네트워크들을 지원하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 단말의 상태 정보와, 적어도 하나의 네트워크 별 네트워크 상태 정보, 송수신할 데이터의 크기 정보 중 적어도 하나를 획득하는 과정과, 상기 단말의 상태 정보와, 상기 네트워크 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 데이터 송수신에 사용될 수 있는 적어도 하나의 후보 네트워크를 결정하는 과정과, 상기 결정된 후보 네트워크에서 가능한 네트워크 조합 별로 데이터 송수신을 위한 비용 함수를 계산하는 과정과, 상기 계산된 네트워크 조합 별 비용 함수 값 중 비용 함수 값이 최소가 되는 네트워크 조합을 선택하는 과정과, 상기 선택된 네트워크 조합을 이용하여 상기 데이터 송수신을 수행하는 과정을 포함하며, 상기 실시예 외의 다른 실시예들이 가능하다.

Description

이종망 통신 시스템을 지원하는 사용자 단말에서 네트워크를 적응적으로 선택하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치{APPARATUS FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION BY ADAPTIVELY SELECTING A NETWORK IN A MOBILE STATION SUPPORTING HETEROGENEOUS NETWORK COMMUNICATION SYSTEMS}
본 발명은 이종 망을 사용하는 사용자 단말에서 네트워크를 선택하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 사용자 단말은 셀룰러 통신 네트워크와 무선 랜(Wireless LAN) 네트워크를 모두 지원하여 통신 서비스를 제공받는 것이 일반적이다. 상기 셀룰러 통신 네트워크의 대표적인 예로서, WCDMA, LTE(Long Term Evolution) 또는 WiBro 등을 들 수 있고, 무선 랜 네트워크의 대표적인 예로서 WiFi를 들 수 있다.
한편, 스마트폰의 등장과 LTE와 같은 고속 데이터 통신이 가능해짐에 따라 사용자 단말은 고용량의 데이터를 송수신하면서, 사용자 단말의 사용자는 예를 들어, LTE와 WiFI 중 어떤 네트워크를 사용하여 데이터 서비스를 제공받을지에 대하여 선택을 하게 된다. 통상적으로 LTE와 같은 셀룰러 통신 시스템을 사용하는 데이터 서비스는 데이터 사용량이 사용자가 가입한 요금제에 해당하는 데이터 용량을 초과할 경우 추가적인 과금이 되지만, WiFi의 경우에는 과금 없이 데이터 서비스를 받을 수 있는 것이 일반적이다.
한편, 3세대 이동 통신 시스템인 WCDMA 시스템을 통한 데이터 송수신 속도는 WiFi 를 통한 데이터 송수신 속도보다 느린 것이 일반적이었지만, 최근 등장한 LTE 또는 LTE-A에서의 데이터 송수신 속도는 Wifi를 이용한 데이터 송수신 속도보다 빠르다. 따라서 WCDMA와 Wifi이 동시에 지원될 경우 사용자는 Wifi 서비스를 이용하는 것이 일반적이었지만, LTE 또는 LTE-A와 Wifi가 동시에 지원될 경우 사용자는 비용과 데이터 속도 등을 고려하여 선택을 하는 것이 보통이다.
한편, 일반적으로 WiFi는 LTE에 비해 에너지 소모가 적은 것으로 알려져 있지만, WiFi가 오프 상태에서 에너지 효율이 높은 쪽으로 데이터 전송을 하고자 할 때, 무조건 WiFi를 온할 경우, WiFi 를 위한 억세스 포인트(Access Point: AP)에 접속하여 데이터 전송이 가능하기까지 추가로 소모되는 에너지로 인해, WiFi를 사용하지 않고 LTE로 데이터 전송을 하는 경우가 에너지 소모가 더 적을 수도 있다.
WiFi와 LTE를 모두 사용할 수 있는 경우 네트워크 관점에서 트래픽의 분산을 위하여 WiFi와 LTE를 동시에 사용하게 한다면, 이는 사용자의 선호도나 단말의 상황을 고려하지 않게 된다. 또한, 사용자가 하나의 네트워크만을 사용할지 WiFi와 LTE를 동시에 사용할지 위해서는 이 선택을 위한 기준이 필요하지만 사용자 입장에서는 순간적으로 변화하는 사용자 단말의 동작 상태와 네트워크의 변화 상태를 판단할 수도 없다.
따라서 셀룰러 이동 통신 시스템과 WLAN 통신 시스템과 같이 이종 통신 네트워크를 지원하는 사용자 단말에서 데이터 송수신을 위하여 효율적인 네트워크를 적응적으로 선택할 필요가 있다.
본 발명의 실시예는 이종 네트워크를 지원하는 사용자 단말에서 단말의 동작 상태와 네트워크의 상태를 반영하여 데이터를 전송하기 위한 최적의 네트워크를 선택하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는 이종 네트워크를 지원하는 사용자 단말에서 전송 시간, 전력 소모, 전송 비용에 대해 가중치를 설정하고 설정된 가중치에 따라 데이터를 전송하기 위한 최적의 네트워크를 선택하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는 이종 네트워크를 지원하는 사용자 단말에서 설정된 가중치를 반영하여 네트워크를 선택하기 위한 비용 함수를 결정하고 비용함수의 값이 최소가 되는 네트워크를 선택하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는 이종 네트워크를 지원하는 사용자 단말에서 네트워크의 상태를 반영하여 최적의 네트워크를 선택하기 위하여 네트워크의 데이터 전송률을 설정하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는 이종 네트워크를 지원하는 사용자 단말에서 데이터 전송을 위한 네트워크를 선택하여 데이터 전송을 시작한 이후 잔여 전송 데이터 크기와 네트워크 상태를 반영하여 새로운 최적의 네트워크를 선택하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예가 제공하는 서로 다른 종류의 네트워크들을 지원하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법은, 단말의 상태 정보와, 적어도 하나의 네트워크 별 네트워크 상태 정보, 송수신할 데이터의 크기 정보 중 적어도 하나를 획득하는 과정과, 상기 단말의 상태 정보와, 상기 네트워크 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 데이터 송수신에 사용될 수 있는 적어도 하나의 후보 네트워크를 결정하는 과정과, 상기 결정된 후보 네트워크에서 가능한 네트워크 조합 별로 데이터 송수신을 위한 비용 함수를 계산하는 과정과, 상기 계산된 네트워크 조합 별 비용 함수 값 중 비용 함수 값이 최소가 되는 네트워크 조합을 선택하는 과정과, 상기 선택된 네트워크 조합을 이용하여 상기 데이터 송수신을 수행하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시예가 제공하는 서로 다른 종류의 네트워크들을 지원하여 데이터를 송수신하는 단말 장치는, 단말의 상태 정보를 수집하는 단말 정보 수집부와, 적어도 하나의 네트워크 별 네트워크 상태 정보를 수집하는 네트워크 정보 수집부와, 송수신할 데이터의 크기 정보를 분석하는 어플리케이션 분석부와, 상기 단말의 상태 정보와, 상기 네트워크 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 데이터 송수신에 사용될 수 있는 적어도 하나의 후보 네트워크를 결정하고, 상기 결정된 후보 네트워크에서 가능한 네트워크 조합 별로 데이터 송수신을 위한 비용 함수를 계산하고, 상기 계산된 네트워크 조합 별 비용 함수 값 중 비용 함수 값이 최소가 되는 네트워크 조합을 선택하는 제어부와, 상기 선택된 네트워크 조합을 이용하여 상기 데이터 송수신을 수행하는 전송부를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 효과를 간략히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예는 이종 통신 네트워크를 지원하는 사용자 단말에서 데이터 전송을 위한 네트워크를 선택하기 위하여 사용자의 전송 선호도를 고려하여, 전송 시간, 에너지 소모, 전송 비용에 대하여 가중치를 부여하여 각 항목에 대하여 우선 순위가 반영되는 최적의 전송 네트워크를 선택할 수 있다.
한편, 전송 네트워크를 선택할 시, 사용자 단말의 상태 정보, 네트워크의 상태 정보, 전송할 데이터의 크기 등을 고려하기 때문에, 변화하는 상황에 따라 최적의 네트워크를 적응적으로 선택할 수 있어, 전송 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 장치 구성을 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 사용자 단말의 사용자 인터페이스(110)를 통하여 가중치 설정을 위한 세부 항목들과, 네트워크 상태의 세부 항목들이 디스플레이되는 것을 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전체 전송 데이터의 크기 중 LTE 부분데이터의 크기에 따른 정규화 비용함수의 가능한 형태들과, 그에 따른 최적의 네트워크를 선택하는 예시를 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말에서의 방법을 설명하는 도면,
도 5(a), 도 5(b), 도 5(c)는 본 발명의 실시예에 따라 현재까지 이미 사용한 에너지의 비율 (Eu)에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면,
도 6(a), 도 6(b), 도 6(c)는 본 발명의 실시예에 따라 유료데이터 허용량 대비 현재까지 사용데이터의 비율(Bu)에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면,
도 7(a), 도 7(b), 도 7(c)는 본 발명의 실시예에 따라 전송시간에 대한 가중치값(α)의 변화에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면,
도 8(a), 도 8(b), 도 8(c)는 본 발명의 실시예에 따라 전력 절약에 대한 가중치값(β)의 변화에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면,
도 9(a), 도 9(b), 도 9(c)는 본 발명의 실시예에 따라 비용 절약에 대한 가중치값(γ)의 변화에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면.
이하에서 본 발명의 다양한 실시예들이 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
한편, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 및 약칭에 대하여 설명한다.
“데이터 전송”이란 사용자 단말이 데이터 서비스를 제공받기 위하여 임의의 데이터 서버와 비디오, 오디오, 텍스트, 이미지 등 일정한 크기를 가지는 다양한 데이터를 송신 또는 수신하는 것을 의미한다. 즉, 명백히 다른 기재가 없다면, 본 발명에서 “데이터 전송”은 사용자 단말이 서버로 데이터를 송신하는 것과, 서버가 사용자 단말로 데이터를 전송하는 것을 모두 포함하는 개념이다. 또한, 사용자 단말의 측면에서 “데이터 전송”은 “데이터 송수신”이 동일한 의미로 혼용될 수도 있다.
“LTE 통신 시스템”은 “셀룰러 통신 시스템”의 대표하는 일 예시로서 사용될 수 있지만, 이러한 기재가 본 발명이 LTE 통신 시스템만으로 한정하려는 의도는 아니다. 즉, 본 발명에서 LTE 시스템과 셀룰러 통신 시스템은 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, “WiFi 통신 시스템”은 “무선 랜(Wireless LAN) 통신 시스템”을 대표하는 일 예로서 사용될 수 있지만, 이러한 기재가 본 발명이 WiFi 통신 시스템만으로 한정하려는 의도는 아니다. 즉, 본 발명에서 WiFi 시스템과 WLAN 통신 시스템은 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다.
“액티브 네트워크”는 해당 네트워크가 활성화 상태이고, 임의의 단말이 해당 네트워크의 커버리지 내에 위치하여 상기 단말이 해당 네트워크 장치를 온(on)할 경우, 해당 네트워크로부터 그 네트워크의 식별자를 수신할 수 있는 네트워크를 의미한다.
“후보 네트워크”는 본 발명에서 제안하는 최적의 네트워크의 조합을 선택할 때, 네크워크의 조합 에 사용될 수 있는 네트워크를 의미한다. 액티브 네트워크는 후보 네트워크에 포함되는 것이 일반적이지만, 액티브 네트워크 중에서 후보 네트워크에 포함되지 않을 수 있고, 액티브 네트워크가 아닌 네트워크 중에서도 후보 네트워크에 포함되는 경우도 있다.
“사용(되는) 네트워크” 또는 “사용(된) 네트워크”, 또는 “선택(된) 네트워크”, “선택(되는) 네트워크”는 모두 본 발명에서 제안하는 방식에 따라 데이터 전송을 위하여 선택된 최적의 네트워크 조합을 의미하며, 상기 용어들은 본 명세서에서 동일한 의미로 혼용될 수 있다.
“네트워크의 조합”이란 하나의 네트워크가 선택되거나 또는 둘 이상의 네트워크가 선택된 것을 의미한다. 예를 들어, 네트워크 A, B, C에서 가능한 네트워크의 조합은 <네트워크 A>, <네트워크 B>, <네트워크 C>, <네트워크 A, B>, <네트워크 B, C>, <네트워크 A, C>, <네트워크 A, B, C>가 된다.
본 명세서에서 “전송 시간”과 “전송 속도”는 동일한 개념으로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, “에너지”, “전력” “배터리”는 동일한 개념으로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, “유료 데이터 비용”, “데이터 전송 비용”은 동일한 개념으로 혼용되어 사용될 수 있다.
본 명세서에서 “평균 데이터 전송률”은 해당 네트워크 또는 네트워크들의 조합을 이용하여 데이터를 전송하는 시간 구간 동안의 평균 데이터 전송률을 의미하며, 특별한 기재가 없는 한 “데이터 전송률” 또는 “평균 전송률” 또는 “전송률”로 약칭되거나 혼용되어 사용될 수 있다.
본 명세서에서 “사용자 단말”, “이동 단말”은 “단말”로 약칭되거나 상호 혼용될 수 있다.
본 발명의 실시예들의 상세한 설명에 앞서 본 발명의 다양한 실시예들의 기본 개념을 간략히 설명한다.
본 발명의 실시예들은 사용자 단말이, 적어도 하나 이상의 후보 네트워크들의 가능한 조합들 중에서 데이터 전송을 위한 최적의 네트워크 조합을 선택하는 방안에 관한 것이다. 예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 또는 WiBro 와 같은 셀룰러 통신 네트워크와 WiFi와 같은 무선 랜(Wireless LAN)을 함께 사용하는 스마트폰과 같은 사용자 단말에서 데이터를 송수신하기 위한 최적의 네트워크를 선택하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명의 실시예들에서는 데이터의 전송 시간, 사용자 단말의 전력 소모, 데이터 전송 비용에 대하여 가중치를 부여하고, 각 가중치를 고려하여 전송 시간, 전력 소모, 전송 비용들에 대한 정규화된 비용 함수를 계산하고 전체 정규화된 비용 함수가 최소가 되는 네트워크의 조합을 데이터 전송을 위한 최적의 네트워크로 선택한다. 이때 정규화된 비용 함수를 계산하기 위하여 사용자 단말의 상태 정보, 네트워크의 상태 정보, 전송할 데이터 크기 등이 고려될 수 있다.
