JP2009537089A - データ通信のQoS保証方法及び装置 - Google Patents

データ通信のQoS保証方法及び装置 Download PDF

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Abstract

データ通信のQoS(Quality of Service)保証装置及び方法に係り、第1無線通信ネットワークから第2無線通信ネットワークにハンドオーバーする受信側の移動端末が受信中のデータのQoSを保証する該方法は、第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを生成するステップと、生成されたパケットを送信側に伝送するステップと、パケットに対する応答情報を含むパケットの受信如何によってハンドオーバーを選択的に行うステップと、を含み、これにより、受信側及び送信側の終端間のパケット交換だけで第2ネットワーク情報を送信側に知らせることができて、ハンドオーバー時に受信側と送信側とのデータ通信のQoSを保証できる。

Description

本発明は、データ通信のQoSに係り、より詳細には、多様な無線通信ネットワークで使用できるマルチモード−マルチバンド端末機の異種/同種通信ネットワーク間ハンドオーバーにおいて、データの受信側と送信側との両終端間パケット交換だけでハンドオーバーを制御することによって、データ伝送におけるQoS(Quality of Service)を保証するための装置及び方法に関する。
CDMA(Code Division Multiple Access)、広域CDMA(wide band CDMA)、Wibro(WiMaxのように同じIEEE 802.16標準に基づいているが、さらに時間当り37マイルの速度で移動する移動端末を推定して連結を維持するためにデザインされている)、HSDPA(High−Speed Downlink Packet Access)のような既存の無線通信ネットワークは、一般的にサーバー及び少なくとも一つのアクセスルータ(ARs)または、例えば、インターネットを含む他のネットワークと連結するための通信スイッチシステムを支援するイーサネット(登録商標)のような基幹有線通信ネットワークとしてサービスする分配システム;無線通信ネットワーク内に所定の位置に配列された無線アクセスポイント(APs)または基地局として知られ、それぞれが所定のサービス領域(伝送範囲)でノート型パソコン、PDA、携帯電話または他の無線通信デバイスのような複数の移動端末との無線通信を支援し、分配システムにアクセスを提供する少なくとも一つの制御モジュールを備える。移動端末が無線リンクを通じて無線アクセスポイント(AP)または基地局と標準通信プロトコルにより特定されたように通信するために提供される時、無線アクセスポイント(AP)または基地局は、分配システムを通じてネットワーク資源にアクセスするために提供される。
移動通信サービスを利用するユーザが急激に増加し、マルチメディア通信を支援する移動通信サービスの種類と無線通信規格も多様になった。このような移動通信サービスは移動中のユーザにシームレスサービスを提供することが要請され、したがって、同種/異種無線通信ネットワーク間のハンドオーバーの重要性が非常に注目されている。
図1Aは、例示的な同種の無線通信ネットワーク間の従来のハンドオーバー過程を示す図である。図1Aを参照するに、分配システムは、有線通信ネットワーク110である。無線通信ネットワークが無線LAN(Local Area Networks)ならば、IEEE 802.11のような無線LANのための標準通信プロトコルが利用されうる。アクセスルータ120及び少なくとも一つのアクセスポイント(APs)、例えば、第1アクセスポイント(AP1)130及び第2アクセスポイント(AP2)140がまた、移動端末が第1アクセスポイント(AP1)130によりカバーされる領域及び第2アクセスポイント(AP2)によりカバーされるサービス領域の間を移動する時、ハンドオーバーを行うために利用されうる。このようなIEEE 802.11標準規格を使用する無線LANで、データを送信する送信側のアクセスルータ(AR)120は有線通信ネットワーク110に接続して、アクセスポイント(AP)130または140を通じて移動端末機にデータを送信する。この時、移動端末機がアクセスポイント1(AP1)130により提供されるサービス領域からアクセスポイント2(AP2)140により提供されるサービス領域に移動すれば、移動端末機は、アクセスポイント1(AP1)130からの信号の強度をアクセスポイント2(AP2)140からの信号の強度と比較して、アクセスポイント2(AP2)140からの信号の強度がさらに強くなれば、アクセスポイント2(AP2)140へのハンドオーバーを要請する信号をアクセスルータ120に伝送し、アクセスルータ(AR)120はハンドオーバーを指示する信号を移動端末機に送って、アクセスポイント2(AP2)140を通じてデータを伝送できるようにする。
無線通信ネットワークが同種のCDMA及びWCDMAネットワークならば、例示的なCDMA及びWCDMAネットワークにおいて、同種ネットワーク間のハンドオーバーもその用語がアクセスルータ120が移動通信交換局120に、アクセスポイント(APs)130及び140が基地局130及び140に変わるが、無線LANネットワークと同じ方式で行われる。
図1Bは、例示的な異種の無線通信ネットワーク間のハンドオーバー方式を示す。図1Bを参照するに、分配システムはCDMA交換器150及びWCDMA交換器170を備えることができる。ハンドオーバーは、CDMAネットワークとWCDMAネットワークとの間で行われる。移動端末機は、CDMA及びWCDMAネットワークの双方で作動し、CDMA基地局160からWCDMA基地局180に移動する時に通信できるマルチモード−マルチバンドモバイルホンでありうる。移動端末はまた、CDMA基地局160の信号強度をWCDMA基地局180の信号の強度と比較する。WCDMA基地局180の信号の強度がCDMA基地局160の信号の強度より強くなれば、移動端末は、ハンドオーバーを要請する信号をCDMA交換器150に送る。CDMA交換器150は、WCDMA交換器170にハンドオーバー準備のための信号を伝送し、これを受けたWCDMA交換器170がハンドオーバー準備完了時にこれを再びCDMA交換器150に知らせることによって、W−CDMA基地局180を通じるデータ通信が行われる。
