KR20140005300A - 이동 네트워크들에서 ｔｃｐ 성능을 개선시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 네트워크들에서 TCP 성능을 개선시키기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 물건을 제공한다. 본 발명은 중간 네트워크 노드에서, 콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 접속의 품질 척도를 획득하는 것, 상기 중간 네트워크 노드에서, 상기 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하는 것, 및 상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하지 않는 경우, 상기 중간 네트워크 노드에 의해, 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속의 동결 모드를 트리거하는 확인응답 메시지를 송신하는 것을 개시한다.

Description

이동 네트워크들에서 ＴＣＰ 성능을 개선시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO IMPROVE TCP PERFORMANCE IN MOBILE NETWORKS}

본 발명은 이동 네트워크들에서의 TCP 성능의 개선에 관한 것이다.

라디오 액세스 기술(radio access technology)은 시스템 용량을 개선시키고 최종-사용자 데이터 레이트(data rate)들을 증가시키고 지연시간(latency)을 감소시키기 위하여, 완전히 패킷 기반의 플랫 아키텍처 솔루션(flat architectural solution)들을 지향하여 진화하고 있다. 플랫 아키텍처 및 완전 패킷 기반 기술은 3GPP 기술들의 경쟁력을 더욱 증가시키는 코스트 효율적인 솔루션(cost efficient solution)이다. 제 1 진화 단계는 3G 시스템들로부터 롱텀 에볼루션(LTE : Long Term Evolution)으로의 진화 경로를 간소화하는 인터넷-고속 패킷 액세스(I-HSPA : Internet - High Speed Packet Access)이다. I-HSPA의 목표는 병렬 회선 스위치드 인프라구조(parallel circuit switched infrastructure)를 단계적으로 폐지하고 패킷 스위칭만으로 동작하여, 복잡성(complexity) 및 코스트(cost)를 감소시키는 것이다. 높은 레이트의 완전 패킷 기반 라디오 액세스 솔루션들은 잘 알려진 패킷 서비스들의 인터넷으로부터 이동 환경으로의 이동을 가능하게 하여 이동 네트워크 이용자들이 인터넷에 의해 제공되는 애플리케이션(application)들을 액세스하도록 한다. 이 애플리케이션들(예를 들어, 파일 전달(file transfer), 웹 브라우징(web browsing) 등)의 다수는 신뢰성 있는 데이터 전달을 위하여 전송 제어 프로토콜(TCP : Transmission Control Protocol)을 이용한다. 따라서, I-HSPA/LTE 네트워크에서의 TCP 기반 사용자 평면 트래픽의 효율적인 처리는 시스템 성능의 관점에서 높은 중요성을 가진다.

이동 환경들에서는, 원래 TCP가 혼잡에 의해 패킷 손실들이 야기되는 유선 네트워크들을 위해 설계되었으므로, 효율적인 TCP 동작의 요건은 몇몇 쟁점들을 제기한다. 비트 에러들로 인한 패킷 손실의 확률은 극도로 낮다. 따라서, 패킷 손실은 흐름의 레이트를 감소시키는 TCP 흐름 제어 작업(flow control action)을 (재전송에 부가하여) 트리거(trigger)하는 혼잡의 표시로서 해석된다. TCP 소스(source)는 그 재전송 타임아웃(RTO : Retransmission Timeout) 타이머가 만료되거나 논의 중인 패킷의 시퀀스 번호보다 낮은 시퀀스 번호에 대해 3중-중복 확인응답(triple-duplicate acknowledgement)들이 수신될 때마다 패킷이 손실된 것으로 간주한다. 무선 환경들에서는, 무선 인터페이스 상에서 발생하는 비트 에러들에 의해 패킷 손실들이 빈번하게 야기된다.