또한, 네트워크 장치의 전원이 오프(off) 상태일 경우, 해당 네트워크 장치의 전원을 온(on) 상태로 하여 데이터 전송을 수행할 수 있도록 동적 IP 주소 할당 (Dynamic Host Configuration Protocol: DHCP) 및 라우팅(routing) 경로 설정 등의 네트워크 연결을 위하여 필요한 추가적인 시간 지연 및 전력을 고려한다. 또한, 각 네트워크 장치가 슬립(sleep) 모드 상태에서 데이터 전송의 전후에 소모되는 추가적인 프로모션(promotion) 시간 지연과 프로모션 전력 및 테일(tail) 전력을 고려할 수 있다. 참고로 상기 프로모션 시간 지연과 프로모션 전력이란 사용자 단말의 해당 네트워크 장치가 슬립 모드에서 활성화 상태로 되기 위한 시간 지연과 소모 전력을 말하고, 상기 테일 전력이란 데이터 전송이 완료된 이후 슬립 모드로 다시 복귀하기까지의 전력을 말한다.
한편, 네트워크 상태가 동일하고 전송 시간, 전력 소모, 전송 비용에 대한 가중치 값이 동일한 경우에도 전송 데이터의 크기에 따라 최적의 네트워크 조합이 달라질 수 있다. 데이터 전송 시간, 전력 소모, 유료 데이터 사용량 각각의 비용 함수를 데이터 크기의 함수로 표현할 수 있기 때문이다. 이 경우 전송하고자 하는 데이터의 크기를 입력으로 할 때, 네트워크 상태 및 항목별 가중치 설정값을 반영하여, 현재 사용자 단말에 연결되어 있는 네트워크를 사용하여 데이터를 계속 전송하거나 또는 새로운 네트워크의 조합을 사용하여 데이터를 전송할 지 여부를 선택할 수 있다.
한편, 데이터 전송의 시작 이전에 데이터 전송을 위한 네트워크를 선택하는 단계에서는 후보 네트워크들의 가능한 조합 별로 평균 전송률의 예상값을 추정하고 상기 예상값을 이용한 비용 함수를 계산하여 네트워크를 선택한다. 그런데 선택된 네트워크를 이용하여 실제 데이터가 전송된 이후에는 실제의 평균 전송률이 네트워크 선택 단계에서 사용된 평균 전송률의 예상값과 다를 수 있다. 따라서 이러한 차이점을 고려하여 실제 데이터가 전송된 이후에는 현재 선택된 네트워크의 비용 함수 계산 시에 고려된 평균 전송률이 전체 비용 함수값을 소정 범위 이상으로 증가시킬 경우, 실제의 평균 전송률을 고려하여 새로운 네트워크 조합을 선택할 수도 있다.
이하에서 이종 통신 네트워크로서 셀룰러 통신 네트워크와 무선 랜 통신 네트워크가 실시예로서 설명될 것이다. 또한, 셀룰러 통신 네트워크로서 LTE 네트워크가 예시되고, 무선 랜 통신 네트워크로서 WiFi 네트워크가 예시된다. 그러나 본 발명의 실시예들은 이종 통신 네트워크는 이것들에 한정되지 않으며, 또한, 이종 통신 네트워크의 개수와 그 종류와 무관하게 적용될 수 있음을 밝혀 둔다.
이하에서 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 장치 구성을 설명하는 도면이다.
단말 정보 수집부(105)는 현재 사용자 단말의 상태 정보를 모니터링하고 이를 수집한다. 상기 사용자 단말의 상태 정보란 현재 사용자 단말의 설정 및 사용 여부와 단말의 이동성 또는 단말의 동작 여부에 관련된 정보를 말한다. 구체적으로 사용자 단말의 상태 정보는 현재 사용자 단말의 “배터리 잔량 정보”, 사용자 단말이 가입한 요금제에 따른 “월 데이터 총량 정보”, 현재까지의 “유료 데이터 사용량 정보”를 포함하며, 이 정보들은 제어부(125)와 사용자 인터페이스(110)로 전달된다. 한편, 단말 정보 수집부(105)의 상태 정보 모니터링은 소정 주기에 따라 주기적으로 수행되거나 또는 제어부(125)의 업데이트 요청 또는 사용자 단말의 사용 환경 변화와 같은 특정 이벤트의 발생에 의하여 수행될 수 있다.
또한, 사용자 단말의 상태 정보는 사용자 단말이 이동하고 있는 경우 단말의 이동 속도, 이동 범위 등을 포함하는 “사용자 단말의 이동성 정보”와, 사용자 단말 디스플레이 장치에 관련된 “디스플레이 관련 정보”, 사용자 단말이 현재 작동 중인지 여부에 관한 “사용자 단말 동작 정보”를 더 포함한다. 이 정보들은 제어부(125)로 전달된다.
상기 “사용자 단말의 이동성 정보” 는 사용자 단말이 현재 접속한 네트워크의 신호 세기, 사용자 단말 내에 내장된 가속계, 중력계, 또는 GPS(global positioning system) 등을 이용하여 획득할 수 있다. 상기 “디스플레이 관련 정보”는 디스플레이 장치의 온/오프(on/off) 여부와, 온 상태일 경우 디스플레이의 밝기에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, “사용자 단말 동작 정보”는 백그라운드 어플리케이션이 아닌 특정 어플리케이션이 실행 중인지 여부 또는 CPU 사용량이 소정 임계값 이상인지 여부 등으로부터 판단할 수 있다.
상기 사용자 단말의 상태 정보들은 제어부(125)의 동작에 사용되고, 사용자 인터페이스(110)에서 표시되는 값들의 초기값으로 사용될 수 있다.
상기 단말의 상태 정보가 사용자 인터페이스(110)에서 사용되는 예를 들면, 사용자 인터페이스(110)는 전달받은 단말의 상태 정보들 중 적어도 하나의 값을 이용하여 에너지 사용 허용량, 유료데이터 허용량의 초기값으로 표시할 수 있다. 이는 후술되는 도 2에서 더 설명될 것이다.
네트워크 정보 수집부(115)는 네트워크 상태 정보를 분석 및 수집하고 이를 제어부(125) 또는 사용자 인터페이스(110)로 전달한다. 상기 네트워크 상태 정보 수집은 소정 주기에 따라 주기적으로 수행되거나 또는 제어부(125)의 요청 또는 네트워크의 환경 변화와 같은 특정 이벤트의 발생에 의하여 수행될 수 있다. 상기 네트워크 상태 정보는 “액티브 네트워크 정보”와 액티브 네트워크 별 “평균 전송률”을 포함한다. 상기 “액티브 네트워크 정보”와 “평균 전송률”에 대해서는 후술하기로 한다.
사용자 인터페이스(110)는 네트워크 상태 표시부(109)와 가중치 설정부(107)를 포함한다.
네트워크 상태 표시부(109)는 사용자가 전송 속도, 전력 소모, 전송 비용의 각 항목에 대하여 가중치를 설정하는 데 필요한 네트워크 상태 정보를 사용자에게 디스플레이한다. 구체적으로, 후보 네트워크의 종류와 해당 네트워크의 현재 동작 상태, 송신할 데이터의 전송 시간 예상 값, 데이터 송신 시 배터리 소모 예상 값, 현재까지의 유료 데이터 사용량을 표시한다. 이때 상기 표시되는 항목들은 네트워크 정보 수집부(115)로부터 전달되는 네트워크 상태 정보 또는 단말 정보 수집부(105)로부터 전달되는 단말의 상태 정보에 기초하여 표시될 수 있다.
가중치 설정부(107)는 사용자가 데이터 전송 속도(전송 시간), 전력 소모(전력 절약), 전송 비용(비용 절약)들 각각에 대한 가중치를 설정할 수 있도록 한다. 상기 가중치는 디폴트(default) 값으로 설정되거나, 사용자에 의하여 각 항목에 대하여 설정될 수 있다.
가중치 설정부(107)의 세부 항목들은 사용자 인터페이스(110)를 통하여 사용자에게 디스플레이되어서 사용자가 세부 항목들에 대한 가중치를 설정할 수 있게 한다. 이렇게 설정된 가중치는 제어부(125)로 전달된다.
도 2는 사용자 단말의 사용자 인터페이스(110)를 통하여 가중치 설정을 위한 세부 항목들과, 네트워크 상태의 세부 항목들이 디스플레이되는 것을 예시한 도면이다.
네트워크 상태 표시부(109)에는 현재 후보 네트워크의 종류와 해당 네트워크의 현재 동작 상태와, 해당 네트워크에서 데이터 전송과 관련된 세부 항목들이 표시되어 있다. 이 정보들은 네트워크 정보 수집부(115)로부터 전달된 네트워크 상태 정보 또는 단말 정보 수집부(115)이 단말 상태 정보에 기초한 것이다.
구체적으로 LTE(211)와 WiFi(212)가 후보 네트워크로서 표시되었고 현재 LTE가 켜진 상태에서 미사용 중이며, WiFi가 사용중임이 표시되었다.
또한, 세부 항목들은 전송 시간(213), 배터리 소모량(215), 유료망 사용량(217) 항목들이 있다. 상기 전송 시간(221) 항목에는 전체 데이터의 전송 시간 예상 값 및/또는 현재 데이터 전송 중 중의 잔여 전송 시간 등과 같은 전송 시간과 관련된 값이 표시될 수 있으며, 데이터의 송수신과 함께 실시간으로 업데이트될 수 있다.
또한, 전송 시간(221) 항목과 관련하여 최소 전송 속도 요구량(214)이 표시될 수 있다. 최소 전송 속도 요구량(214) 초기값은 후보 네트워크들의 데이터 전송률 중 최소값으로 설정될 수 있고, 사용자가 상기 설정된 초기값보다 크고, 후보 네트워크들(도 2에서는 LTE와 WiFi)의 데이터 전송률의 합보다 작은 값의 범위 내에서 설정할 수 있다. 사용자에 의해 설정된 최소 전송 속도 요구량(214)은 제어부(125)로 전달된다.
배터리 소모량(215) 항목에는 전체 데이터를 송수신할 시 예상되는 배터리 소모량, 현재까지의 배터리 소모량 등과 같이 해당 네트워크를 이용하여 데이터를 송수신할 경우의 사용자 단말의 전력과 관련된 값을 표시될 수 있다. 추가적으로 사용자 단말의 디스플레이 화면을 온(on)할 경우와, 오프(off)할 경우 각각에 대하여 별도로 표시를 할 수 도 있다. 예를 들어, 디스플레이가 온(on)인 경우, 디스플레이에 의한 배터리 소모량은 디스플레이의 평균 전력 값과 예상 전송 시간 값을 곱한 값으로 나타낼 수 있고, 이 결과 값은 데이터 전송에 의한 예상 배터리 소모량에 더해질 수 있다.
배터리 소모량(215)과 관련하여 에너지 사용 허용량(216) 항목이 표시될 수 있으며, 이것의 초기값은 현재의 배터리 잔량으로 설정되고, 상기 초기값보다 작은 범위 내에서 사용자가 설정할 수 있다. 사용자에 의해 설정된 에너지 사용 허용량(216) 값은 제어부(125)로 전달된다.
유료망 사용량(217) 항목에는 해당 네트워크로 데이터를 전송 시 예상되는 유료 데이터 의 사용량 및/또는 현재까지의 유료 데이터 사용량 등 해당 네트워크를 이용하여 데이터를 전송할 경우의 유료 데이터 사용과 관련된 값이 표시될 수 있다.
유료망 사용량(217)과 관련하여 유료 데이터 허용량(218)이 표시될 수 있으며, 여기에는 사용자 단말이 데이터 정액 요금제로 데이터 서비스를 가입한 경우, 정액제 데이터의 월간 할당량 중 현재 가용한 데이터 잔여량 및/또는 정액제 데이터의 월간 할당량을 해당 월의 일수(통상, 30일)로 나눈 1일당 가용한 유료 데이터와 대비한 현재의 가용 데이터 잔량 등이 표시될 수 있으며, 이 값은 사용자에 의하여 증감될 수 있도록 한다. 사용자에 의해 설정된 유료 데이터 허용량(218) 값은 제어부(125)로 전달된다.
가중치 설정부(107)의 세부 항목들에는 전송 속도 가중치(231), 전력 절약 가중치(232), 비용 절약 가중치(223) 각각에 대한 가중치 설정 바(bar)가 표시되고, 사용자는 해당 항목에 대한 가중치 설정 바를 이용하여 각 항목에 대하여 사용자가 원하는 가중치를 설정할 수 있다. 이때 각 항목별 가중치는 “높음”과 “낮음” 사이의 값으로 선택하거나 “고려 안함”으로 설정할 수 있으며, “낮음”은 예를 들어, 1의 값을 가지고 “높음”은 예를 들어, 10의 값을 가지며, “높음”에 근접할 수록 가중치 값이 더 커진다. 한편, “고려 안함”을 선택할 경우 해당 항목의 가중치 값은 0이 되고 해당 항목은 비용 함수 계산 시 제외되어 네트워크 선택을 위한 고려 대상이 되지 않는다.
다시 도 1로 돌아오면, 어플리케이션 분석부(120)는 전송될 데이터가 관련된 어플리케이션(135)의 종류와 해당 어플리케이션(135)의 동작 상태를 분석하여 전송될 데이터의 크기를 분석하고 전송될 데이터의 크기 정보를 제어부(125)로 전달한다. 상기 전송될 데이터의 크기는 전체 전송될 데이터의 크기 또는 전송 세션 동안 전송될 데이터 사이즈 또는 전송될 데이터의 파일 당 크기를 분석하고 이를 제어부(125)에 전달한다.
한편, 어플리케이션(135) 자체에서 전송될 데이터의 크기 정보를 제어부(125)에게 알려줄 수도 있다. 단말과 서버 간에 데이터 송수신을 위한 이벤트가 발생할 때에는 단말에서 서버로 데이터를 전송 시에는 단말의 어플리케이션(135)에서 데이터 크기 정보를 알려줄 수 있고, 서버가 단말로 데이터를 전송 시에는 서버가 단말 어플리케이션(135)으로 데이터 크기 정보를 알려주면 어플리케이션이 이를 제어부(125)에게 알려줄 수 있다.