図1A及び図1Bに示したように、ハンドオーバー過程は、受信側の移動端末機がアクセスルータまたは交換器と互いに通信して行われる。すなわち、ハンドオーバーは送信側の関与なしに行われるため、データを伝送する送信側は受信側端末機がいかなる環境のネットワークにハンドオーバーしたか分からない。この場合、送信側がハンドオーバー以前に端末機があったネットワーク環境を仮定してデータを伝送する場合に問題が発生する。
例えば、受信側の移動端末機が2Mbpsの最大データ伝送速度を持つ図1Aに例示的に示した無線LANネットワークにあって、384Kbpsの最大データ伝送速度を持つ図2Aに例示的に示したWCDMAネットワークにハンドオーバーした場合を仮定する。ここで、送信側が、図1Aに示したような2Mbpsの無線通信ネットワークで1Mbpsでデータを伝送しており、受信側端末機が移動する他のネットワーク環境(例えば、WCDMAネットワーク)が分からず、受信側端末機のハンドオーバー以後にも同じ伝送速度を仮定してデータを伝送し続ければ、受信側端末機は、送信側が伝送するデータを全部伝送されなくなる。もし、伝送するデータがリアルタイムストリーミングのための音楽または映像データであったならば、受信者はリアルタイムで途切れなしに音楽を鑑賞するか、動映像を視聴することが不可能になる。
したがって、移動端末機が一つの無線通信ネットワークから他の無線通信ネットワークに移動するため、QoSを補正するための新たな効率的なメカニズムが必要である。
本発明のいくつかの側面及び例示的な実施形態は、データの受信側の移動端末がハンドオーバーしようとするネットワーク情報を送信側に伝送した後、ハンドオーバーを行わせるQoS保証方法及び装置を提供する。
本発明の追加的な側面及び/または利点は、一部は次の詳細な説明で述べられ、一部は詳細な説明から明らかであり、または本発明の実施により得られることもある。
本発明の一実施形態によれば、第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする受信側の移動端末が受信中のデータのQoS(Quality of Service)を保証する方法は、前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを生成するステップと、前記生成されたパケットを送信側に伝送するステップと、前記パケットに対する応答情報を含むパケットの受信如何によってハンドオーバーを選択的に行うステップと、を含む。
本発明のさらに望ましい実施形態によれば、前記ネットワーク情報は、前記第2ネットワークのデータ伝送速度についての情報である。前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットは、RTCP(Real−time Transport Control Protocol)パケットであることを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする受信側の移動端末の受信中のデータのQoSを保証する装置は、前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを生成するネットワーク情報生成部と、前記生成されたパケットを送信側に伝送するネットワーク情報伝送部と、前記パケットに対する応答情報を含むパケットの受信如何によってハンドオーバーを選択的に行うハンドオーバー実行部と、を備えることを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする移動端末にデータを伝送中の装置が前記データのQoSを保証する方法は、前記第2ネットワークのネットワーク情報が含まれたパケットを前記移動端末から受信するステップと、前記パケットに含まれた前記第2ネットワークのネットワーク情報によって前記移動端末に伝送するデータを変換するステップと、を含むことを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記データを変換するステップは、前記移動端末に伝送するデータの圧縮率またはサイズを変換するステップであることを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記移動端末にデータを伝送中の装置が前記データのQoSを保証する方法は、前記第2ネットワークのネットワーク情報によってデータを伝送する準備ができたことを知らせる応答情報を含むパケットを生成するステップと、前記生成されたパケットを前記受信側に伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記応答情報を含むパケットは、RTP(Real−time Transport Protocol)パケットであることを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記パケットを生成するステップは、RTPパケットのマーカービットを1に設定してRTPパケットを生成することを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記RTPパケットは、マーカービットが1に設定された複数の連続したRTPパケットであることを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記応答情報は、前記第2ネットワークのデータ伝送速度についての情報である。前記応答情報を含むパケットは、RTCPパケットであることを特徴とする。
本発明のさらに他の実施形態によれば、第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする移動端末にデータを伝送中の装置がデータのQoSを保証する装置が、前記第2ネットワークのネットワーク情報が含まれたパケットを前記移動端末から受信するネットワーク情報受信部と、前記パケットに含まれた前記第2ネットワークのネットワーク情報によって前記移動端末に伝送するデータを変換するデータ変換部と、を備えることを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記移動端末にデータを伝送中の装置が前記データのQoSを保証する装置は、前記第2ネットワークのネットワーク情報によってデータを伝送する準備ができたことを知らせる応答情報を含むパケットを生成する応答生成部と、前記生成されたパケットを前記移動端末に伝送する応答伝送部と、をさらに備えることを特徴とする。