TCP 소스는 비트 에러들에 의해 야기된 패킷 손실들과, 혼잡에 의해 야기된 패킷 손실들 사이를 구별할 수 없으므로, 비트 에러들의 경우에도 혼잡이 있을 것이므로, TCP 소스는 접속의 레이트를 잘못 감소시킬 것이다. TCP가 유선 링크들을 통한 전송을 위해 개발되었고 최적화되었다는 사실은 TCP 기반 트래픽이 무선 링크들을 통해 전송될 때마다 심각한 쟁점이 될 수 있다. 손실 데이터의 재전송을 통해 무선 인터페이스 에러들을 처리하기 위하여, 자동 반복-요청(ARQ : Automatic Repeat-reQuest) 및 하이브리드 ARQ(HARQ : Hybrid ARQ)와 같은 UMTS 및 LTE 라디오 계층 피처들이 도입되었다. 이 피처들은 전체적인 성능을 개선시키지만, 이 피처들은 TCP 왕복 시간(RTT : Round Trip Time)을 또한 증가시킬 수도 있다. ARQ 및 HARQ에 의해 도입된 개선들 외에도, 과도적인(transient) 커버리지 문제들의 경우에 TCP 성능 열화가 여전히 발생하고; 핸드오버(handover)들의 경우에 X2(LTE) 또는 Iur(I-HSPA)을 통한 TCP 세그먼트(segment)들의 포워딩(forwarding)으로 인한 TCP RTT의 갑작스러운 증가가 발생하고; 핸드오버들 및 네트워크 비대칭(LTE에서는, 셀 에지(edge)들 근처에서는 DL 커버리지만 존재하는 일이 발생할 수 있음)의 경우에 데이터의 시퀀스 무관(out of sequence) 전달로 인해 야기되는 TCP 재전송들이 발생한다. 이 경우들에 있어서, 데이터 전달의 효율성이 제한되고, TCP의 RTO 타이머가 만료할 수 있어서, TCP 소스들에 대해 긴 복구 시간들(복구 시간은 문제가 발생하기 전에 경험되는 스루풋(throughput)에 도달하기 위해 요구되는 시간임)로 귀착될 TCP의 느린 시작을 야기한다.

본 발명에 따르면, 이 상황들에서 TCP 성능 열화를 방지하기 위한 가능한 방법은 전송 문제들이 검출되거나 예측될 때마다 TCP 소스들을 동결(freeze)하고, 시스템이 다시 효율적으로 동작할 수 있을 때, TCP의 동작을 재개하는 것이다. 이것은 열악한 라디오 채널 조건들 또는 핸드오버들에 의해 야기된 TCP의 느린 시작의 확률을 최소화할 것이고, 느린 시작을 통한 복구 대신에, 커버리지 문제 또는 핸드오버가 종료된 후에 TCP가 동일한 속도로 계속하도록 할 것이다. 상기 솔루션은 높은 우선순위의 접속들을 서비스하기 위한 필요성이 극단적인 조치들을 요구할 때마다, 호출 누락(call drop)을 통해 또는 결핍(starving)을 통해 낮은 우선순위 접속들의 서비스를 종결시키는 것의 유용한 대안이다.

그러나, 전송 문제들이 장시간 지속될 경우, 일부 호출들은 궁극적으로 누락되어야 할 것이다. 또한, 이동 가입자의 관점으로부터, 접속을 종결(즉, 수동으로 웹 페이지 다운로드를 취소함)시키지 않으면서 동결된 접속이 무한정으로 장시간 동안에 용인될 것이라고 가정하는 것은 현실적이지 않다. 그럼에도 불구하고, TCP 동결은 가입자에게 확대되는 단시간 전송 문제들을 방지하는 것을 도울 수 있고, 이에 따라, 우리 발명은 희생적인 체감 품질을 유지하는 것을 돕는다.

본 발명은 진화된 노드 B(eNB : evolved Node B)들/I-HSPA 송수신 기지국(BTS : Base Transceiver Station)들에 연결된 사용자들이 TCP를 통해 데이터 접속들(업링크 또는 다운링크)을 가지는 LTE/I-HSPA 라디오 액세스 네트워크들에 적용된다.