제어부(125)는 단말 정보 수집부(105)로부터 사용자 단말의 상태 정보를 전달받고, 가중치 설정부(107)로부터 가중치 값들을 전달받고, 네트워크 정보 수집부(115)로부터 “액티브 네트워크 정보”와 액티브 네트워크 별 “평균 전송률”을 포함하는 네트워크 상태 정보를 전달받고, 어플리케이션 분석부(120) 또는 어플리케이션(135)으로부터 전송할 데이터의 크기를 전달받는다.
제어부(125)는 상기 네트워크의 상태 정보 및/또는 단말의 상태 정보를 이용하여 “후보 네트워크”를 판단한다. 특히, 네트워크의 상태 정보 중 “액티브 네트워크 정보”와, 단말의 상태 정보 중 “단말의 이동성 정보” 또는 “단말의 동작 정보”를 이용하여 후보 네트워크를 판단할 수 있다.
예를 들어, 네트워크의 상태 정보 중 “액티브 네트워크 정보”를 이용하여 단말과 인접한 지역에 WiFi 네트워크 또는 LTE 기지국의 존재 여부를 알 수 있다. 따라서 액티브 네트워크 정보에 포함된 네트워크를 후보 네트워크로 판단하는 것이 일반적이다.
다만, 액티브 네트워크 중에서도 후보 네트워크에 포함되지 않는 경우도 있고, 액티브 네트워크가 아닌 네트워크도 후보 네트워크가 되는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우는 특히, WiFi 네트워크를 후보 네트워크 여부로 결정하면서, 단말의 이동성 정보를 고려하는 경우에 생길 수 있다.
예를 들어, 단말이 LTE 기지국인 A의 커버리지와, WiFi AP인 B의 커버리지 내에 위치하고 있다고 가정한다. 또한, 통상 LTE 기지국의 커버리지는 WiFi AP의 커버리지보다 매우 큰 것이 일반적이므로 기지국 A의 커버리지 내에는 여러 개의 WiFi AP가 존재할 수 있으므로, 기지국 A의 커버리지 내에 WiFi AP인 C가 존재하고, AP인 C는 AP B와 인접한 지역에 있지만, 상기 단말은 상기 이전에 AP C와 통신을 수행한 적이 있어서 AP C의 위치는 알고 있지만, 현재는 C의 커버리지에는 위치하지 않는다고 가정한다.
이러한 가정 하에 현재 위치에서 단말의 LTE 장치와 WiFi 장치가 모두 온 상태라면, 네트워크 정보 수집부(115)에서 네트워크 상태 정보를 수집하면 기지국 A와 WiFi AP B는 액티브 네트워크가 된다. 반면, 단말은 WiFi AP C의 커버리지에 위치하지 않기 때문에 WiFi AP C는 액티브 네트워크에는 포함되지 않을 것이다.
이때 단말은 앞서 설명된 바와 같이 기지국 A 또는 WiFi AP B에 기초하여 자신의 위치를 알 수 있다. 한편, 단말이 현재 이동 중이고 단말의 이동 속도가 매우 크고, WiFi AP B로부터의 수신 신호 세기가 약해지고 있다면, 얼마 후에는 단말이 상기 WiFi AP B의 커버리지를 벗어나게 될 것이다. 따라서 단말이 WiFi AP B와 데이터를 송수신하지 못할 가능성이 크다. 따라서 이러한 경우에는 현재 액티브 네트워크인 WiFi AP B를 후보 네트워크로 결정하지 않을 수 있다. 즉, 액티브 네트워크에서의 수신 신호 세기와 단말의 이동성 정보를 이용하여 후보 네트워크를 결정할 수 있다.
한편, 단말이 WiFi AP C의 커버리지의 방향이라면, 단말은 WiFi AP C의 커버리지 내로 진입할 것이다. 따라서 이러한 경우 단말은 액티브 네트워크에 포함되지 않았던 WiFi AP C를 후보 네트워크로 결정할 수 있다. 즉, 상기 단말의 이동성 정보와 상기 단말의 위치 정보를 이용하여, 상기 액티브 네트워크 정보에 포함되지 않은 네트워크를 상기 후보 네트워크로 결정할 수 있다.
정리하면, 단말은 통상적인 경우에는 네트워크 상태 정보, 특히, 액티브 네트워크 정보를 이용하여 후보 네트워크를 결정하는 것이 일반적이지만, 단말이 이동하는 등의 특수한 상황에서는 단말의 상태 정보, 특히, 단말의 이동성 정보, 단말의 위치 정보, 액티브 네트워크에서의 수신 신호 세기 등을 이용하여 후보 네트워크를 결정할 수 있다.
한편, “사용자 단말 동작 정보”로부터 사용자 단말이 현재 사용자 데이터의 송수신이 필요한 어플리케이션 또는 기타의 동작을 하고 있는지 여부를 판단하고, 단말이 동작을 하고 있으면 후보 네트워크를 결정하고, 단말이 동작을 하고 있지 않다면 후보 네트워크를 결정하는 것이 무의미하게 되므로 더 이상 후보 네트워크를 결정하지 않게 된다.
또한, 제어부(125)는 상기 각 기능 블록들로부터 전달받은 정보들을 이용하여 후보 네트워트들의 가능한 조합들에 대하여 정규화된 비용 함수를 계산한다. 즉, LTE만을 사용할 경우, WiFi만을 사용할 경우, LTE 네트워크와 WiFi을 동시에 사용하여 각각에 대하여 정규화(normalization) 비용 함수를 계산한다. 이때 제어부(125)는 정규화 비용함수 계산 시 에너지사용 허용량, 유료데이터 허용량 값을 에너지 비용 및 유료 데이터 비용의 정규화 인자(factor)로 사용할 수 있다. 정규화 비용함수를 계산하는 방식에 대해서는 뒤에서 상세히 설명될 것이다.
한편, 제어부(125)는 상기 계산된 정규화 비용함수가 최소화되는 네트워크 또는 네트워크의 조합을 선택하고, 선택된 네트워크에 해당하는 단말의 네트워크 장치가 비활성 상태일 경우 해당 네트워크 장치를 활성화시킨다. 이후, 선택된 네트워크의 정보를 전송부(130)에 전달한다.
전송부(130)는 선택된 네트워크 정보를 제어부(125)로부터 전달받고, 선택된 네트워크가 단일한 네트워크라면 데이터 전송을 위하여 단일한 스트림을 이용하여 임의의 통신 서비스를 위한 서버와 통신 연결을 설정하여 데이터를 전송한다. 반면 두 개 이상의 네트워크가 동시에 선택된 경우 해당 네트워크 별로 스트림을 구성하는 멀티 스트림을 이용하여 서버와 연결을 설정한 후 데이터 전송을 위한 어플리케이션(135)으로부터 전달되는 데이터를 분할하여 송신하거나, 또는 서버로부터 수신되는 분할 데이터를 해당 어플리케이션(135)으로 전달한다.
이하에서는 상술한 네트워크 정보 수집부(115)에서 설명된 “액티브 네트워크 정보”와 “(평균) 데이터 전송률”에 대하여 상세히 설명한다.
상기 “액티브 네트워크”는 해당 네트워크가 활성화 상태이고, 임의의 단말이 해당 네트워크의 커버리지 내에 위치하여 상기 단말이 해당 네트워크 장치를 온(on)할 경우, 해당 네트워크로부터 그 네트워크의 식별자를 수신할 수 있는 네트워크를 의미하며, “액티브 네트워크 정보”는 상기 액티브 네트워크에 관한 정보를 의미한다. “액티브 네트워크 정보”에는 “액티브 네트워크 식별자”, 해당 네트워크와의 연결을 위한 사용자 단말 내의 네트워크 장치의 “온/오프(on/off) 상태 정보”가 포함될 수 있고, 네트워크 장치가 온 상태이고 대응하는 네트워크에 접속되어 있는 경우에 있어서 단말의 접속 상태를 나타내는 “접속 모드 정보”가 포함될 수 있다. 다만, “액티브 네트워크 정보”는 상기 “액티브 네트워크 식별자”를 반드시 포함해야 하므로, 다른 기재가 없는 한 “액티브 네트워크 정보”는 “액티브 네트워크 식별자”와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 구체적으로 “액티브 네트워크 정보”의 예를 아래에서 설명한다.
예를 들어, LTE 기지국 A가 액티브 상태이고, 현재 단말 내의 LTE 장치가 온 상태이고 LTE 기지국 A에 연결되어 있고, 현재 “슬립 모드”로 연결된 상태라면, 상기 “액티브 네트워크 정보”는 “LTE 네트워크 A-액티브 상태”, “LTE 장치 온”, “LTE 네트워크 연결”, “슬립 모드”라는 정보를 포함한다. 이와 유사하게 WiFi AP B가 액티브 상태이고, 현재 단말 내의 WiFi 장치가 온 상태이고 WiFi AP B에 연결되어 있다면, 상기 “액티브 네트워크 정보”는 “WiFi AP B-액티브 상태”, “WiFi 장치 온”, “WiFi 네트워크 연결”, “슬립 모드”라는 정보를 포함한다.
LTE 기지국 A가 액티브 상태이고, 현재 LTE 장치가 온 상태이지만 LTE 기지국 A에 연결되지 않았다면, 상기 “액티브 네트워크 정보”는 “LTE 기지국 A- 액티브 상태”, “LTE 장치 온”, “LTE 네트워크 미연결”이라는 정보를 포함할 수 있다. 이와 유사하게 현재 WiFi AP B가 액티브 상태이고, WiFi 장치가 온 상태이지만 WiFi 네트워크에 연결되지 않았다면, 상기 “액티브 네트워크 정보”는 “WiFi AP B- 액티브 상태”, “WiFi 장치 온”, “WiFi 네트워크 미연결” 정보를 포함할 수 있다.
LTE 기지국 A가 액티브 상태이고, 단말 내의 LTE 장치가 오프 상태라면, 액티브 네트워크 정보에는 “LTE 기지국 A-액티브 상태”, “LTE 오프”라는 정보가 포함될 수 있다. 이와 유사하게 WiFi AP B가 액티브 상태이고, 단말 내의 WiFi 장치가 오프 상태라면, 액티브 네트워크 정보에는 “WiFi AP B-액티브 상태”, “WiFi 오프”라는 정보가 포함될 수 있다.
이하에서 네트워크 정보 수집부(125)에서 평균 전송률을 결정하는 방식에 대하여 설명한다.
후보 네트워크들의 가능한 조합들에 대한 “평균 전송률”과 관련하여 네트워크 정보 수집부(115)는 데이터 전송률을 하기의 설명에 따라 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 데이터를 전송하기 이전에 최적의 네트워크를 선택하기 위한 단계에서는 실제 전송되는 데이터가 없기 때문에 실제 네트워크를 통하여 전송되는 “실제 데이터 전송률”을 알 수 없다. 따라서 후보 네트워크의 조합들에 대한 데이터 전송률을 예측 또는 추정하여야 할 것이다.
본 발명의 실시예에서는 단말이 데이터를 송수신 할 때 해당 위치에서 각 네트워크를 통한 데이터 전송률을 데이터 베이스화하고, 이후에 다시 동일한 위치에서 데이터를 송수신할 때 데이터 베이스화된 데이터 전송률을 다시 사용할 수 있도록 한다.
아래는 단말이 데이터 전송률을 미리 데이터 베이스화하는 방식을 설명한다.
먼저 단말이 현재 제1 네트워크에 연결된 경우 제1 네트워크를 기반으로 사용자 단말의 위치 정보를 알 수 있고, 단말의 현재 위치에서 상기 제1 네트워크를 통하여 데이터를 송수신하는 동안의 평균 전송률을 측정한다.
또한, 상기 제1 네트워크에 기반한 사용자 단말의 위치에서 제2 네트워크와 연결하여 제2 네트워크를 통하여 데이터를 송수신하는 동안의 평균 전송률을 측정한다. 이렇게 상기 제1 네트워크를 기반으로 한 사용자 단말의 위치와 제1 네트워크에서의 평균 전송률과, 상기 제2 네트워크의 평균 전송률을 서로 매핑하여 저장할 수 있다.
이렇게 사용자 단말의 위치와 네트워크 별 평균 전송률을 저장한 이후에, 다시 사용자 단말이 해당 위치에서 제1 네트워크 또는 제2 네트워크를 통하여 데이터를 송수신 할 경우, 상기 저장된 평균 전송률을 각 네트워크의 평균 전송률의 추정 값으로 사용할 수 있다.
동일한 방식으로 제2 네트워크를 기반으로 사용자 단말의 위치 정보와 제2 네트워크의 평균 전송률과 제1 네트워크의 평균 전송률을 상호 매핑하여 저장하고, 이후에 다시 사용자 단말이 제2 네트워크를 기반으로 한 해당 위치에 있을 때 상기 저장된 제1 네트워크의 평균 전송률 및/또는 제2 네트워크의 평균 전송률을 네트워크 (조합) 별 평균 전송률의 추정 값으로 사용할 수 있다.
상술한 설명을 예를 들면, 다음과 같다.
사용자 단말이 현재 LTE 네트워크와 연결된 경우, 현재 LTE 기지국으로부터 수신하는 신호를 기초로 하여 현재 사용자 단말의 위치를 결정한다. 예를 들어, 현재 연결된 기지국의 셀 식별자(Cell ID: CID) 및 기지국으로부터의 신호세기, 이웃 기지국의 CID 및 이웃 기지국으로부터의 신호세기 정보를 이용하여 사용자 단말의 현재 위치를 다음의 형식으로 나타낼 수 있다.
(CID#1:[-80,-75 dBm], CID#2:[-100,-95 dBm])
CID#1:[-80,-75 dBm]은 현재의 기지국 식별자와 현재의 기지국으로부터 수신한 신호의 신호 세기를 나타내고, CID#2:[-100,-95 dBm]는 이웃 기지국의 식별자와 이웃 기지국으로부터 수신한 신호의 신호 세기를 나타낸다.