本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記応答生成部は、RTPパケットのマーカービットを1に設定したRTPパケットを生成することを特徴とする。

本発明のさらに望ましい他の実施形態によれば、前記応答生成部は、前記応答情報を含むRTCPパケットを生成するパケット生成部を備えることを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、本発明は前記QoS保証方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。
前記例示的な実施形態及び側面と共に追加的な側面及び実施形態が図の参照及び詳細な説明による研究により明らかになる。
本発明によれば、受信側の移動または同種ネットワーク間のハンドオーバー時に受信側及び送信側、二つの終端間のパケット交換だけで受信側のハンドオーバーしようとするネットワークの情報を送信側が知ることができて、オーディオまたはビデオのストリーミングのようなリアルタイムデータ伝送においてデータ伝送のQoSを保証できる。
本発明によるシステムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することができる。コンピュータで読み取り可能なる記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。記録媒体の例には、ROM(Read-Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、CD−ROM、磁気テープ、フロッピー(登録商標)ディスク、光データ保存装置などがあり、またキャリアウェーブ(例えば、インターネットを通じる伝送)の形態で具現されるものも含む。またコンピュータで読み取り可能なる記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散されて分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。
図6及び図8に例示的に示した受信側及び送信側のQoS保証装置の多様な構成要素は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)またはPCB(Printed Circuit Board)のようなソフトウェアまたはハードウェアに具現されうる。同様に、ここで説明された過程は、ソフトウェア、ハードウェアまたはこれらの組み合わせで均等に行われうるものと広く解釈されることが意図される。ソフトウェアモジュールは多様なC、C++、Java(登録商標)、VisualBasic及び数多くの他のソフトウェア言語らにより作られることができる。また、多様なソフトウェアモジュールは、多様な類型の無線カードで行われる単一なアプリケーションに集積されうる。これらのソフトウェアモジュールは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)またはSRAM(Static Random Access Memory)、EPROM(Erasable and Programmable Read−Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read−Only Memory)及びフラッシュメモリのような機械が読み取ることができる記録媒体;固定、フロッピー(登録商標)及び除去可能な(removable)ディスクのようなマグネチックディスク;テープを含むマグネチック媒体:及びCD(Compact Disk)またはDVD(Digital Video Disc)のような光学媒体のうち少なくとも一つに保存されるデータ及び命令語を含むことができる。ソフトウェア経路またはモジュールの命令語は数多くの方法のうち一つである無線ネットワークを通じて無線カードまたは他のコンピュータ機器にロードされるか、伝送されうる。例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、CDまたはDVD媒体、ハードディスクに保存されているか、ネットワークインターフェースカード、モデムまたは他のインターフェース機器を通じて伝送される命令語を含むコード部分は、システムにロードされて対応するソフトウェア経路やモジュールを実行できる。ローディングまたは伝送過程で電話線、ネットワーク線、無線リンク、ケーブルなどを通じて伝送されるキャリアウェーブで具現されたデータ信号は、命令語を含むコード部分をネットワークロードまたは構成要素と通信できる。このようなキャリアウェーブは電気的、光学的、音響的、電磁気的または他の類型の信号でありうる。
本発明の例示的な実施形態として考慮できるものを図示して説明したが、技術の発展につれて多様な変形及び修正がなされ、均等物の構成要素は、本発明の真の範囲を外れずに代替できるということは、当業者により理解されるであろう。数多くの修正、置換、付加及び副組み合わせが本発明の範囲を外れずに本発明の教え(teaching)を特定状況に適応させるために作られうる。例えば、図6及び図8に示したようなQoS保証装置の構成要素は、説明された機能を行うために既存のカードに装着された単一ハードウェアまたはファームウェアで具現できる。また、無線ネットワークは無線LANまたはCDMA/WCDMAネットワークであると説明されたが、本発明がこれらの特定無線ネットワークまたはプロトコルに限定されないということは正しく認識されうる。かえって、本発明は、他の無線ネットワーク及び互換される通信プロトコルに適用できる。本発明はまた、例えば、PAN(Personal Area Network)、Wi−Fiネットワーク、ブルートゥース、広域ネットワーク、無線MAN(Metropolitan Arean Ntwork)及びIEEE 802.11(a)、(b)及び/または(g)標準、ブルートゥース標準、Wi−Maxまたは、例えば、IS−95、IS−856またはISO−200のようにTIA(Telecommunications Industry Association)/EIA(Electronics Industry Alliances)標準に基づいた広い範囲を支援する、移動セルラーネットワークにより特定される無線通信のために使用可能な互換無線アプリケーションプロトコルを含むあらゆる類型の無線通信機器及び無線ネットワークとの使用に適用できる。