또한, 본 발명은 BTS들에 연결된 사용자들이 HSPA 베어러(bearer)들을 이용하여 TCP를 통한 데이터 접속들을 가지는 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA : Wideband Code Division Multiple Access)/HSPA 라디오 액세스 네트워크들에도 또한 적용된다.

TCP 성능에 대해 부정적인 영향을 갖는 라디오 액세스 네트워크 특정 인자들은 예를 들어, 무선 인터페이스 에러들, 비대칭, 커버리지 구멍(coverage hole)과 같은 과도적인 커버리지 문제들, 핸드오버들 동안의 포워딩 및 과도적인 무선 인터페이스 혼잡이다. 이 인자들의 상황에서는, TCP 소스가 상대적으로 긴 복구 시간이 뒤따르는 그 데이터 레이트를 감소시키고, 이 복구 시간 후에는, 소스가 합리적인 레이트로 송신할 수 있다.

도 1은 TCP 흐름에 대한 위에서 개략적으로 설명된 가능한 문제들의 효과들을 도시한다. 하나의 비교로서, 도면은 그 성능이 떨어지기 전에 있었던 상태에서 흐름이 동결되고, 그 다음으로, 열화하는 조건들이 지난 후에, 흐름이 이 특정한 상태로부터 계속되는 경우에 발생하는 것을 또한 도시한다. 동결이 없으면, TCP 흐름이 그 원래의 스루풋에 다시 도달할 수 있을 때까지 긴 복구 시간이 존재하고, 그 동안에는, 애플리케이션들을 위한 실제적으로 이용 불가능한 데이터 레이트들(TCP 타임아웃의 경우, 스루풋은 심지어 제로 근처로 떨어질 수 있음)을 제공할 정도로 성능이 심하게 감소된다. 다른 한편으로, 흐름을 동결하는 경우, 상당히 더 짧은 복구 시간이 존재하고, 이에 따라, TCP-기반 애플리케이션들의 응답성을 유지하고, 따라서, 전체적인 체험 품질이 이동 가입자들을 위해 제공된다.

무선 인터페이스 에러들로 인한 TCP 성능 열화는 그 동작이 전송 매체 상에서 실제적으로 비트 에러들이 없다는 가정에 기반하고 있으므로, TCP의 고유의 문제이다. 이것은 유선 시스템들의 경우에는 해당하지만, 전송 이상들로 인한 패킷 누락의 양이 높은 무선 시스템들의 경우에는 해당하지 않는다. TCP 소스는 검출된 패킷 누락의 이유에 대한 정보를 가지지 않으며, 즉, 혼잡으로 인한 패킷 손실들과 전송 에러들 사이를 구별할 수 없다.

패킷 누락의 이유와 관계없이, TCP 소스의 반응은 동일하며, 즉, 접속의 레이트는 감소되고 손실된 것으로 간주되는 패킷은 재전송된다. 이것은 전송 네트워크 혼잡의 경우에는 양호한 방법이지만, 소스의 스루풋이 불필요하게 감소되고, 이것은 전체적인 시스템 성능 및 사용자에 의해 체험되는 서비스 품질을 감소시키므로, 무선 인터페이스 에러들의 경우에는 효율적이지 않다.

eNB 또는 I-HSPA BTS(DL) 또는 UE(UL)에 위치된 HARQ 기능부는 무선 인터페이스 에러들의 경우에 손실 데이터를 재전송한다. 상기 문제가 지속되는 경우, 데이터가 성공적으로 전달되거나 허용된 재전송들의 최대량이 도달될 때까지 재전송이 반복된다. 후자의 경우, RNC, eNB, 또는 I-HSPA BTS(UL) 또는 UE(UL) 프로토콜에 위치된 RLC의 ARQ 기능부는 유사한 메커니즘을 통해 무선 인터페이스 에러를 처리한다. 심각한 무선 인터페이스 문제들에서는, 허용된 RLC 재전송들의 최대량이 궁극적으로 도달되고 데이터는 폐기된다. 이 메커니즘은 산발적인 무선 인터페이스 문제들을 처리함에 있어서는 효율적이지만, 재전송들이 RTT를 궁극적으로 증가시켜서 TCP RTO 타이머의 만료에 이르게 함에 따라 TCP 타임아웃을 여전히 야기시킬 수 있다. TCP 타임아웃 이후에는 항상 느린 시작이 뒤따르고, 이때에는 소스의 레이트가 대폭 감소된다. 더욱 다행스러운 경우들에는, 증가된 RTT가 약간 감소된 데이터 레이트를 야기시키는 것뿐일 수 있다.