사용자 단말이 현재 위치에서 접속한 LTE 기지국과 송수신하는 데이터의 평균 전송률을 측정한다. 한편, 데이터의 평균 전송률은 소정 시간 구간 별로 각각 측정할 수 있다.
이렇게 단말이 LTE 기지국을 통하여 데이터를 송수신하고 있는 중에, 단말이 WiFi를 온(on)하여 제1 AP에 접속하여 데이터를 송수신하는 상황이 발생하면, 상기 제1 AP를 통한 평균 전송률을 측정한다. 이후 사용자 단말은 LTE 네트워크에 기초한 단말의 위치 정보에 해당 LTE 기지국을 통한 평균 전송률과, 상기 제1 AP 및 상기 제1AP의 기본 서비스 영역 식별자(Basic Service Set: BSSID)와 상기 제1 AP와 상기 BSSID를 통한 평균 전송률을 매핑하여 단말에 저장한다.
만일 LTE 네트워크에 기초한 단말의 위치가 동일한 경우라도 단말이 제1 AP와는 다른 제2 AP를 통하여 WiFi에 연결된 경우에는 상기 제2 AP를 통한 평균 전송률을 저장할 수 있다. 즉, WiFi의 경우 AP 별로 평균 전송률을 저장할 수 있다. 참고로 BSSID란 IEEE 802.11에서 기본 서비스 영역(Basic Service Set: BSS)을 식별하는 네트워크 ID를 말한다.
이와 반대의 경우에도 동일한 방식이 적용될 수 있다. 즉, 현재 단말이 접속한 네트워크가 WiFi이고 LTE 장치가 꺼져 있다면, 현재 사용자 단말이 접속한 제1 AP의 채널번호, BSSID 및 수신 신호 세기와 이웃 제2 AP의 채널번호, BSSID 및 신호세기를 이용하여 현재 단말의 위치 정보를 알 수 있다. 이후 해당 위치에서 LTE 네트워크를 통하여 데이터를 송수신할 경우, 해당 LTE 기지국의 CID와 평균 전송률을 측정하고 이를 WiFi 기반 단말의 위치 정보에 매핑하여 저장한다. 이러한 단말의 위치와 네트워크 별 평균 전송률 정보는 단말의 메모리가 허용하는 범위 내에서 지속적으로 업데이트한다.
상술한 바와 같이, 사용자 단말의 위치에 기반하여 네트워크 별 평균 전송률이 미리 저장되어 있다면, 네트워크 정보 수집부(115)는 다음과 같이 평균 전송률을 결정할 수 있다.
첫째로, 현재 하나의 네트워크에만 연결되어 있고 다른 네트워크에는 연결되어 있지 않은 상태에서, 연결되어 있지 않는 네트워크의 평균 전송률을 결정하는 경우이다.
단말이 연결된 네트워크에 기반한 위치 정보에 매핑된 다른 네트워크에서의 평균 전송률이 저장되어 있다면, 상기 다른 네트워크에서의 평균 전송률은 상기 저장된 다른 네트워크에서의 평균 전송률로 결정할 수 있다. 상기 예에서 LTE 네트워크에 연결되어 있고, WiFi에는 연결되지 않은 상태에서, 상기 LTE 기반의 위치정보에 대응하는 WiFi 네트워크에서의 평균 전송률 정보가 저장되어 있다면, 네트워크 정보 수집부(115)에서는 저장되어 있는 WiFi 네트워크의 평균 전송률 정보 중 최대값 또는 최소값 또는 최대값과 최소값 사이의 특정 값 또는 저장된 평균값을 을 WiFi 네트워크 평균 전송률로 결정할 수 있다.
두 번째로, 단말이 해당 네트워크가 연결되어 있는 상태에서, 상기 연결된 네트워크에서의 평균 전송률을 결정하는 경우이다.
하나의 방식은, 일정 시간 동안 해당 네트워크의 상태를 모니터링하여 해당 네트워크의 평균 전송률을 결정하는 것으로 이것이 저장된 데이터 베이스를 이용하는 것보다 더 정확할 수 있다. 예를 들어, LTE 기지국으로부터의 신호 세기 또는 AP로부터의 신호 세기, 채널 상태, 네트워크 부하 정보, 에어 타임 정보들 중 적어도 하나를 이용하여 원하는 네트워크에서의 평균 전송률을 결정할 수도 있다. 구체적으로, LTE의 경우 기지국에서 주기적으로 전송하는 기준 신호(reference signal)를 수신하여 기지국으로부터의 평균 신호세기를 알 수 있고, 시스템 정보(System information)로부터 네트워크의 부하 정보를 알 수 있으며 이 정보로부터 해당 네트워크에서의 평균 전송률을 추정할 수 있다. WiFi의 경우 AP에서 주기적으로 보내는 비콘(beacon) 정보를 통하여 신호 세기 및 채널 정보를 알 수 있으며 이를 통하여 평균 전송률을 추정할 수 있다.
다른 방식은, 현재 시점보다 소정 시간 구간(T)만큼 앞선 시간 이내에 네트워크 장치가 사용 중이었고, 기지국 또는 AP로부터의 수신된 신호 세기로부터 추정한 단말의 위치 변화가 소정의 임계값 이내라면 상기 T 시간 이내의 평균 전송률을 해당 네트워크의 평균 전송률로 결정할 수도 있다.
또 다른 방식은, 상술한 바와 같이 이미 사용자 단말에 저장된 평균 전송률을 이용하는 것이다. 즉, LTE 기지국 또는 WiFi AP로부터 수신한 신호 세기로부터 추정한 단말의 위치 정보와 현재 시간 구간에 대응하는 과거의 시간 구간 동안의 평균 전송률이 이미 저장되어 있을 경우, 이 과거의 시간 구간 동안의 평균 전송률을 상기 현재 시간 구간에 대응하는 평균 전송률 예상값으로 결정하는 것이다.
또한, 상술한 3가지 방식에서 결정되는 평균 전송률들을 조합한 결과 값을 해당 네트워크의 평균 전송률로 결정할 수도 있다. 예를 들어, 상술한 3가지 방식의 산술 평균을 이용하거나, 각 결과 값들에 소정의 가중치를 부여한 산술 평균을 이용할 수 도 있을 것이다.
한편, 상술한 방식에 의하여 데이터 전송 이전에 평균 전송률이 결정되고, 이를 바탕으로 최적의 네트워크가 선택된 이후에는 실제 데이터 전송이 이루어지기 때문에, 실제 평균 전송률을 계산할 수 있다.
따라서 네트워크가 선택되고 선택된 네트워크를 이용하여 데이터를 전송 중일 경우, 네트워크 상태 수집부(115)는 사용 중인 각 네트워크에 대한 데이터 전송률을 주기적으로 모니터링 하여, 평균 전송률을 구하고 이를 제어부(125)에 전달한다. 제어부(125)에서 소정의 네트워크 선택 업데이트 요청이 발생이 있거나 업데이트 주기가 도래할 경우 이 값을 사용하여 새로운 정규화 비용함수를 구한다.
한편, 지금까지 “평균” 전송률로 데이터 전송률을 결정하는 것을 설명하였으나, “평균” 전송률 대신 필요한 경우 “순간” 전송률이 고려될 수 도 있을 것이다.
이하에서는 제어부(125)의 동작들에 대하여 상세히 설명한다.
먼저 본 발명의 실시예에서 제안하는 데이터 전송을 위한 정규화 비용함수에 대하여 설명한다.
제어부(125)에서는 가중치 설정부(107)로부터 전달받은 가중치 값, 단말 정보 수집부(105)로부터 전달받은 단말 상태 정보, 네트워크 정보 수집부로부터 전달받은 네트워크 상태 정보, 어플리케이션 분석부(120)로부터 전달받은 전송 세션 당 데이터 전송량을 이용하여 데이터 전송 시 LTE만을 사용하는 경우 (LTE-only), WiFi만을 사용하는 경우 (WiFi-only), LTE와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)와 같이 네트워크들의 가능한 조합에 대한 전송 시간 비용, 에너지 소모 비용, 유료 데이터 비용 각각을 정규화한 값을 합하여 정규화 비용함수의 값을 계산한다.
이하에서 정규화 비용함수를 산출하는 방식을 설명한다.
전체 전송할 데이터의 크기가 Btr이고, LTE 와 WiFi를 이용하여 각각 분할 전송되는 데이터의 크기를 Bc tr,Bw tr 라 할 때, Btr=Bc tr+Bw tr 이 성립하며, 이때의 총 정규화 비용함수는 <수학식 1>로 표현된다.
Figure pat00001
상기 <수학식 1>은 3개의 정규화 비용함수의 합으로 구성되는데, 첫 번째 항목은 전송 시간(속도)에 관한 정규화 비용함수이고, 두 번째 항목은 에너지(배터리) 소모에 관련된 정규화 비용함수이고, 세 번째 항목은 유료 데이터 비용에 관련된 정규화 비용함수이다.
각 항목별 정규화 비용 함수는 (가중치 X 정규화 인자 X 항목별 비용 모델)로 정해진다. 예를 들어, 상기 <수학식 1>에서 첫 번째 항목인 전송 시간 정규화 비용 함수에서 α는 전송 시간의 가중치 값이고, ne는 정규화 인자이고, max 연산 항목은 전송 시간의 비용 모델이다. 상기 전송 시간의 비용 모델은 데이터의 전송 시간을 모델링한 것이다. 즉, 전송 시간의 모델링은 LTE를 통하여 전송되는 데이터의 전송 시간과, WiFi를 통하여 전송되는 데이터의 전송 시간 중 큰 값이 전체 전송 데이터의 전송 시간이 되므로, 이러한 모델링에 따라 max 연산자를 사용하여 전송 시간을 수식화한 것이다. 두 번째 항목인 에너지 소모의 비용 모델도 에너지 소모량을 추정하여 모델링한 것이고, 유료 데이터 비용의 비용 모델도 유료 데이터 비용을 추정하여 모델링한 것이다.
<수학식 1>에서 α, β, γ와, nt, ne, nc에 대하여 먼저 설명한다.
α, β, γ는 각각 전송 시간, 전력 절약, 비용 절약에 대한 가중치 값을 의미한다.
nt, ne, nc는 전송 시간 비용, 에너지 소모 비용, 유료망 사용 비용 각각을 정규화하기 위한 정규화 인자이다. 이 정규화 인자들의 값은 각 항목 별로 허용 가능한 최대값의 역수로 설정된다.
전송 시간에 대해서는, 전송 데이터 크기를 최소 전송 속도 또는 사용자가 설정한 최소 전송 속도 요구량으로 나눈 값이 전송 시간에서 허용 가능한 최대값이 되므로, 이 값의 역수를 nt 로 할 수 있다.
에너지(배터리) 소모량에 대해서는, 현재 배터리 잔량 또는 사용자가 설정한 에너지 사용 허용량이 에너지 소모량에서 허용 가능한 최대값이 되므로, 이 값의 역수를 ne 로 할 수 있다.
유료 데이터 사용량에 대해서는 한 달 간의 정액 데이터에서 현재까지 사용한 유료데이터를 뺀 데이터 잔량, 또는 한달 간의 정액 데이터량을 해당 달의 일수(통상 30일)로 나눈 값이 1일 간의 데이터량으로 환산한 값에서 해당일의 현재까지 사용한 데이터를 뺀 1일 데이터 잔량, 또는 사용자가 설정한 유료 데이터 허용량이 현재의 데이터 전송 시에 허용 가능한 최대 유료망 사용량이 되므로 이 값들의 역수를 nc로 할 수 있다.
상기 정규화 인자와 해당 항목의 비용 모델과의 관계는 다음과 같다.
예를 들어, 현재 배터리가 100퍼센트가 남았고 100이 최대 에너지 소모 비용으로 설정되었다면, 에너지 소모 비용에 대한 정규화 인자(ne)는 그 역수인 1/100이 된다. 따라서 일반적인 상황에서는 정규화 인자와 해당 항목의 비용 모델의 값 곱하면 최대값이 1을 넘지 않는다.
그런데 상기 정규화 인자들과 해당 항목의 비용 모델을 곱한 값이 1을 초과하는 경우라면 해당 항목의 예상 비용값이 해당 항목에서의 최대 허용 비용을 초과함을 의미한다. 이는 해당 항목의 비용이 과도하게 높음을 의미하고 이러한 비용 함수 값을 가지는 네트워크의 조합이 선택된다면 전체 전송 비용이 매우 높아지게 되어 비효율적이다. 따라서 이러한 네트워크의 조합은 데이터 전송을 위한 네트워크 선택 시 배제될 필요가 있다. 이를 배제하기 위하여 아래의 방식이 사용될 수 있다.
즉, 이렇게 정규화 인자와 비용 모델을 곱한 값이 소정 값(상기 예에서는 “1”)을 초과하는 경우에는 그 결과 값에 상기 소정 값보다 훨씬 큰 값(예를 들어, 10)을 페널티(penalty) 값으로 곱하여 해당 항목의 비용 함수를 더 증가시켜서 해당 항목을 포함하는 전체 정규화 비용함수의 값이 다른 네트워크의 조합의 정규화 비용함수 값보다 매우 커지게 한다. 이렇게 하면 해당 항목을 포함하는 네크워크의 조합의 정규화 비용 함수가 매우 커지기 때문에 그 네트워크의 조합이 최적의 네트워크 조합으로 선택되지 못하게 할 수 있다. 예를 들면, 에너지 소모 모델 Etr의 값이 매우 커져서 ne ·Etr≥1이 될 경우, ne ·Etr 값을 Oe>>1(일 예로, 10)로 치환한다. 이러한 방식은 전송 시간 및 유료데이터 사용량에도 동일한 방식이 적용될 수 있으며, 이때 각각 치환되는 값은 각각 Ot , Oc 로 표기한다. 이와 유사한 방식으로 정규화 인자를 고려하지 않고, 특정 항목의 비용 모델의 값이 해당 항목에서의 최대 허용 비용의 값을 초과할 경우 해당 항목을 포함한 네트워크가 선택되지 않도록 할 수도 있다.
이하에서는 상기 <수학식 1>에서 각 항목 별 비용 모델에 대하여 설명한다.
먼저 <수학식 1>에서 첫 번째 항목인 전송 시간(속도)에 관련된 인자와 이를 이용한 전송 시간의 모델링을 설명한다.