移動セルラーネットワークには、TDMA(Time Division Multiple Access)ネットワーク、GSM(Global System for Mobile communication)ネットワーク、GPRS(General Packet Radio Service)ネットワークまたはUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークのようなものがありうる。そして、無線電子メール、ウェブ、デジタル写真受信/伝送及びGPS位置基盤アプリケーションのような無線データサービス及びアプリケーションのための技術発展、HTTP(Hyper Text Transfer Protocols)、FTP(File Transfer Protocols)、VoIPプロトコル及びUMTSプロトコルのような互換ネットワークプロトコルのための技術発展につれて使用可能になった無線ネットワークの次世代のあらゆる類型の無線通信機器及び無線ネットワークとの使用に適用できる。このようなコンピュータプログラム製品は、例えば、ディスケット、CD−ROM、ROMまたは固定されたディスクのような類型のデータ記録媒体に保存された一連のコンピュータ命令語、または類型媒体または、例えば、電磁気波または赤外線のような無線媒体を通じて伝送されるコンピュータデータ信号に具現された一連のコンピュータ命令語でありうる。一連のコンピュータ命令語は、前記機能の全部または一部であり、また半導体、マグネチック、光学または他のメモリデバイスのような揮発性または非揮発性のあらゆるメモリデバイスに保存されうる。したがって、本発明は、開示された多様な例示的な実施形態に限定されず、請求項の範囲に含まれるあらゆる実施形態を含む。
本発明の実施形態及び図示された例示が詳細に参照される。図面を参照して本発明を説明するために前記実施形態が以下で記述される。
図2Aは、本発明の例示的な実施形態によるQoS保証方法に使われるRTPパケットのダイヤグラムである。図2B及び図2Cは、本発明の例示的な実施形態によるQoS保証方法に使われるRTCPパケットのダイヤグラムである。
図2Aを参照するに、RTPは、オーディオ、ビデオ及びシミュレーションデータのようなリアルタイムデータを伝送するために考案されたプロトコルである。RTPパケット2100は、データセグメント及びデータに付加された小さなヘッダを備える。例えば、RTPパケット210は、プロトコルのバージョンを指示するVフィールド2101、パッディング(padding)バイトの有無を表示するPフィールド2102、拡張フィールドの有無を表示するXフィールド2103、CSRCフィールドの数を表示するCCフィールド2104、マーカービット(Mフィールド)2105、RTPパケットのペイロードのタイムを表すPTフィールド2106、送信される各RTPパケットのパケット紛失如何や順序を合せるのに使われるシーケンスナンバー(SN)フィールド2107、RTPデータパケットが最初のバイトのサンプリング瞬間を表すタイムスタンプ(TS)フィールド2108、RTPセッション内のデータソースを区分するためのSSRCフィールド2109、ミキサーを通じて多様なソース提供者のデータを伝送する場合、データの提供者を区分するためのCSRCフィールド2110で構成される。
ここで、マーカーMビット2105は、パケットストリーム内でフレーム境界のような重要なイベントを表示するために使われるが、他の目的への使用のためにこれを定義するか、初めからPTフィールド2106を拡張してなくすこともある。
RTPパケットとは反対にRTCPパケットは、RTPを補助して該当セッションのいろいろな情報を周期的に伝送するのに使われる。特に、ストリーミングサービスでは、パケット損失率、往復遅延時間及びジッターなどの情報を含み、これに基づいて受信側と送信側とが適当な措置を取れるようにする。RTCPパケットは、RTPセッションの品質についての情報を送信側の伝送するSR(Sender Report)類型と、RTPセッションの品質についての情報を受信側が伝送するRR(Receiver Report)類型と、RTPセッションに属する受信側と送信側のIDについての情報を含むSDES(Source Description)類型と、RTPセッションを離れることを知らせるために使用するBYE類型と、新たなアプリケーションや新たな機能のために実験的に使用するAPP類型とに分類できる。
図2Bを参照するに、前述した類型の組み合わせであるRTCPパケット2200は周期的に伝送される。より詳細には、RTCPパケット2200は、SR類型であることを表示するSRヘッダ2201、その内容である送信側レポート2202、RR類型であることを表示するRRヘッダ2203、その内容である受信側レポート2204、SDES類型であるを表示するSDESヘッダ2205、その内容であるITEM
2206、BYEパケット2207、APP類型であることを表示するAPPヘッダ2208、その内容であるアプリケーション依存データフィールド2209を備える。
図2Bに示したRTCPは、一般的に受信側または送信側により周期的に伝送される。しかし、受信側と送信側間のセッションで、データフォーマットやペイロードの変化、そしてデータ伝送の開始または中断のような重要なイベントが発生する場合には、これを通知するために周期的にRTCPを伝送する時間まで待たずに、直ちに伝送する必要がある。これを支援するためにRTCPの拡張フォーマットが使われる。
このようなRTCP拡張フォーマットを即時フィードバックモードRTCPというが、図2Cは、即時フィードバックモードRTCP 2300の構造を示す。一般的に周期的に伝送されるRTCPパケット2200にフィードバックメッセージ2302を含めて即時フィードバックモードRTCPパケット2300を構成する。フィードバックメッセージの前部分には、プロトコルのバージョンを指示するVフィールド2304、パッディングバイトの有無を表示するPフィールド2305、フィードバックメッセージの類型を表すFMTフィールド2306、RTCPパケットの類型を表すPTフィールド2307、フィードバックメッセージの長さを表す長さ2308、RTCPパケットの伝送者を区別するための送信者SSRCフィールド2309、フィードバックメッセージがいかなる種類のメディアソースと関連したものであるかを区分するためのメディアソースSSRCフィールド2310で構成されたフィードバックメッセージヘッダ2302が位置する。その後部分には、伝送階層のフィードバックメッセージ、アプリケーション階層のフィードバックメッセージ、ペイロードにより特定されるフィードバックメッセージなどを含めることができるフィードバック制御情報フィールド2303が位置する。