산발적인 무선 인터페이스 문제들에 부가하여, 열악한 무선 조건들로 인해 패킷 손실들이 발생하는 상황들이 여전히 존재한다. 예를 들어, 셀 에지의 LTE 사용자들은 네트워크 비대칭 현상을 겪을 수 있으며, 즉, eNB의 더 높은 전송 전력으로 인해, 사용자는 다운링크 접속을 가질 수 있지만 업링크 방향에서는 데이터를 송신할 수 없다. 따라서, 확인응답들이 업링크에서 송신되어야 할 것이므로, 다운링크에서 수신된 데이터는 수신기에 의해 확인응답될 수 없고; 그것은 다수의 연속적인 타임아웃들을 야기시킬 것이다. 불필요하게 감소된 스루풋 외에도, 이것은 또한, 다수의 타임아웃들 및 지수함수의 TCP 백-오프(back-off) 알고리즘으로 인해, TCP 소스가 데이터를 여하튼 재전송하는 것을 시도할 때, 긴 간격들(> 1 분)이 시간 지점들 사이를 통과할 수 있다는 쟁점을 제기한다. 따라서, 성공적이지 않은 재전송 바로 후에 무선 조건들이 복구되는 일이 발생할 수 있고, 소스는 다음 재전송이 일어날 때까지 재전송에 대해 통지받지 못할 것이다. 그러한 방식으로, TCP 흐름은 불필요하게 긴 시간 동안 아이들(idle) 상태일 것이다. 동일한 쟁점들은 셀의 커버리지 영역에서 구멍이 있을 때마다 발생한다.

무선 인터페이스 상에서의 패킷 손실이 TCP 성능에 대해 부정적인 영향을 갖는 유일한 무선 액세스에 특정한 문제는 아니다. LTE 및 I-HSPA 시스템들은 핸드오버 판정들을 담당하는 eNB 또는 I-HSPA BTS에서 종결되는 라디오 프로토콜들을 갖는 분산된 아키텍처를 가진다. LTE에서는, 핸드오버 동안에(LTE에서는 하드 핸드오버(hard handover)만 있음) 소스 eNB가 X2 인터페이스를 통해 DL 패킷들을 타겟(target) eNB로 포워딩한다(또는, S1 기반 핸드오버의 경우, 포워딩이 S1 인터페이스를 통해 행해져서, 보통은 X2 기반 핸드오버들에 비해 더 긴 포워딩 경로 및 전송 지연으로 귀착됨). UE가 타겟 eNB에 연결할 수 있게 된 후에, UL 데이터는 타겟 eNB에 의해 S1 인터페이스를 통해 SAE-GW로 송신된다. 주어진 시간 동안, 타겟 eNB가 (SAE-GW로부터의) S1 및 (소스 eNB로부터의) X2 인터페이스들의 둘 모두를 통해 UE로 예정된 패킷들을 수신할 때와 같은 상황들로 귀착될 수 있는 성공적인 연결은 SAE-GW에서 경로 스위치를 트리거한다.