Bc tr: LTE를 통하여 전송되는 데이터의 크기(LTE 부분 데이터),
rc: LTE의 평균 전송률(LTE 평균 전송률),
Bw tr: WiFi를 통하여 전송되는 데이터의 크기(WiFi 부분 데이터),
rw: WiFi의 평균전송률,
tc sw: LTE 장치가 오프되었다가 온으로 되고 LTE 기지국에 접속되어 실제 데이터의 전송이 가능할 때까지의 지연 시간(LTE 접속 지연 시간)이며, 해당 LTE 장치가 온 상태였다면 0으로 설정된다.
tw sw: WiFi 장치가 오프되었다가 온으로 되고 켜지고 AP에 접속되어 실제 데이터의 전송이 가능할 때까지의 지연 시간(WiFi 접속 지연 시간)이며, 해당 WiFi 장치가 온 상태였다면 0으로 설정된다
tc oh: LTE 장치가 슬립(sleep) 모드 상태에서 데이터 전송을 시작하는 활성화(active) 상태로 전이하기 위한 프로모션(promotion) 시간 지연 오버헤드이며, 슬립 모드 상태에서 데이터 전송이 수행되는 경우 일정한 값으로 추가되는 항목이다.
tw oh: WiFi 장치가 슬립(sleep) 모드 상태에서 데이터 전송을 시작하는 활성화(active) 상태로 전이하기 위한 프로모션(promotion) 시간 지연 오버헤드이며, 슬립 모드 상태에서 데이터 전송이 수행되는 경우 일정한 값으로 추가되는 항목이다.
전체 전송 시간은 LTE 전송 시간 (Tc tr(Bc tr , rc , tc sw , tc oh))과 WiFi 전송 시간(Tw tr(Bw tr , rw , tw sw , tw oh)) 중 최대값이 되는 것으로 모델링할 수 있다.
참고로 <수학식 1>에서 네트워크 별 평균 전송률의 값(rc, rw)은, 실제 데이터가 전송되기 이전에서 네트워크를 선택하는 단계에서는 해당 네트워크에서의 평균 전송률을 사용한다.
이와 관련하여 네트워크 별 평균 전송률을 결정하는 방식에 대해서는 앞서 네트워크 정보 수집부(115)와 관련하여 설명하였다. 반면, 네트워크가 선택된 이후 선택된 네트워크를 이용하여 실제 데이터가 전송되고 있는 중에는 전송 중인 네트워크의 전송률을 모니터링하면서 전송 시작 시점부터 현재까지의 실제 데이터 전송률의 평균값을 구하여 사용한다. 이러한 경우, 실제 평균 전송률에 따라 각 네트워크를 통하여 전송되는 네트워크 별 부분 데이터의 양을 조절하여 전송 시간 비용이 감소되도록 할 수 도 있다.
예를 들어, 네트워크 선택 단계에서 평균 전송률을 추정하고 최적의 네트워크로서 LTE와 WiFi를 동시에 사용하는 것이 선택되었는데, 이후 데이터를 실제로 전송하는 도중에 각 네트워크의 평균 전송률이 네트워크 선택 단계에서 적용된 평균 전송률과 차이가 나는 경우에는 선택된 네트워크의 비용 함수가 증가할 수도 있다. 따라서 이러한 경우에는 새로 네트워크를 선택해야 하는 경우가 생길 수 있다. 다만, 새로 네트워크를 선택하기 이전에, 실제 각 네트워크의 평균 전송률을 고려하여 전체 데이터 중 LTE를 통해서 전송되는 데이터의 양과 WiFi를 통해서 전송되는 데이터의 양을 조정하여 전체 비용 함수가 감소된다면, 다시 새로운 네트워크를 선택할 필요가 없을 수 있다.
한편, 상기 전송 시간과 관련된 비용 모델에 관한 인자들 중에서 LTE 또는 WiFi 중 사용하지 않는 네트워크가 있을 경우, 사용하지 않는 네트워크의 전송 시간 값은 0이 되고, 전송 시간의 비용 모델은 사용하는 네트워크에 관련된 변수들만으로 모델링될 것이다.
상기 <수학식 1>에서 두 번째 항목인 에너지(배터리) 소모에 관련된 인자는 다음과 같고, 아래 인자들을 이용하여 전체 에너지 소모를 Etr로 모델링할 수 있다.
Bc tr: LTE를 통하여 전송되는 데이터의 크기(LTE 부분 데이터),
rc: LTE의 평균 전송률(LTE 평균 전송률),
Bw tr: WiFi를 통하여 전송되는 데이터의 크기(WiFi 부분 데이터),
rw: WiFi의 평균전송률,
ec sw: LTE 장치가 오프 상태에서 온 상태로 되어 동적 IP 주소 할당 (DHCP)등을 통해 IP 주소를 받아오고 실제 데이터 전송이 가능해지기까지의 에너지 소모량(LTE 스위치 온 에너지)이며, 데이터 전송을 실행할 때 LTE 장치가 온 상태였다면, 0이고 오프 상태였다면 온 상태로 된 이후 LTE 네트워크와 연결되기까지의 일정한 값을 가진다.
ew sw: WiFi 장치가 오프 상태에서 온 상태로 되어 동적 IP 주소 할당 (DHCP)등을 통해 IP 주소를 받아오고 실제 데이터 전송이 가능해지기까지의 에너지 소모량(WiFi 스위치-on에너지)이며, 데이터 전송을 실행할 때 WiFi 장치가 온 상태였다면, 0이고 오프 상태였다면 온 상태로 된 이후 WiFi네트워크와 연결되기까지의 일정한 값을 가진다.
ec oh: LTE 장치가 슬립(sleep) 모드에서 데이터 전송을 시작하는 활성화(active) 상태로 되기 위한 프로모션(promotion) 에너지와 데이터 전송이 완료된 이후에 슬립 모드로 복귀하기 전까지의 테일(tail) 에너지의 합(LTE 에너지오버헤드)이며, 슬립 모드 상태에서 데이터 전송이 수행되는 경우 일정한 값으로 추가되는 항목이다.
ew oh: WiFi 장치가 슬립(sleep) 모드에서 데이터 전송을 시작하는 활성화(active) 상태로 되기 위한 프로모션(promotion) 에너지와 데이터 전송이 완료된 이후에 슬립 모드로 복귀하기 전까지의 테일(tail) 에너지의 합(WiFi 에너지오버헤드)이며, 슬립 모드 상태에서 데이터 전송이 수행되는 경우 일정한 값으로 추가되는 항목이다.
또한, 상기 에너지 소모에 대한 비용 모델에서는 사용자 단말의 화면 디스플레이에 의해 소모되는 에너지 값이 포함될 수도 있다. 참고로 디스플레이에 의한 에너지 소모 값은, 디스플레이에 의한 전력 소모의 평균값과 전체 데이터의 예상 전송 시간을 곱한 값이 된다.
한편, 상기 에너지 소모 비용 모델과 관련된 항목들 중에서 인자들 중에서 LTE 또는 WiFi 중 사용하지 않는 네트워크가 있을 경우, 사용하지 않는 네트워크의 에너지 소모 값은 0이 되고, 에너지 소모의 비용 모델은 사용하는 네트워크에 관련된 변수들만으로 모델링될 것이다.
이하에서 <수학식 1>에서 세 번째 항목인 유료 데이터 사용량에 관한 인자는 다음과 같고, 아래 인자들을 이용하여 유료 데이터 사용 비용을 Ctr로 모델링할 수 있다.
Bc tr: LTE를 통하여 전송되는 데이터 크기(LTE 부분 데이터)
Bw tr: WiFi를 통하여 전송되는 데이터의 크기(WiFi 부분 데이터)
다만, 일반적으로 WiFi 데이터의 전송에는 별도의 과금이 되지 않기 때문에, 상기 Bw tr =0이 되며, 따라서 유료 데이터 사용 비용은 LTE 부분 데이터(Bc tr)만의 함수가 될 것이다. 또한, LTE 네트워크를 사용하지 않고 WiFi 네트워크만을 사용할 경우 유료 데이터 사용 비용은 0이 될 것이다.
이하에서는 상기 <수학식 1>에 기초하여, 후보 네트워크의 가능한 조합들 별로 정규화 비용 함수를 전송할 데이터의 크기의 함수로 표현하는 과정을 설명한다.
에너지 소모의 가중치와, 유료 데이터 사용에 대한 가중치 중 적어도 하나는 0이 아닌 상황에서, 전송 시간에 대한 가중치 값도 0이 아닌 경우를 가정하자. 이러한 경우라면 전송 시간의 가중치 값과 나머지 항목들도 고려해야 하기 때문에 통상적으로 WiFi와 LTE 중 어느 하나만을 사용하는 경우보다는 두 개의 네트워크를 모두 사용해야 하는 경우가 일반적이다. 다만, WiFi와 LTE 두 개의 네트워크를 모두 사용하기 위해서는 아래의 조건을 만족해야 한다.
{LTE+WiFi} 네트워크를 동시에 사용하기 위한 최소한의 조건은, 네트워크 장치가 데이터 전송을 시작할 수 있을 때까지의 시간인 접속 지연 시간이 더 긴 네트워크가 상기 접속 지연 시간 동안, 접속 지연 시간이 더 짧은 네트워크를 통하여 데이터를 전송할 수 있는 데이터의 양이, 전체 전송할 데이터의 양보다 작을 때이다. 만일 그렇지 않을 경우에는 접속 지연 시간이 긴 네트워크에서 전송을 시작하기 전에 접속 지연 시간이 더 짧은 네트워크를 통하여 전체 데이터의 전송을 끝낼 수 있기 때문에 두 개의 네트워크를 동시에 사용하여 데이터를 전송하는 것은 의미가 없기 때문이다.
예를 들어, LTE의 접속 지연 시간이 1초이고, WiFi의 접속 지연 시간이 0.5초이고 전송할 데이터의 크기가 1000 바이트라고 가정하자. 만일 1초 동안 WiFi를 통하여 전송할 수 있는 데이터가 1100바이트라면 LTE의 접속 지연 시간(1초) 동안에는 모든 데이터를 전송할 수 없기 때문에, WiFi와 LTE 두 개의 네트워클 사용하는 것이 의미가 있다. 반면, 전송할 데이터가 800바이트라면 LTE의 접속 지연 시간(1초) 동안 WiFi를 통하여 800바이트의 데이터 전부를 전송할 수 있기 때문에, LTE와 WiFi를 동시에 사용하여 데이터를 전송하는 의미가 없게 된다.
상술한 바의 두 개의 네트워크를 동시에 사용하기 위한 전송할 데이터의 크기와 전송 지연 시간과의 관계에 대한 최소한의 조건은 하기 <수학식 2>로 표현될 수 있다.
Figure pat00002
한편, <수학식 1>에서 WiFi로 전송되는 데이터의 크기(Bw tr)를, 전체 전송 데이터의 크기(Btr)와 LTE로 전송되는 데이터의 크기(Bc tr)로 나타내면 하기 <수학식 3>이 된다.
Figure pat00003
또한, LTE와 WiFi를 동시에 사용하고, 두 개의 네트워크에서의 평균 전송률이 주어졌다면, LTE 및 WiFi로 각각 전송되는 부분 데이터들을 전송하는 시간이 동일한 경우에 전체 전송 시간이 최소가 될 것이다. LTE 부분 데이터와 WiFi 부분 데이터의 전송 시간이 동일함은 하기 <수학식 4>로 표현된다. 하기 <수학식 4>는 상기 <수학식 1>에서 첫 번째 항목인 전송 시간 비용 함수에서 max 연산자 내의 두 개의 피연산자들의 값이 같아질 조건으로 표현한 것이다.
Figure pat00004
따라서 LTE와 WiFi를 동시에 사용하는 경우에는 LTE 부분 데이터 크기가 상기 <수학식 4>의 조건 방정식을 만족할 때 전체 전송 시간이 최소가 된다.
한편, 상기 <수학식 4>에 상기 <수학식 3>을 대입하고, 상기 <수학식 4>에서 LTE 부분 데이터(Bc tr)의 해(solution)를 구한다. 그 해가 LTE와 WiFi를 동시에 사용할 때 전송 시간이 최소가 되도록 하는 LTE 부분 데이터의 값이 되고 기호로 Bc* tr 로 표시하면, 그 값은 <수학식 5>로 표현된다.
Figure pat00005
한편, 상기 <수학식 5>를 이용하여 전송 시간이 최소가 되는 Wifi 부분 데이터 (Bw * tr)는 하기 <수학식 6>으로 표현된다.
이하에서 상기 <수학식 1> 내지 <수학식 6>을 이용하여 후보 네트워크들의 가능한 조합들에 대한 정규화 비용 함수를 전송할 데이터의 크기의 함수로 표현하는 과정을 설명한다.
후보 네트워크가 LTE와 WiFi라면, 이를 이용한 가능한 네트워크 조합들은 (1)LTE 네트워크(LTE-only), (2)WiFi 네트워크(WiFi-only), (3)LTE 네트워크+WiFi 네트워크(LTE+WiFi)이다. 따라서 상기 3가지 조합들 각각에 대하여 상기 <수학식 1>을 이용하여 정규화 비용 함수를 구할 수 있다. 한편, 이때 각 정규화 비용 함수의 파라미터들 중에서 전송할 데이터의 크기(Btr)를 제외한 다른 파라미터들의 값이 주어진다면, 각 정규화 비용 함수는 전송할 데이터의 크기(Btr)에 대한 선형 함수로 표현할 수 있다.
하기 <수학식 7> 은 LTE-only에 대한 정규화 비용 함수(Fc tr)를 전송할 데이터 크기(Btr)에 관한 선형 함수로 표현한 것으로, <수학식 1>에서 Bc tr=Btr , Bw tr=0, tw sw=0, tw oh=0, ew sw =0, ew oh=0을 대입하고, 이를 Btr에 관하여 정리한 것이다.
Figure pat00007
gc, hc는 LTE-only 네트워크에서 <수학식 1>을 Btr에 대한 1차 선형 그래프 표현할 때의 기울기와 y 절편에 해당하는 값으로 각각의 괄호 안의 인자들로 표현된다.