送信側と受信側との間にデータ通信を始めた以後から通信を終えるまでの期間をセッションという。図3は、本発明による受信側と送信側の例示的なRTP/RTCPパケット伝送セッションを示す。本発明の例示的な実施形態によれば、受信側の移動端末が、例えば、データ伝送速度が200Mbpsである第1(ソース)ネットワーク3100から、例えば、データ伝送速度が30Mbpsである第2(目的)ネットワーク3200に移動する。例えば、図1A及び図1Bに示した実施形態では、アクセスルータ(AR)または交換器が送信側に位置する。しかし、便宜のために無線通信ネットワークの移動端末とアクセスルータまたは交換器との通信よりは、受信側と送信側との通信について説明する。
図3を参照するに、200Mbpsのデータ伝送速度を持つネットワーク3100で送信側は受信側にデータを伝送していたと仮定する。受信側(例えば、移動端末)が200Mbpsのデータ伝送速度を持つ第1ネットワーク3100から30Mpbsのデータ伝送速度を持つ第2ネットワーク3200に移動する時、第1ネットワーク3100から第2ネットワーク3200へのハンドオーバーが必要であるということを感知(3301)する。ハンドオーバーを感知した受信側は、第2ネットワーク3200の情報が含まれたRTCPパケットを送信側に伝送(3302)する。第2ネットワークの情報が含まれるRTCPパケットは、周期的に伝送する図2Bに例示的に示した一般的なRTCPパケット2200でもあり、図2Cに例示的に示した即時フィードバックモードRTCPパケット2300でもある。
ハンドオーバーを感知するやいなや、第2ネットワーク3200のネットワーク情報を送信側に伝送するために、即時フィードバックモードRTCPパケット2300が使われうる。
図3のように、データ伝送速度の異なるネットワークに移動する場合には、ハンドオーバーしようとする目的ネットワークのデータ伝送速度がネットワークの情報として含まれる。
第2ネットワーク3200についての情報を含むRTCPパケットを受信することによって、送信側は、受信側の伝送した第2ネットワーク情報についての情報に基づいて、受信側の要求に合わせてデータを伝送する準備(3308)をする。例えば、送信側は、ハンドオーバー以前に比べてデータ伝送速度が遅くなったネットワークを通じてデータを伝送するために、映像または音声データを圧縮するか、画質または音質を低下させて伝送する準備をすることができる。また、あらかじめデータ伝送速度によって伝送する映像または音声データをそれぞれ保有している場合には、第2ネットワークの伝送速度に合せて、あらかじめ保有したデータに変えて伝送する準備をする。
準備が完了した送信側は準備が完了し、したがって、受信側がハンドオーバーをしてもよいという内容の応答情報を送信するために、受信側にマーカービットが‘1’に設定されたRTPパケットを伝送(3303)する。RTPパケット伝送途中にパケット損失が発生すれば、受信側はRTPパケットを受けられずにハンドオーバーできずに待機し続けるエラーが生じる恐れがあるので、マーカービットが‘1’に設定されたRTPパケットを連続して複数個生成して伝送(3303ないし3305)してもよい。
送信側からマーカービットが‘1’に設定されたRTPパケットを受信した受信側は、第1ネットワーク3100から30Mbpsの伝送速度を持つ第2ネットワーク3200にハンドオーバーを実行(3306)する。もし、送信側の複数のマーカービットが‘1’に設定されたRTPパケットを伝送(3303ないし3305)する場合、受信側は、既定回数以上のRTPパケットを受信した場合にのみハンドオーバーを行うように設定できる。例えば、図3に示したように、マーカービットを‘1’に設定したRTPパケットを受信側の2回以上受信した場合にのみハンドオーバーを行うように設定できる。第2ネットワークの情報をあらかじめ送信側に知らせ、送信側はこれに合せてデータを伝送する準備をするようにして、ハンドオーバー時にオーディオまたはビデオストリーミングのような受信側と送信側とのデータ通信のQoSを保証できるようになる。
受信側のハンドオーバーが完了すれば、送信側は、変更したデータ伝送速度である30Mbpsでデータを伝送し始め(3309)、RTPパケットのマーカービットを再び‘0’に再設定してRTPパケットを伝送(3307)する。
しかし、VoIP(Voice over Internet Protocol)のように、送信側が同時にデータを受信する受信側になる場合には、送信側の受信側の立場で別途のセッションを生成して、前述したステップ(3301ないし3309)を反復する。
図3は、データ伝送速度が変わる場合にハンドオーバー、すなわち、異種ネットワーク間のハンドオーバーのみを例として挙げた。しかし、ユーザの少ないネットワークからユーザの多いネットワークに移動する場合、または電波妨害の少ないネットワークから電波妨害の多いネットワークに移動する場合のように、同種無線ネットワーク間に発生しうるハンドオーバーの場合にも本発明を適用できる。
このような場合も、受信側からデータを受信できるデータ伝送速度に変更が加えられた場合であるため、目的ネットワークについてのユーザ数情報または電波妨害程度を表すSNR(Signal to Noise Ration)情報、ビットエラー率などが目的ネットワークについての情報に含まれうる。
前述した過程を通じて、受信側の第2ネットワークのネットワーク情報を送信側に伝達するとしても、図4Aの場合のように連続して他のネットワークに順次にハンドオーバーする場合には問題が発生する。受信側が、例えば200Mbpsのデータ伝送速度を持つ第1ネットワーク4100から、例えば、30Mbpsのデータ伝送速度を持つ第2ネットワーク4200、156Kbpsのデータ伝送速度を持つ第3ネットワーク4300に順次に移動する場合を仮定する。