X2 인터페이스를 통해 포워딩된 패킷들은 S1 인터페이스를 통해 타겟 eNB로 직접 송신된 패킷들과는 상이하고 아마도 더 긴 경로를 횡단한다. 혼잡은 양쪽 인터페이스들 상에서 모두 발생할 수 있다. 이 메커니즘들, 즉, X2 포워딩 및 늦은 경로 스위칭은 TCP 성능의 관점으로부터 2개의 문제들을 야기할 수 있다: 첫째, TCP 소스는 지연의 갑작스러운 증가로 인해 늦은 시작으로 전환할 수 있다(포워딩된 패킷들이 더 긴 경로를 횡단할 수 있으므로, RTT의 갑작스러운 증가로 인해, TCP 소스의 RTO 타이머가 만료하여 늦은 시작을 야기할 가능성이 있다); 둘째, TCP 패킷들의 목적지로의 순서 무관(out of order) 전달로 인해 불필요한 재전송들을 야기시킬 수도 있다(소스 및 타겟 eNB를 접속하는 X2 인터페이스 상의 지연이 SAE-GW 및 타겟 eNB를 접속하는 S1 인터페이스 상의 지연보다 더 높을 때, S1 인터페이스를 통한 경로 스위치 후에 송신된 패킷들이 X2 인터페이스를 통해 포워딩된 패킷들 전에 수신될 수 있어서, 순서 무관 전송과, 오해를 일으키도록 TCP 소스에 패킷 손실을 표시할 중복 ACK들이 초래될 수 있다). 후자의 문제를 회피하기 위하여, 특수한 "최종 마커(end marker)" GTP 패킷이 LTE 시스템들에서는 도입되었다. SAE-GW는 경로 스위치 전에 최종 마커 GTP 패킷을 소스 eNB에 송신한다. 이 패킷은 그 자체로 사용자 데이터를 전혀 포함하지 않으며; 그 유일한 목적은 소스 eNB가 사용자 데이터를 포함하는 GTP 패킷들을 더 이상 포워딩하지 않을 것임을 명시적으로 표시하는 것이다.

결과적으로, 최종 마커가 X2 인터페이스 상에서 수신되었을 때까지, 타겟 eNB는 S1 인터페이스를 통해 수신된 패킷들을 UE에 송신하지 않을 것이다. 그러나, 최종 마커 패킷은 타겟 eNB가 임의의 트래픽을 사용자에게 송신하는 것을 방지할 전송 네트워크에서 손실될 수도 있다. 이것을 회피하기 위하여, 최종 마커 타이머는 타겟 eNB에서 구현되고, 최종 마커 패킷이 타이머의 만료 전에 수신되지 않을 경우, 그러면 타겟 eNB는 여하튼 S1 인터페이스 상에서 수신된 패킷들을 사용자에게 송신하기 시작할 것이다. 최종 마커 타이머의 부적당한 설정은 TCP 소스가 패킷 손실을 잘못 검출할 상황들로 귀착될 수 있다. 타이머가 너무 높은 값으로 설정되는 경우, 그러면 최종 마커 패킷의 손실은 S1 인터페이스 상에서 수신된 새로운 패킷들을 긴 시간 간격 동안 지연할 것이고, TCP RTO 타이머의 만료를 트리거할 것이다. 타이머가 너무 낮은 값으로 설정되는 경우, 그러면 높은 X2 지연으로 인해, 마지막으로 포워딩된 패킷이 수신되기 전에 최종 마커 타이머가 만료하는 것이 발생할 수 있고, 그것은 중복 ACK들을 트리거하는 순서 무관 전달을 야기시킬 것이다.

I-HSPA 시스템들에서는, 핸드오버 동안, UL 및 DL 트래픽 둘 모두가 관여된 I-HSPA BTS들 사이의 Iur 인터페이스를 통해 포워딩된다. 정 위치에서의 포워딩으로, 트래픽의 경로가 갑자기 증가하고, 그것은 RTO 타이머 만료와 TCP 소스가 느린 시작에 진입할 확률에 따른 지연의 갑작스러운 증가를 야기시킬 것이다.