하기 <수학식 8>은 WiFi-only에 대한 정규화 비용 함수(Fw tr)를 전송할 데이터 크기(Btr)에 관한 선형 함수로 표현한 것으로, 상기 <수학식 1>에서 Bc tr=0 , Bw tr= Btr, tc sw=0, tc oh=0, ec sw =0, ec oh=0을 대입하고, 이를 Btr 에 관하여 정리한 것이다.
Figure pat00008
gw, hw는 WiFi-only 네트워크에서 <수학식 1>을 Btr에 대한 1차 선형 그래프 표현할 때의 기울기와 y 절편에 해당하는 값으로 각각의 괄호 안의 인자들로 표현된다.
하기 <수학식 9>는 LTE+WiFi에 대한 정규화 비용 함수(Fcw tr)를 전송할 데이터 크기(Btr)에 관한 선형 함수로 표현한 것으로, 상기 <수학식 1>에 LTE+WiFi를 동시에 사용할 경우 전송 시간이 최소가 되는 LTE 부분 데이터의 크기 값 Bc tr=Bc* tr 을 대입하고 그에 대하여 <수학식 6>으로부터 WiFi 부분 데이터의 크기값 Bw tr= Btr - Bc* tr 을 대입한 후, Bc* tr 을 다시 <수학식 6>으로부터 전송할 데이터 크기 Btr 에 대한 식으로 치환하여 Btr 에 관하여 정리한 것이다.
Figure pat00009
gcw, hcw는 LTE+WiFi 네트워크에서 <수학식 1>을 Btr에 대한 1차 선형 그래프 표현할 때의 기울기와 y 절편에 해당하는 값으로 각각의 괄호 안의 인자들로 표현된다.
상기 <수학식 7> 내지 <수학식 9>에서 볼 수 있듯이 각 네트워크에서의 정규화 비용함수는 전송할 데이터의 크기를 제외한 모든 파라미터의 값들이 주어졌을 때, 전송할 데이터의 크기(Btr)에 대한 선형함수로 나타낼 수 있다. 따라서 전송할 데이터의 크기가 주어지면 상기 세 가지 경우 각각의 비용 함수의 값을 구할 수 있다.
상기 <수학식 1> 내지 <수학식 9>에 설명된 내용을 정리하면 다음과 같다.
즉, 먼저 <수학식 1>에 따른 정규화 비용 함수를 구하고, 상기 <수학식 1>에 (1)LTE-only, (2)WiFi-only, (3)LTE+WiFi의 각 경우에 따라 주어지는 파라미터 값들이 주어지면, 세가지 네트워크의 경우 각각에 대한 정규화 비용 함수가 전송할 데이터의 크기를 변수로 하여 <수학식 7>, <수학식 8>, <수학식 9>로 주어진다.
이하에서는 상기 <수학식 1>의 정규화 비용 함수를 이용하여 데이터 전송을 위한 네트워크의 조합을 선택하는 과정을 설명한다.
단말이 데이터를 전송할 네트워크를 선택하는 상황은 아래의 경우가 있다.
첫 번째, 단말이 임의의 네트워크를 통하여 데이터를 전송하고 있는 상황에서, 현재 데이터를 전송 중인 네트워크 대신 다른 네트워크로 변경하는 경우이다. 두 번째는 단말의 임의의 네트워크를 통하여 데이터를 전송을 완료하였지만 해당 네트워크와의 연결이 유지된 상태에서 다시 데이터 전송의 이벤트가 발생한 경우이다. 세 번째는 단말이 현재 어떠한 네트워크에도 연결되지 않은 상태에서 데이터 전송을 위한 네트워크를 선택하는 경우이다.
상기 첫 번째 경우는 현재의 네트워크에서 다른 네트워크로 변경을 하는 경우이다. 따라서 네트워크 변경을 위하여 필요한 추가적인 시간, 에너지 등이 비용 함수에 고려되어야 할 것이다. 즉, 현재 선택된 네트워크에서 새로운 네트워크로 변경하기 위해 필요한 노력보다, 새로운 네트워크를 이용하여 데이터를 전송하는 이득이 더 커야만 변경을 할 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여 본 발명의 실시예에서는 상기 <수학식 1>의 정규화 비용 함수와 소정의 마진(margin: m) 값을 고려한다. 구체적으로 새로운 네트워크에서의 정규화 비용 함수의 값에 소정의 마진 값을 더한 값이 현재 네트워크의 정규화 비용 함수의 값보다 작은 경우에 새로운 네트워크로 변경을 한다. 상기 마진(m) 값은 현재 네트워크에서의 정규화 비용 함수 값에 대하여 소정 비율로 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 네트워크의 정규화 비용 값이 20이고 m값이 상기 20에 대한 0.1의 비율로 설정되었다면, m=2가 된다. 이때 새로운 네트워크의 정규화 비용 값이 17이라면 새로운 네트워크의 정규화 비용 함수 값(17)+마진값(2)이 현재 네트워크의 정규화 비용 함수값(20)보다 작기 때문에 새로운 네트워크로 변경할 이익이 있다. 반면, 새로운 네트워크의 정규화 비용함수 값이 19라면, 여기에 마진 값 2를 더한 값이 21이 되고, 이는 현재 네트워크의 정규화 비용함수 값(20)보다 크기 때문에 네트워크를 변경할 이익이 없다. 따라서 현재의 네트워크를 계속 사용하여 데이터를 전송한다. 한편, 상기 마진(m)은 새로운 네트워크의 정규화 비용 함수 값에 대한 소정 비율로 설정될 수도 있다.
다만, 현재의 네트워크에서 새로운 네트워크를 선택하기 전에 한 가지가 더 고려될 수 있다. 즉, 현재 네트워크의 정규화 비용 함수를 계산할 때 적용된 네트워클 별 평균 전송률이 실제 현재의 평균 전송률과 차이가 날 수 있다. 이러한 차이로 인하여 현재의 네트워크 실제 정규화 비용 함수가 증가할 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 새로 네트워크를 선택해야 하는 경우가 생길 수 있다. 다만, 새로 네트워크를 선택하기 이전에, 실제 각 네트워크의 평균 전송률을 고려하여 전체 데이터 중 LTE를 통해서 전송되는 데이터의 양과 WiFi를 통해서 전송되는 데이터의 양을 조정하여 전체 비용 함수가 감소된다면, 다시 새로운 네트워크를 선택할 필요가 없을 수 있다.
한편, 상기 두 번째 경우도 상술한 첫 번째 경우와 같은 방식으로 네트워크를 설정한다. 즉, 현재 단말이 연결된 네트워크가 있다면 현재의 네트워크를 이용하여 데이터를 전송하는 것이 가장 쉬운 선택이기 때문에, 첫 번째 경우에서 설명된 바와 같이 마진값(m)을 고려하여 새로운 네트워크로 변경할 수 있다.
상기 세 번째 경우는 현재 단말이 연결된 네트워크가 없기 때문에, 마진값(m)의 값을 0으로 하여 네트워크를 선택하면 될 것이다.
정리하면, 상기 세 가지 모두의 경우 네트워크를 선택하기 위하여 마진값을 고려하지만, 현재 네트워크가 없다면 마진값을 0으로 하여 데이터를 전송할 네트워크를 선택하면 될 것이다.
이하에서 상술한 내용을 현재 네트워크가 LTE-only일 때, WiFi-only 또는 LTE+WiFi로 변경하는 경우를 예를 들어 설명한다.
먼저, 현재 네트워크가 LTE-only일 때, WiFi-only로 변경하기 위한 조건은 상기 <수학식 7>, <수학식 8>, <수학식9>에 따른 각 네트워크에서의 정규화 비용함수 값들 사이에 하기 <수학식 10>을 만족할 때이다.
Figure pat00010
Fc tr: LTE-only의 정규화 비용 함수,
Fw tr: WiFi-only의 정규화 비용 함수,
Fcw tr: LTE+WiFi의 정규화 비용 함수,
m: 소정의 마진 값.
한편, 상기 <수학식 10>의 각 정규화 비용함수 값에 <수학식 7>, <수학식 8>, <수학식9>를 대입하고, 그 결과를 전송할 데이터 사이즈 (Btr)에 대하여 정리하면, <수학식 11>과 같이 나타낼 수 있으며, 이는 LTE-only 에서 WiFi-only로 변경하기 위한 조건을 나타낸다.
Figure pat00011
gc, gw,gcw, hc , hw,hcw 는<수학식 7>, <수학식 8>, <수학식9>에서 설명된 바와 같고,
상기 mw은 현재의 LTE 네트워크에서 WiFi로 네트워크로 변경하기 위한 마진(margin)을 나타낸다.
참고로 상기 <수학식 11> 에서 (a), (b), (d), (e)는 전송할 데이터 크기(Btr)의 범위에 대한 조건으로 표현되었고, (c), (f)는 gw = gcw 또는 gw = gc 일 때의 조건이므로, 부등식에서 전송할 데이터 사이즈 (Btr)가 소거되어, 그 때의 조건은 hc , hw,hcw 와 mw 간의 관계식으로 표현되었다.
다음으로, 현재 네트워크가 LTE-only일 때, LTE+WiFi로 변경하기 위한 조건은,
상기 <수학식 7>, <수학식 8>, <수학식9>에 따른 각 네트워크에서의 정규화 비용함수 값들 사이에 하기 <수학식 12>을 만족할 때이다.
Figure pat00012
상기 <수학식 12> 또한 상기 <수학식 11>과 유사한 방식으로 전송할 데이터 사이즈 (Btr)에 관하여 정리하면 하기 <수학식 13>과 같이 나타낼 수 있으며, LTE-only 에서 LTE+WiFi로 변경하기 위한 조건을 나타낸다.
Figure pat00013
상기 <수학식 11>과 유사하게 상기 <수학식 13>에서 (g), (h), (j), (k) 는 전송할 데이터 크기(Btr)의 범위에 대한 조건으로 표현되었고, (c), (f)는 gw = gcw 또는 gw = gc 일 때의 조건이므로, 부등식에서 전송할 데이터 사이즈 (Btr)가 소거되어, 그 때의 조건은 hc , hw,hcw 와 mcw 간의 관계식으로 표현되었다.
상술한 내용과 동일한 방식으로, 현재 네트워크가 WiFi-only이거나 LTE+WiFi에서도 새로운 네트워크로 변경할 조건을 구할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전체 전송 데이터의 크기 중 LTE 부분 데이터의 크기에 따른 정규화 비용함수의 가능한 형태들과, 그에 따른 최적의 네트워크를 선택하는 예시를 설명하는 도면이다.
도 3의 (a), (b), (c) 각 도면에서 검은색 원형 점과 검은색 다이아몬드 점들은 각 도면 내에서 왼쪽부터 순서대로 (WiFi-only), (LTE+WiFi), (LTE-only)로 네트워크를 선택했을 때 정규화 비용함수값을 나타낸다.
(a)는 WiFi 마진(mw)을 고려하여 WiFi-only 네트워크를 선택하는 경우의 정규화 비용함수값(401)이 다른 점들에 비해 최소값이 되는 것을 보여주며, 이 때의 LTE 데이터 크기는 0이 된다. 이는 참조 번호 302에 도시되었다.
(b)는 LTE+WiFi 마진(mcw)을 고려하여 LTE+WiFi 네트워크를 선택한 경우의 정규화 비용함수값(403)이 다른 점들에 비해 최소값이 되는 것을 보여주며 이 때의 LTE 데이터 크기는 전체 전송 데이터크기(Btr)에 대하여 <수학식 5>의 값이 된다. 이는 참조 번호 304에 도시되었다.
(c)는 LTE 마진(mc)을 고려하여 LTE-only 네트워크를 선택한 경우의 정규화 비용함수값(305)이 다른 점들에 비해 최소값이 되는 것을 보여주며 이 때의 LTE 데이터 크기는 Btr 이 된다. 이는 참조 번호 306에 도시되었다.
이하에서는 제어부(125)가 최적의 네트워크를 선택하여 선택된 네트워크를 이용하여 데이터가 전송되는 도중에 전송 환경이 변화되는 경우에서 본 발명의 실시예의 적용 예를 설명한다.
먼저, 데이터의 전송 중에 앞서 설명된 가중치 값 또는 정규화 인자 등이 변경되는 경우를 설명한다.
데이터를 전송하는 도중에 α, β, γ, nt, ne, nc 값 중에 어느 하나라도 값이 변경될 경우 그 변경 값들은 제어부(125)로 전달되고, 제어부(125)는 단말정보 수집부(105) 및/또는 네트워크 정보 수집부(115)로부터 단말의 상태 정보 및/또는 네트워크의 상태 정보의 업데이트된 정보를 획득한다. 반면, 데이터가 전송 중이 아닐 때 α, β, γ, nt, ne, nc 값 중 어느 하나라도 변경된 경우에는 다음 번 데이터의 전송 세션에서 상기 변경된 값들이 반영되어, 앞서 설명한 바에 따라 네트워크 조합별 정규화 비용함수 값이 새롭게 계산되고, 이를 이용하여 가장 최적의 네트워크가 선택된다.
다음으로, 데이터의 전송 중에 해당 네트워크의 비용 함수 값의 계산 시 적용된 평균 전송률과, 해당 네트워크의 실제 평균 전송률이 차이가 발생하는 경우를 설명한다.
앞서 설명된 바와 같이, 네트워크 정보 수집부(115)에서 전달되는 평균 전송률을 이용하여 네트워크를 선택하고 데이터 전송을 할 경우, 실제 데이터를 전송하는 중의 데이터 전송률은 네트워크 선택 시에 사용된 평균 전송률과 차이가 발생할 것이다. 그런데 정규화 비용함수는 각 네트워크 별 평균 전송률의 함수가 되는데, 실제 데이터가 전송될 때의 데이터 전송률을 고려한 실제 정규화 비용함수값은 네트워크 선택 시 평균 전송률을 고려한 정규화 비용함수값과 차이가 발생한다.
만일 그 차이값이 크지 않을 경우에는 네트워크 선택 단계에서 사용한 정규화 비용함수에 네트워크 변경을 위한 마진(margin)을 설정하였기 때문에 최적의 네트워크는 변경이 되지 않을 것이다. 그러나 그 차이값이 커져서 선택된 네트워크의 조합의 정규화 비용함수값보다 다른 네트워크의 조합에 대한 정규화 비용함수값이 더 작아질 수도 있다. 따라서 이러한 경우에 대비하기 위하여 네트워크가 선택된 이후 실제 데이터가 전송되는 중에도, 네트워크 정보 수집부(115)는 소정의 업데이트 주기(Tu)마다 각 네트워크 별 실제 평균 전송률을 업데이트하여 제어부(125)에 전달한다.