受信側の第1ネットワーク4100から第2ネットワーク4200に移動することによって、受信側は、第1ネットワーク4100から第2ネットワーク4100へのハンドオーバーが必要であるということを感知する。ハンドオーバーを感知した受信側は、第2ネットワーク4200の情報が含まれたRTCPパケットを送信側に伝送(4401)し、送信側は、それに対する応答としてマーカービットが‘1’であるRTPパケットを伝送(4402)する。RTPパケットが受信側に到達する前に受信側の第3ネットワーク4300に移動する場合、受信側は、再び156Kbpsネットワークの情報が含まれたRTCPパケットを伝送(4403)し、マーカービットが‘1’であるRTPパケットを受信するので(4402)、これを第3ネットワーク4300の情報が含まれたRTCPパケットに対する応答と見なして、第2ネットワーク4200から第3ネットワーク4300にハンドオーバーする。しかし、このRTPパケットは、第2ネットワーク4200の情報が含まれたRTCPパケットに対する応答であるため、送信側と受信側とが相異なる第2ネットワーク4200と第3ネットワーク4300とのネットワーク情報を持ってセッションを設定する。
これを解決するために、図4Bのように、送信側は、30Mbpsのデータ伝送速度を持つ第2ネットワーク4201の情報が含まれたRTCPパケット伝送(4411)に対する応答として、第2ネットワーク4201に合せてデータを送信する準備ができ、したがって、ハンドオーバーしてもよいという内容の応答情報が含まれたRTCPパケットを伝送(4412)する。この時、ネットワークの情報が含まれるRTCPパケットは周期的に伝送する図2Bに示した一般的なRTCPパケット2200でもあり、図2Cに示した即時フィードバックモードRTCPパケット2300でもある。
即時フィードバックモードRTCPパケット2300を利用して最大限短時間内に応答情報を伝達することで、受信側のハンドオーバー待ち時間を短縮できる。
応答情報が含まれたRTCPパケットを伝送された受信側は、RTCPパケットが第3ネットワーク4301ではない第2ネットワーク4201に合せてデータを伝送する準備ができたという応答情報であるため、ハンドオーバーせずに待機する。次いで、待機していた受信側は、第3ネットワーク4301の情報が含まれたRTPCパケットの伝送(4413)に対する応答であるRTCPパケットの伝送(4414)がある場合にのみ第3ネットワークにハンドオーバーする。
RTP及びRTCPパケット伝送中に発生しうるパケット損失によって、受信側の移動端末機がハンドオーバーできずに待機し続けるエラーが発生しうるので、送信側は、RTCPパケットの伝送以外にマーカービットが‘1’に設定されたRTPパケットを連続して伝送(4415ないし4418)することもある。
図3と関連して前述したように、VoIPのように送信側が同時にデータを受信する受信側になる場合には、送信側が受信側の立場で別途のセッションを生成して、前述したステップ(4411ないし4418)を反復する。
図5Aないし図5Cは、本発明の例示的な実施形態によるRTCPパケット2200のダイヤグラムである。図5Aに示したように、受信側により伝送されるRTCPパケットに含まれたハンドオーバーしようとするネットワークのネットワーク情報5100は、RTCPパケット2200の送信側レポート2202フィールドまたは受信側レポート2204フィールドまたはアプリケーション依存データ2209フィールドに挿入され、RTCPパケット2200内の別途のフィールドに含まれうる。
同様に、送信側が伝送する応答情報を含むRTCPパケット4412、4414も、受信側が伝送するRTCPパケットと同じく、送信側レポート2202フィールドまたは受信側レポート2204フィールドまたはアプリケーション依存データ2209フィールドに挿入され、RTCPパケット2200内に別途のフィールドを生成(図示せず)してRTCPパケットに含まれうる。
図5Bを参照するに、ネットワーク情報または応答情報5200が図2Cに示した即時フィードバックモードRTCPパケット2300に含まれて生成される場合には、フィードバックメッセージ2301内のフィードバック制御情報フィールド2303フィールドに含めてRTCPパケットを生成できる。
以上では、ネットワーク情報を含めてRTPまたはRTCPパケットを生成及び伝送してQoSを保証する方法について説明したが、本発明の範囲は、RTPまたはRTCPパケットに限定されず、種類に関係なくネットワーク情報を含めてパケットを生成し、伝送チャンネルを通じて伝送するあらゆる通信プロトコルに本発明を適用できる。
図6は、本発明の例示的な実施形態による受信側のQoS保証装置の例のブロックダイアグラムである。図6を参照するに、QoS保証装置600は、受信側の移動端末に結合または設置されうる。このようなQoS保証装置は、ネットワーク情報生成部610、ネットワーク情報伝送部620、ハンドオーバー実行部630、応答情報受信部640で構成される。
ネットワーク情報生成部610は、受信側の移動端末機の移動によるハンドオーバーが感知されれば、ネットワーク情報が含まれたパケットを生成する。ネットワーク情報伝送部620は、伝送チャンネルを通じて生成されたパケットを送信側に伝送する。
受信側が伝送したネットワーク情報が含まれたパケットが伝送されることによって、送信側は、応答情報が含まれたパケットを伝送する。応答情報受信部640は、ハンドオーバー如何を決定するためにパケットを分析する。受信側がハンドオーバー行わねばならない場合、受信側のQoS保証装置600のハンドオーバー実行部630はハンドオーバーを行う。
図7は、本発明の例示的な実施形態による受信側のQoS保証方法を説明するためのフローチャートである。
ステップ710で受信側は、異種または同種ネットワーク間の移動によってハンドオーバーを感知する。
ステップ720でハンドオーバーを感知した受信側は、特定ネットワーク、例えば、図4A及び図4Bに示した第2ネットワーク4200または4201のネットワーク情報を含むパケットを生成し、ステップ730で生成されたパケットを送信側に伝送する。ステップ740で送信側の応答情報を待って待機する。
ステップ750で受信側は、待機中に受信されるパケットを分析して、変更されたネットワーク環境によってデータを伝送する準備ができ、したがって、ハンドオーバーをしても良いという内容が含まれた応答情報を得れば、760ステップを通じてハンドオーバーを行って過程を終える。もし、応答情報を得られなければ、引続き740ステップを通じてハンドオーバーを行わずに待機する。