위에서 설명된 바와 같이, LTE 및 I-HSPA 시스템들 둘 모두에서는, 핸드오버 동안의 포워딩이 성능 문제들과, 용량-제한된 라스트 마일(last mile) 링크들이 운반해야 하는 추가적인 부하를 야기시킨다. 본 발명에 따르면, 이 문제들에 대한 양호한 솔루션은 핸드오버의 시작 시에 TCP 접속들을 동결하고 핸드오버가 완료된 후에 그 동작을 재개하는 것이다.

사용자들의 이동성(mobility)으로 인해, eNB 또는 WCDMA/HSPA/I-HSPA BTS에 의해 서비스되어야 하는 트래픽 수요는 시간에 걸쳐 연속적으로 변화하고 있다. 따라서, 더 높은 우선순위의 사용자에게 서비스하기 위하여, 더 낮은 우선순위의 사용자들의 스루풋이 감소되어야 하거나 이들의 일부가 완전히 누락되어야 하는 경우들이 있을 수 있다. 증가된 트래픽 수요가 짧은 순간 동안만 유지되더라도(즉, 일부 사용자들이 eNB를 떠나거나 그 접속을 종결함), 더 낮은 우선순위의 TCP 접속들의 스루풋은 상당히 떨어질 것이고, 영향을 받은 접속들의 원래의 스루풋은 상대적으로 긴 복구 시간 후에 도달될 것이다. 다른 경우들에는, 높은 우선순위의 트래픽을 서비스하는 것이 문제가 될 때, 과도적인 무선 인터페이스 혼잡이 발생할 수 있다. 이 경우들에 있어서, 동결-재개 메커니즘은 접속들의 더욱 짧은 복구를 가능하게 하고 TCP의 느린 시작들을 방지하므로, 더욱 양호한 동작으로 귀착될 것이다.

이동 네트워크들에서는, BTS들이 종종 마이크로파 라디오 링크(microwave radio link)들을 통해 유선 이동 백홀(mobile backhaul)에 접속되므로, 무선 인터페이스는 TCP 접속의 E2E 경로에서 유일한 무선 링크가 아닐 수도 있다. 마이크로파 링크들의 비트 에러 레이트(BER : Bit Error Rate)는 대부분의 동작 시간에, LTE 또는 WCDMA 무선 인터페이스들의 경우에 이용되는 것들과 유사한 에러 검출 및 정정 메커니즘들을 사용하는 유선 링크들의 BER과 유사한 것으로 간주된다. BER은 라디오 조건들에서의 호의적이지 않은 변화들(예를 들어, 페이딩, 간섭, 등)로 인해 짧은 시간 간격들 동안에 갑자기 증가할 수 있고, 무선 인터페이스 에러들이 검출될 때, 더욱 여분의 코딩 및 변조 방식이 선택되므로, 상기 증가는 감소된 마이크로파 링크 용량을 야기시킨다. 이 갑작스러운 변화들은 TCP 접속들의 스루풋을 상당히 열화시킬 수 있다. 마이크로파 링크들의 변화하는 용량에 부가하여, 전송 링크들 상에서의(특히 용량 제한된 라스트 마일 링크들 상에서의) 과도적인 혼잡이 QoS 열화를 야기시킬 수 있다.

본 발명은 핸드오버 판정이 시스템에 의해 행해질 때, 또는 올바른 서비스 레벨을 보장하기 위하여 더 낮은 우선순위 사용자들 위의 더 높은 우선순위 사용자들의 우선순위화가 요구될 때, 무선 인터페이스 커버리지 문제들, 과도적인 무선 인터페이스 또는 전송 혼잡들이 검출되거나 예측될 때마다 TCP 접속들을 동결하는 솔루션을 제안한다. 동결되도록 선택되는 TCP 흐름들은 시스템이 안전한 동작의 가능성을 본 후에 재개하도록 허용된다.

무선 네트워크들에서의 TCP 성능 쟁점들은 다수의 논문들에서 연구되었다. 문헌들 [3} 및 [2]는 무선 이동 네트워크들에서 TCP 성능을 개선시키기 위한 개략적인 제안들을 제공한다.