제어부(125)는 상기 업데이트 주기(Tu)마다 단말의 상태 정보와 네트워크 상태 정보를 수신하여 후보 네트워크를 판단하고 후보 네트워크의 변경이 있을 경우, 후보 네트워크들의 조합에 대한 정규화 비용함수를 새롭게 계산하고 계산된 정규화 비용함수에 따라 최적의 네트워크를 재선택할 수 있다.
만일 후보 네트워크에 대한 변동이 없을 경우, 전송 중의 평균 전송률을 모니터링하여 현재까지의 평균 전송률이 정규화 비용함수값을 감소시키고 있다면 현재 선택된 네트워크를 유지한다. 반면, 현재 적용된 평균 전송률이 정규화 비용함수값을 증가시키는 경우에는 실제의 평균전송률을 고려하여 후보 네트워크의 조합들에 대하여 정규화 비용함수를 다시 계산한다.
이 때 다시 계산한 정규화 비용함수 값이 {최초 네트워크 선택 단계에서 추정된 평균 전송률 예상값을 적용하여 계산된 정규화 비용함수값 + 해당 네트워크 조합에서의 마진(magin)}의 값보다 커지는 경우의 횟수(N)를 매 업데이트 주기(Tu) 마다 카운트한다. 그리고 상기 N값이 미리 설정된 임계치인 Nmax값보다 커질 경우, 전체 전송할 데이터에서 현재까지 전송된 데이터를 제외한 잔여 데이터의 데이터 크기에 대하여 다시 각 네트워크 조합별로 정규화 비용함수값을 다시 계산한다.
계산 결과 현재 전송에 사용되는 네트워크를 제외한 다른 네트워크 조합에서 상기 마진(magin)을 포함한 정규화 비용함수값이 현재 사용되는 네트워크에서의 정규화 비용함수값보다 작다면, 해당 네트워크 조합을 잔여 데이터의 전송을 위한 네트워크 조합으로 새로 선택할 수 있다.
다만, 앞서 언급된 바와 같이, 데이터 전송 중 전송 환경 변화에 따라 실제 네트워크의 평균 전송률이 변화된 때라도 그에 따라 네트워크 별로 전송되는 부분 데이터의 비율을 조정하여 현재 네트워크에서의 정규화 비용 함수 값이 감소될 수 있다면, 새로운 네트워크를 다시 선택하지 않아도 됨은 앞서 설명된 바와 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말에서의 방법을 설명하는 도면이다.
401단계에서 데이터 전송 요청 등과 같은 데이터 전송을 위한 이벤트가 발생하면, 303단계에서 단말의 상태 정보를 획득한다. 이는 사용자 단말의 단말 정보 수집부(105)에서 수행된다.
상기 사용자 단말의 상태 정보란 현재 사용자 단말의 설정 및 사용 여부에 관련된 정보를 말한다. 구체적으로 사용자 단말의 상태 정보는 현재 사용자 단말의 “배터리 잔량 정보”, 사용자 단말이 가입한 요금제에 따른 “월 데이터 총량 정보”, 현재까지의 “유료 데이터 사용량 정보”를 포함한다. 또한, 사용자 단말의 상태 정보는 사용자 단말이 이동하고 있는 경우 “사용자 단말의 이동성 정보”와, 사용자 단말 디스플레이 장치에 관련된 “디스플레이 관련 정보”, 사용자 단말이 현재 작동 중인지 여부에 관한 “사용자 단말 동작 정보”를 더 포함한다. 상기 “사용자 단말의 이동성 정보” 는 사용자 단말이 현재 접속한 네트워크의 신호 세기, 사용자 단말 내에 내장된 가속계, 중력계, 또는 GPS(global positioning system) 등을 이용하여 획득할 수 있다.
405단계에서는 네트워크들 각각에 대하여 네트워크 상태 정보를 획득한다. 이러한 동작은 사용자 단말의 네트워크 정보 수집부(115)에서 수행된다. 상기 네트워크 상태 정보는 “액티브 네트워크 정보”와 네트워크 별 “평균 전송률”을 포함한다. 상기 액티브 네트워크 정보와, 평균 전송률에 대해서는 앞서 설명되었으므로 상세한 설명은 생략한다.
407단계에서는 상기 네트워크의 상태 정보 및/또는 단말의 상태 정보를 이용하여 후보 네트워크를 판단한다. 특히 네트워크의 상태 정보 중 “액티브 네트워크 정보”와, 단말의 상태 정보 중 “단말의 이동성 정보” 또는 “단말의 동작 정보”를 이용하여 후보 네트워크를 판단할 수 있다. 이에 대해서는 앞서 도 1에서 상세히 설명된 바 있어, 여기서는 설명을 생략한다.
409단계에서는 전송 시간, 전력 절약, 비용 절약에 대한 각각의 가중치 값을 획득한다. 상기 가중치 값은 도 2에서 설명된 사용자 인터페이스(110)를 통하여 사용자의 입력에 의하여 획득하거나, 디폴트 값으로 설정된 값을 이용하거나, 또는 이전의 데이터 전송 시 설정된 가중치 값이 이용될 수도 있다.
411단계에서는 전송 데이터의 크기를 분석한다. 이는 사용자 단말의 어플리케이션 분석부(120) 또는 어플리케이션(135)에서 수행된다.
413단계에서는 제어부(125)가 후보 네트워크의 조합들 각각에 대하여 정규화 비용함수 값을 계산한다. 이에 대해서는 상술한 <수학식 1>이하에서 설명되었으므로 상세한 설명은 생략한다.
415단계에서는 상기 계산된 비용 함수에 따라 최적의 네트워크 조합을 선택한다. 통상적으로 비용 함수 값이 최소가 되는 네트워크 조합을 선택하는 것이 바람직하다. 다만, 이때 앞서 설명된 바와 같이 현재 연결된 네트워크가 있다면 현재 네트워크에서 새로운 네트워크로 변경할 경우 마진 값이 고려됨은 앞서 설명된 바와 같다.
417단계에서는 미리 설정된 네트워크 업데이트 주기(Tu) 동안 선택된 네트워크 조합을 이용하여 데이터를 전송한다. 상기 업데이트 주기와 관련하여 앞서 도 1의 제어부(125)에서 설명된 바 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 설명한다.
시뮬레이션 방식은 네트워크 별 평균 전송률 및 단말의 배터리, 정액제 데이터 사용량, 전송 데이터 크기에 따라 최적의 네트워크 선택 방법을 적용한 경우와, 기존의 방식에 따라 이전에 사용하고 네트워크를 계속하여 사용한 경우에 대한 비교를 통하여 통하여 전송시간, 에너지소모, 유료데이터사용 각 항목에 대한 상대적 이득을 검증하였다.
참고로 상대적 이득이란, LTE-only 또는 WiFi-only 또는 LTE+WiFi의 네트워크 선택을 처음부터 시뮬레이션 끝까지 계속 유지할 경우의 전송시간, 에너지 소모, 유료데이터 사용량을 각각 1로 보았을 때, 최적 네트워크를 적응적으로 선택하였을 경우 추가로 얻을 수 있는 이득이 몇 배 더 있는지를 나타내는 것으로, 그 값이 0보다 클 경우 그만큼의 비율로 이득이 있음을 나타내고, 0보다 작을 경우 그만큼의 비율로 손해임을 나타낸다. 다양한 데이터 크기에 대한 평균적인 상대적 이득을 알아보기 위하여 데이터의 크기는 [100 kB, 3 GB] 범위 내에서 일정 확률 분포(즉, log-normal 분포)를 갖도록 하여 다양한 크기를 갖는 데이터에 대한 상대적 이득의 평균값을 나타내었다.
도 5(a), 도 5(b), 도 5(c)는 본 발명의 실시예에 따라 현재까지 이미 사용한 에너지의 비율 (Eu)에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면이다.
도 5(a), 도 5(b), 도 5(c)에서 x축은 완전히 충전된 배터리의 총 에너지를 1로 했을 때, 현재까지 이미 사용한 에너지의 비율 (Eu)을 나타내며, Y축은 상기 에너지의 비율이 증가함에 따라, 즉, 배터리 잔량이 감소함에 따른 상대적 에너지소모 이득(Nomalized gain)의 분포를 나타낸다.
참조 번호 501은 현재까지 이미 사용한 유료데이터의 비율(Bu)이 유료데이터 허용량의 0.1인 경우에 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
참조 번호 502는 Bu=0.5인 경우 데이터 전송 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
참조 번호 503은 Bu=0.9인 경우 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
참조 번호 504는 현재까지 이미 사용한 유료데이터의 비율(Bu)이 유료데이터 허용량의 0.1인 경우에 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다. 참조 번호 505는 Bu=0.5인 경우 데이터 전송 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다. 참조 번호 506은 Bu=0.9인 경우 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
참조 번호 507은 현재까지 이미 사용한 유료데이터의 비율(Bu)이 유료데이터 허용량의 0.1인 경우에 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다. 참조 번호 508은 Bu=0.5인 경우 데이터 전송 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다. 참조 번호 509는 Bu=0.9인 경우 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
상기 참조 번호에 대한 설명은 도 5(b), 도 5(c)에서도 동일하게 적용된다.
도 5(a), 도 5(b), 도 5(c)의 결과를 설명하면 다음과 같다.
배터리 사용량이 늘어남(즉, x축 상의 오른쪽으로 갈수록)에 따라, 에너지소모에 대한 가중치가 높아져서 도 5(b)의 에너지 이득이 증가함을 볼 수 있고(그래프 곡선들이 우상향함), 그에 따라 도 5(c)의 유료 데이터 비용 이득이 감소함을 볼 수 있다(그래프 곡선들이 우하향함). 그리고 그래프 결과 곡선들의 대부분들이 Y축 상에서 0 이상의 값들을 나타내고 있는데, 이는 전송 네트워크를 적응적으로 선택하는 것이 전송 시작부터 종료 시까지 LTE-only 또는 WiFi-only 또는 LTE+WiFi 중 하나만을 선택하여 데이터를 전송하는 것보다 전반적으로 이득이 있음을 의미한다.
다만, 도 5(a)의 전송 시간 이득 그래프 중, 특히, 참조 번호 509는 LTE+WiFi만을 선택하여 전송한 경우에 대비하여 적응적으로 네트워크를 선택한 경우의 이득을 나타내는데, 그래프 곡선이 0 미만의 값을 가지고 있어, 이는 적응적으로 네트워크를 선택한 것이 LTE+WiFi 만을 사용하여 데이터를 전송한 것이 전송 시간에 있어서 손해를 보았음을 의미한다. 그러나 도 5(b)의 에너지 이득(도 5(b)의 참조 번호 509)과 도 5(c)의 유료데이터비용 이득(도 5(c)의 참조 번호 509)이 생기기 때문에, 상기 손실을 보상한 결과가 된다.
도 6(a), 도 6(b), 도 6(c)는 본 발명의 실시예에 따라 유료데이터 허용량 대비 현재까지 사용데이터의 비율(Bu)에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면이다.
각 도면에서 참조 번호들의 설명은 도 5(a)에서 설명된 바와 같다.
도 6(a), 도 6(b), 도 6(c)를 참조하면, 유료데이터 사용량이 증가함에 따라 유료데이터비용의 가중치가 증가하기 때문에, 도 6(c)의 유료데이터비용 이득이 증가하고, 그에 대한 트레이드 오프로써 도 6(a)의 전송시간 이득, 도 6(b)의 에너지 소모에 대한 이득이 감소하는 것을 볼 수 있다.
도 7(a), 도 7(b), 도 7(c)는 본 발명의 실시예에 따라 전송시간에 대한 가중치값(α)의 변화에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면이다.
참조 번호 701은 Bu=0.5이고, Eu=0.5일 때, 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여, 본 발명의 실시예에서 제안된 방식에 따라 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
참조 번호 702는 Bu=0.5이고, Eu=0.5일 때, 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여, 본 발명의 실시예에서 제안된 방식에 따라 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
참조 번호 703은 Bu=0.5이고, Eu=0.5일 때, 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여, 본 발명의 실시예에서 제안된 방식에 따라 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득을 나타낸다.
도 7(a), 도 7(b), 도 7(c)를 참조하면, α 값이 증가함에 따라 도 7(a)의 전송시간 비용 이득은 급격히 증가하다가 일정 값 이상에서는 포화됨을 볼 수 있다. 또한, α 값에 따라 도 7(b)의 에너지 소모 비용 이득은 도 7(a)의 전송 시간 비용 이득과 비슷한 경향을 보이고 도 7(c)의 유료 데이터 비용은 그와 반대의 경향을 보이는 것을 알 수 있다.
도 8(a), 도 8(b), 도 8(c)는 본 발명의 실시예에 따라 전력 절약에 대한 가중치값(β)의 변화에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면이다.
이 경우에도 β 값이 증가함에 따라 도 8(b)에서 에너지 이득이 발생하지만 일정 값 이상에서는 이득이 포화됨을 볼 수 있다. 또한, β 값에 따라 도 8(a)의 전송 시간 비용 이득은 도 8(b)의 에너지 이득과 비슷한 경향을 보이고 도 7(c)의 유료 데이터 비용은 반대의 경향을 보이는 것을 알 수 있다.
도 9(a), 도 9(b), 도 9(c)는 본 발명의 실시예에 따라 비용 절약에 대한 가중치값(γ)의 변화에 따른 전송 시간, 에너지 소모, 유료 데이터 비용의 상대적 이득을 각각 설명하는 도면이다.
이 경우에도 γ값이 증가함에 따라 도 9(c)에서 유료 데이터 비용의 이득이 발생한다. 여기서는 유료 데이터 비용의 이득이 포화되지는 않지만 γ값이 증가에 따른 이득 증가 속도는 감소됨을 볼 수 있다. 또한, γ값에 따라 도 9(a)의 전송 시간 비용 이득 및 도 9(b)의 에너지 이득은 도 9(c)와 반대의 경향을 보이는 것을 알 수 있다.