図8は、本発明の例示的な実施形態による送信側の例示的なQoS保証装置のブロックダイアグラムである。
QoS保証装置800は例えば、図1A及び図1Bに示したアクセスルータまたは交換器に結合または設置されうる。送信側QoS保証装置は、応答生成部810、応答伝送部820、データ変換部830、ネットワーク情報受信部840で構成される。受信側からネットワーク情報が含まれたパケットが伝送されれば、ネットワーク情報受信部840はパケットを分析して、受信側のハンドオーバーしようとするネットワークの情報を得る。
得られたネットワーク情報によって、データ変換部830は、受信側ハンドオーバーによるデータ伝送を準備する。前述したように、このような準備にはハンドオーバー以前に比べてデータ伝送速度が遅くなったネットワークを通じてデータを伝送するために、映像または音声データを圧縮するか、画質または音質を低下させて伝送する準備をすることができる。一方、ハンドオーバー以前に比べてデータ伝送速度が速くなったネットワークを通じてデータを伝送するために、画質または音質を向上させて伝送する準備をすることもできる。
また、データ変換部830は、保有した映像または音声データを、変更したネットワークのデータ伝送速度に合せて変更する。データ変換部830でハンドオーバー準備が終われば、応答生成部810は、受信側のハンドオーバーできるように応答情報を含むパケットを生成する。生成された応答情報を含むパケットは、応答情報伝送部820を通じて受信側に伝送される。
図9は、本発明の望ましい例示的な実施形態による送信側のQoS保証方法を説明するためのフローチャートである。
図9を参照するに、ステップ910で送信側は、受信側から伝送されたネットワーク情報が含まれたパケットを受信する。パケットに含まれたネットワーク情報によって変更したネットワークにデータを変換するステップ(ステップ920)を経た後、受信側がハンドオーバーを行えるように応答情報を含むパケットを生成(ステップ930)し、これを受信側に伝送(940ステップ)する。
いずれも本発明の開示部分を構成する同伴する図と共に連結されて読み取られるとき、本発明の後述する例示的な実施形態の詳細な説明及び請求項からさらに良い理解が明らかになる。記録されて説明される後述する開示は、本発明の例示的な実施形態の開示に焦点を合せているが、これは単に説明及び例示のためのものであり、本発明はそこに限定されない。本発明の思想及び範囲は請求項の用語のみによって限定される。以下、図の簡単な説明を示す。
同種無線通信ネットワーク間の一般的なハンドオーバーを示す図である。 異種無線通信ネットワーク間の一般的なハンドオーバーを示す。 本発明の例示的な実施形態によるQoS(Quality of Service)を保証する方法に使われるRTP(Real−time Transport Protocol)パケットのダイヤグラムである。 本発明の例示的な実施形態によるQoSを保証する方法に使われるRTCP(Real−time Transport Control Protocol)パケットのダイヤグラムである。 本発明の例示的な実施形態によるQoSを保証する方法に使われるRTCP(Real−time Transport Control Protocol)パケットのダイヤグラムである。 本発明の望ましい一実施形態による受信側と送信側間のRTP及びRTCPパケット通信セッションを示すダイヤグラムである。 本発明の望ましい一実施形態による受信側と送信側間のRTP及びRTCPパケット通信セッションを示すダイヤグラムである。 本発明の望ましい一実施形態による受信側と送信側間のRTP及びRTCPパケット通信セッションを示すダイヤグラムである。 本発明の望ましい一実施形態によるRTP及びRTCPパケットのパケット構造を示すダイヤグラムである。 本発明の望ましい一実施形態によるRTP及びRTCPパケットのパケット構造を示すダイヤグラムである。 本発明による受信側でQoS保証装置を示すブロック図である。 本発明による受信側により行われるQoS保証方法を示すフローチャートである。 本発明による送信側でQoS保証装置を示すブロック図である。 本発明による送信側により行われるQoS保証方法を示すフローチャートである。

Claims (26)

  1. 第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする受信側の移動端末が受信中のデータのQoS(Quality of Service)を保証する方法において、
    前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを生成するステップと、
    前記生成されたパケットを送信側に伝送するステップと、
    前記パケットに対する応答情報を含むパケットの受信如何によってハンドオーバーを選択的に行うステップと、を含むことを特徴とするQoS保証方法。
  2. 前記ネットワーク情報は、
    前記第2ネットワークのデータ伝送速度についての情報であることを特徴とする請求項1に記載のQoS保証方法。
  3. 前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットは、
    RTCP(Real−time Transport Control Protocol)パケットであることを特徴とする請求項1に記載のQoS保証方法。
  4. 前記パケットを生成するステップは、
    ネットワーク情報を即時フィードバックモードRTCPパケットのフィードバック制御情報フィールドに含めることを特徴とする請求項3に記載のQoS保証方法。
  5. 第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする受信側の移動端末の受信中のデータのQoSを保証する装置において、
    前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを生成するネットワーク情報生成部と、
    前記生成されたパケットを送信側に伝送するネットワーク情報伝送部と、
    前記パケットに対する応答情報を含むパケットの受信如何によってハンドオーバーを選択的に行うハンドオーバー実行部と、を備えることを特徴とするQoS保証装置。