한편, α, β, γ값을 설정에 있어서 상기 도 6, 도 7, 도 8의 결과를 참조하여 의미 있는 범위(예들 들어, [1, 10] 중 적절한 값)를 설정할 수 있을 것이며, 이러한 결과값을 기반으로 하여 사용자가 가중치 값들을 설정할 때 사용자 단말 설정에 의한 가중치로 사용자에게 추천되거나, 또는 시스템의 디폴트 값으로 사용될 수도 있을 것이다.
지금까지 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하였다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 데이터 전송을 위한 서로 다른 네트워크를 사용할 때, 사용자 단말의 상태 정보, 네트워크 상태 정보, 전송할 데이터의 크기 등을 고려하고, 데이터 전송 시 전송 시간, 에너지(배터리) 소모, 데이터 전송 비용에 대하여 가중치를 부여하여, 데이터 전송을 위한 최적의 네트워크를 선택할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
105: 단말 정보 수집부
107: 가중치 설정부
109: 네트워크 상태 표시부
110: 사용자 인터페이스
115: 네트워크 정보 수집부
120: 어플리케이션 분석부
125: 제어부
130: 전송부
135: 어플리케이션
301: WiFi 마진(mw)을 고려하여 WiFi-only 네트워크를 선택하는 경우의 비용함수 값
302: 401에서의 LTE 데이터 크기는 0
303: LTE+WiFi 마진(mcw)을 고려하여 LTE+WiFi 네트워크를 선택한 경우정규화 비용함수값
304: 403에서의 LTE 데이터 크기는 전체 전송 데이터크기(<수학식 6>의 값)
305: LTE 마진(mc)을 고려하여 LTE-only 네트워크를 선택한 경우정규화 비용함수값
306:405에서의 LTE 데이터 크기(Btr)
501: 현재까지 이미 사용한 유료데이터의 비율(Bu)이 유료데이터 허용량의 0.1인 경우에 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
502: Bu=0.5인 경우 데이터 전송 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
503: Bu=0.9인 경우 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
504: 현재까지 이미 사용한 유료데이터의 비율(Bu)이 유료데이터 허용량의 0.1인 경우에 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
505: Bu=0.5인 경우 데이터 전송 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
506: Bu=0.9인 경우 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
507: 현재까지 이미 사용한 유료데이터의 비율(Bu)이 유료데이터 허용량의 0.1인 경우에 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
508: Bu=0.5인 경우 데이터 전송 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
509: 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
701: Bu=0.5이고, Eu=0.5일 때, 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크만을 사용하는 경우(C-only)에 대비하여, 본 발명에서 제안된 방식에 따라 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
702: Bu=0.5이고, Eu=0.5일 때, 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 WiFi 네트워크만을 사용하는 경우(W-only)에 대비하여, 본 발명에서 제안된 방식에 따라 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득
703: Bu=0.5이고, Eu=0.5일 때, 데이터 전송 시작부터 전송 완료 시까지 LTE 네트워크와 WiFi를 동시에 사용하는 경우(LTE+WiFi)에 대비하여, 본 발명에서 제안된 방식에 따라 데이터 전송 중에 적응적으로 네트워크를 선택하여 사용한 경우의 상대적 이득

Claims (36)

  1. 서로 다른 종류의 네트워크들을 지원하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    단말의 상태 정보와, 적어도 하나의 네트워크 별 네트워크 상태 정보, 송수신할 데이터의 크기 정보 중 적어도 하나를 획득하는 과정과,
    상기 단말의 상태 정보와, 상기 네트워크 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 데이터 송수신에 사용될 수 있는 적어도 하나의 후보 네트워크를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 후보 네트워크에서 가능한 네트워크 조합 별로 데이터 송수신을 위한 비용 함수를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 네트워크 조합 별 비용 함수 값 중 비용 함수 값이 최소가 되는 네트워크 조합을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 네트워크 조합을 이용하여 상기 데이터 송수신을 수행하는 과정을 포함하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 네트워크 조합을 선택하는 과정은,
    상기 단말에 현재 연결된 네트워크 조합이 있고, 상기 현재 연결된 네트워크 조합을 통하여 상기 데이터 송수신이 수행되는 경우,
    상기 현재 연결된 네트워크 조합을 구성하는 적어도 하나의 네트워크에서의 실제 전송률에 따라, 상기 적어도 하나의 네트워크에서의 데이터 전송량을 조절하여, 상기 현재 연결된 네트워크 조합의 비용 함수를 감소시키는 과정과,
    상기 비용 함수가 감소된, 상기 현재 연결된 네트워크 조합을 선택하는 과정을 포함하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 네트워크 조합을 선택하는 과정은,
    상기 단말에 현재 연결된 네트워크 조합이 있는 경우, 상기 비용 함수 값이 최소인 네트워크 조합의 비용 함수 값에 소정의 마진(margin) 값을 더한 값이, 상기 현재 연결된 네트워크 조합의 비용 함수 값보다 작은 경우에 상기 비용 함수 값이 최소인 네트워크를 선택하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 비용 함수는,
    전송 시간 비용 함수, 에너지 소모 비용 함수, 유료 데이터 비용 함수 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 항목별 비용 함수들 각각은, 각 항목별 비용 모델, 각 항목별 정규화 인자, 각 항목별 가중치의 곱으로 결정됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 각 항목별 정규화 인자는,
    각 항목 별로 허용 가능한 최대값의 역수로 설정됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 항목 별 정규화 인자와 상기 항목 별 비용 모델을 곱한 값이 1을 초과하는 경우, 해당 정규화 인자를 원래의 값보다 큰 소정의 페널티 값으로 치환함을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 전송 시간에 대한 비용 모델은,
    상기 네트워크 조합을 구성하는 후보 네트워크 별 평균 전송률, 상기 후보 네트워크 별 전송 데이터인 부분 데이터의 크기, 상기 후보 네트워크 별 접속 지연 시간, 상기 후보 네트워크 별 프로모션 시간 지연 오버헤드 중 적어도 하나에 의하여 모델링됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 후보 네트워크 별 평균 전송률은,
    상기 후보 네트워크 별로 미리 저장된 데이터 베이스를 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 후보 네트워크 별 평균 전송률은,
    상기 단말에 현재 연결된 네트워크 조합이 있고, 상기 현재 연결된 네트워크 조합을 통하여 상기 데이터 송수신이 수행되는 경우, 상기 적어도 하나의 네트워크에서의 실제 전송률로 결정됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  10. 제 4항에 있어서, 상기 에너지 소모에 대한 비용 모델은,
    상기 네트워크 조합을 구성하는 후보 네트워크 별 평균 전송률, 상기 후보 네트워크 별 전송 데이터인 부분 데이터의 크기, 상기 후보 네트워크 별 스위치 온 에너지, 상기 후보 네트워크 별 에너지 오버헤드 중 적어도 하나에 의하여 모델링됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  11. 제 4항에 있어서, 상기 유료 데이터에 대한 비용 모델은,
    상기 네트워크 조합을 구성하는 후보 네트워크 별 전송 데이터인 부분 데이터의 크기에 의하여 모델링됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 비용 함수는,
    상기 데이터의 크기에 대한 함수로 표현됨을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 네트워크의 상태 정보는,
    적어도 하나의 액티브 네트워크 정보와, 상기 액티브 네트워크 별 전송률 정보를 포함함을 특징으로 하며,
    상기 액티브 네트워크는, 해당 네트워크가 활성화 상태이고, 상기 단말이 해당 네트워크의 커버리지 내에 위치하여 상기 단말이 해당 네트워크로부터 네트워크 식별자를 획득할 수 있는 네트워크임을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 액티브 네트워크 정보는,
    “액티브 네트워크 식별자”, 상기 액티브 네트워크와의 연결을 위한 상기 단말 내의 네트워크 장치의 “온/오프(on/off) 상태 정보”, 상기 단말의 접속 상태를 지시하는 “접속 모드 정보”중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 후보 네트워크를 결정하는 과정은,
    상기 액티브 네트워크를 상기 후보 네트워크로 결정함을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 단말의 상태 정보는,
    상기 단말의 이동성 정보를 포함함을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 후보 네트워크를 결정하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 액티브 네트워크에서의 수신 신호 세기와 상기 단말의 이동성 정보를 이용하여 상기 후보 네트워크를 결정함을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 후보 네트워크를 결정하는 과정은,
    상기 단말의 이동성 정보와 상기 단말의 위치 정보를 이용하여, 상기 액티브 네트워크 정보에 포함되지 않은 네트워크를 상기 후보 네트워크로 결정함을 특징으로 하는 단말에서 데이터를 송수신하는 방법.
  19. 서로 다른 종류의 네트워크들을 지원하여 데이터를 송수신하는 단말 장치에 있어서,
    단말의 상태 정보를 수집하는 단말 정보 수집부와,
    적어도 하나의 네트워크 별 네트워크 상태 정보를 수집하는 네트워크 정보 수집부와,
    송수신할 데이터의 크기 정보를 분석하는 어플리케이션 분석부와,
    상기 단말의 상태 정보와, 상기 네트워크 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 데이터 송수신에 사용될 수 있는 적어도 하나의 후보 네트워크를 결정하고, 상기 결정된 후보 네트워크에서 가능한 네트워크 조합 별로 데이터 송수신을 위한 비용 함수를 계산하고, 상기 계산된 네트워크 조합 별 비용 함수 값 중 비용 함수 값이 최소가 되는 네트워크 조합을 선택하는 제어부와,
    상기 선택된 네트워크 조합을 이용하여 상기 데이터 송수신을 수행하는 전송부를 포함하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 네트워크 조합을 선택할 시,
    상기 단말에 현재 연결된 네트워크 조합이 있고, 상기 현재 연결된 네트워크 조합을 통하여 상기 데이터 송수신이 수행되는 경우, 상기 현재 연결된 네트워크 조합을 구성하는 적어도 하나의 네트워크에서의 실제 전송률에 따라, 상기 적어도 하나의 네트워크에서의 데이터 전송량을 조절하여, 상기 현재 연결된 네트워크 조합의 비용 함수를 감소시키고, 상기 비용 함수가 감소된 상기 현재 연결된 네트워크 조합을 선택함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 네트워크 조합을 선택할 시,
    상기 단말에 현재 연결된 네트워크 조합이 있는 경우, 상기 비용 함수 값이 최소인 네트워크 조합의 비용 함수 값에 소정의 마진(margin) 값을 더한 값이, 상기 현재 연결된 네트워크 조합의 비용 함수 값보다 작은 경우에 상기 비용 함수 값이 최소인 네트워크를 선택함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  22. 제 19항에 있어서, 상기 비용 함수는,
    전송 시간 비용 함수, 에너지 소모 비용 함수, 유료 데이터 비용 함수 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 항목별 비용 함수들 각각은, 각 항목별 비용 모델, 각 항목별 정규화 인자, 각 항목별 가중치의 곱으로 결정됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 각 항목별 정규화 인자는,
    각 항목 별로 허용 가능한 최대값의 역수로 설정됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 항목 별 정규화 인자와 상기 항목 별 비용 모델을 곱한 값이 1을 초과하는 경우, 해당 정규화 인자를 원래의 값보다 큰 소정의 페널티 값으로 치환함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  25. 제 22항에 있어서, 상기 전송 시간에 대한 비용 모델은,
    상기 네트워크 조합을 구성하는 후보 네트워크 별 평균 전송률, 상기 후보 네트워크 별 전송 데이터인 부분 데이터의 크기, 상기 후보 네트워크 별 접속 지연 시간, 상기 후보 네트워크 별 프로모션 시간 지연 오버헤드 중 적어도 하나에 의하여 모델링됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 후보 네트워크 별 평균 전송률은,
    상기 후보 네트워크 별로 미리 저장된 데이터 베이스를 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 후보 네트워크 별 평균 전송률은,
    상기 단말에 현재 연결된 네트워크 조합이 있고, 상기 현재 연결된 네트워크 조합을 통하여 상기 데이터 송수신이 수행되는 경우, 상기 적어도 하나의 네트워크에서의 실제 전송률로 결정됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  28. 제 22항에 있어서, 상기 에너지 소모에 대한 비용 모델은,
    상기 네트워크 조합을 구성하는 후보 네트워크 별 평균 전송률, 상기 후보 네트워크 별 전송 데이터인 부분 데이터의 크기, 상기 후보 네트워크 별 스위치 온 에너지, 상기 후보 네트워크 별 에너지 오버헤드 중 적어도 하나에 의하여 모델링됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  29. 제 22항에 있어서, 상기 유료 데이터에 대한 비용 모델은,
    상기 네트워크 조합을 구성하는 후보 네트워크 별 전송 데이터인 부분 데이터의 크기에 의하여 모델링됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  30. 제 19항에 있어서, 상기 비용 함수는,
    상기 데이터의 크기에 대한 함수로 표현됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  31. 제 19항에 있어서, 상기 네트워크의 상태 정보는,
    적어도 하나의 액티브 네트워크 정보와, 상기 액티브 네트워크 별 전송률 정보를 포함함을 특징으로 하며,
    상기 액티브 네트워크는, 해당 네트워크가 활성화 상태이고, 상기 단말이 해당 네트워크의 커버리지 내에 위치하여 상기 단말이 해당 네트워크로부터 네트워크 식별자를 획득할 수 있는 네트워크임을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 액티브 네트워크 정보는,
    “액티브 네트워크 식별자”, 상기 액티브 네트워크와의 연결을 위한 상기 단말 내의 네트워크 장치의 “온/오프(on/off) 상태 정보”, 상기 단말의 접속 상태를 지시하는 “접속 모드 정보”중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  33. 제 31항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 액티브 네트워크를 상기 후보 네트워크로 결정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  34. 제 31항에 있어서, 상기 단말의 상태 정보는,
    상기 단말의 이동성 정보를 포함함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 액티브 네트워크에서의 수신 신호 세기와 상기 단말의 이동성 정보를 이용하여 상기 후보 네트워크를 결정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말의 이동성 정보와 상기 단말의 위치 정보를 이용하여, 상기 액티브 네트워크 정보에 포함되지 않은 네트워크를 상기 후보 네트워크로 결정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말 장치.
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