  6. 前記ネットワーク情報は、
    前記第2ネットワークのデータ伝送速度についての情報であることを特徴とする請求項5に記載のQoS保証装置。
  7. 前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットは、
    RTCPパケットであることを特徴とする請求項5に記載のQoS保証装置。
  8. 第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする移動端末にデータを伝送中の装置が前記データのQoSを保証する方法において、
    前記第2ネットワークのネットワーク情報が含まれたパケットを前記移動端末から受信するステップと、
    前記パケットに含まれた前記第2ネットワークのネットワーク情報によって前記移動端末に伝送するデータを変換するステップと、を含むことを特徴とするQoS保証方法。
  9. 前記データを変換するステップは、
    前記移動端末に伝送するデータの圧縮率またはサイズを変換するステップであることを特徴とする請求項8に記載のQoS保証方法。
  10. 前記第2ネットワークのネットワーク情報によってデータを伝送する準備ができたことを知らせる応答情報を含むパケットを生成するステップと、
    前記生成されたパケットを前記移動端末に伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載のQoS保証方法。
  11. 前記パケットは、
    RTPパケットであることを特徴とする請求項10に記載のQoS保証方法。
  12. 前記パケットを生成するステップは、
    RTPパケットのマーカービットを1に設定してRTPパケットを生成することを特徴とする請求項11に記載のQoS保証方法。
  13. 前記RTPパケットは、
    マーカービットが1に設定された複数の連続したRTPパケットであることを特徴とする請求項12に記載のQoS保証方法。
  14. 前記応答情報は、
    前記第2ネットワークのデータ伝送速度についての情報であることを特徴とする請求項10に記載のQoS保証方法。
  15. 前記パケットは
    RTCPパケットであることを特徴とする請求項14に記載のQoS保証方法。
  16. 前記パケットを生成するステップは、
    応答情報を即時フィードバックモードRTCPパケットのフィードバック制御情報フィールドに含めて生成することを特徴とする請求項15に記載のQoS保証方法。
  17. 第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーする移動端末にデータを伝送中の装置がデータのQoSを保証する装置において、
    前記第2ネットワークのネットワーク情報が含まれたパケットを前記移動端末から受信するネットワーク情報受信部と、
    前記パケットに含まれた前記第2ネットワークのネットワーク情報によって前記移動端末に伝送するデータを変換するデータ変換部と、を備えることを特徴とするQoS保証装置。
  18. 前記第2ネットワークのネットワーク情報によってデータを伝送する準備ができたことを知らせる応答情報を含むパケットを生成する応答生成部と、
    前記生成されたパケットを前記移動端末に伝送する応答伝送部と、をさらに備えることを特徴とする請求項17に記載のQoS保証装置。
  19. 前記応答生成部は、
    前記応答情報としてマーカービットを1に設定したRTPパケットを生成することを特徴とする請求項18に記載のQoS保証装置。
  20. 前記応答生成部は、
    前記応答情報を含むRTCPパケットを生成することを特徴とする請求項18に記載のQoS保証装置。
  21. 請求項1ないし4のうちいずれか一項に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
  22. 請求項8ないし16のうちいずれか一項に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
  23. スイッチングシステムと相異なるデータ伝送速度とを持つ二つの無線通信ネットワークにより提供されるサービス領域間を移動する移動端末が受信中のデータのQoSを保証する方法において、
    前記移動端末が第1ネットワークにより提供されるサービス領域から第2ネットワークにより提供されるサービス領域に移動する時、前記移動端末で第1ネットワークから第2ネットワークにハンドオーバーを検出するステップと、
    前記移動端末で前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを生成するステップと、
    前記移動端末で、前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを前記スイッチングシステムに伝送するステップと、
    前記スイッチングシステムから前記パケットに対する応答情報を含むパケットを受信したかどうかによって、前記移動端末でハンドオーバーを選択的に行うステップと、を含むことを特徴とするQoS保証方法。
  24. 前記ネットワーク情報は、前記第2ネットワークのデータ伝送速度についての情報であり、
    前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットは、RTCPパケットであることを特徴とする請求項23に記載のQoS保証方法。
  25. 前記パケットを生成するステップは、
    前記第2ネットワークのネットワーク情報を即時フィードバックモードRTCPパケットのフィードバック制御情報フィールドに含めて生成するステップを含むことを特徴とする請求項23に記載のQoS保証方法。
  26. 前記スイッチシステムは、
    前記第2ネットワークのネットワーク情報を含むパケットを受信することによって、前記パケットに含まれた前記第2ネットワークのネットワーク情報によって前記移動端末に伝送するデータを変換し、前記第2ネットワークのネットワーク情報によってデータ変換が準備されたことを知らせる応答情報を含むパケットを生成し、前記生成されたパケットを前記移動端末に伝送することを特徴とする請求項23に記載のQoS保証方法。
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