또 다른 TCP 동결 원리가 문헌 [1]에 의해 또한 도입되었다. 그 논문의 저자들은, UE가 핸드오버가 발생할 것이라고 예상할 때, UE 내의 TCP 수신기가 0 광고된 윈도우 크기(Zero Window Advertisement - ZWA)를 갖는 TCP ACK를 송신하도록 함으로써 핸드오버의 지속기간 동안에 TCP 소스를 "동결(freeze)"하도록 제안하였다. ZWA는 TCP 소스가 모든 재전송-타이머들을 동결하고 지속-모드(persist-mode)에 진입하도록 한다. 핸드오버 종료 시에, UE 내의 TCP 수신기는 포지티브 윈도우 크기(positive window size)를 갖는 3중 ACK들을 송신하여 소스가 지속-모드를 떠나도록 하고, 소스가 지속-모드 동작 전에 이용된 동일한 RTO 타이머 값 및 혼잡 윈도우 크기를 이용하여 세그먼트들을 송신하는 것을 계속하도록 한다.

문헌 [1]에 의해 제안된 솔루션 및 이하에 설명되는 바와 같은 본 발명에 따른 것의 둘 모두는 TCP 동결 원리를 이용하지만, 문헌 [1]은 기능부를 UE에서 구현하도록 제안하는 반면, 본 발명에 따르면, 기능부를 라디오 액세스 노드들에서 구현하도록 제안되어 있으므로, ZWA를 송신하는 것을 담당하는 기능부의 배치에 관하여 둘 사이에 중대한 차이가 있다. 동결 기능부를 UE에 가지는 것의 단점은 UE가 이동 네트워크에 대하여 제한된 정보만을 가진다는 것이며, 이에 따라, UE가 핸드오버들 및 네트워크 커버리지 구멍들을 적절하게 예측할 수 없고, 무선 전송 네트워크 링크들의 단기간의 우선순위화 및 열화된 라디오 조건들에 의해 야기된 쟁점들을 처리할 수 없다.

또한, UE는 애플리케이션 프로토콜 스택(application protocol stack) 및 RRC 계층 사이에 크로스-계층 기능부(cross-layer functionality)를 구현할 필요가 있다. 게다가, 이 솔루션은 이동 네트워크 운영자에 의해 직접 영향을 받을 수 없다.

그러므로, 본 발명에 따라 라디오 네트워크 노드들에서 구현된 TCP 동결 메커니즘은 더 넓은 범위 및 더욱 정확한 동결 트리거들을 제공할 수 있고, 표준화 및 UE 제조업체들에 대한 구현 충격 없이 UE에 대해 투명(transparent)하므로, UE들에서 구현된 메커니즘에 대해 장점을 가진다.

문헌 [6]은 TCP가 이동 네트워크들에서 접속해제하는 것을 방지하기 위한 단순 동결(Simple Freeze) (PETS) 프레임워크를 이용하는 지속적인 TCP에서 TCP 동결 원리 및 이동 IP를 결합하는 솔루션을 제안한다. 상기 프레임워크는 링크 상태들을 감시하고 링크 실패들을 검출하기 위하여 ICMP 메시지들을 이용하고, 링크 실패 시에, TCP 흐름들은 실패의 지속기간 동안에 ZWA들에 의해 동결된다. 따라서, TCP 접속들의 종결은 PETS에 의해 회피될 수 있다.

그러나, ICMP 기반 링크 상태 검출이 그 목적을 위해 적당하지 않으므로, 이 솔루션은 본 발명에 의해 해결되는 쟁점들(증가된 RTT로 인한 거짓 타임아웃들 및 열악한 채널 조건들에서의 패킷 손실들, 등)을 떠맡을 수 없다. 또한, 본 발명은 그 동작을 위한 새로운 ICMP 메시지들을 정의하는 것에 의존하지 않는다.

TCP 동결 원리와 유사한 방법은 문헌 [4]에 의해 제안된 솔루션에 의해 이용된다. 이 솔루션에서는, BTS가 모든 타임아웃 타이머들을 리셋하기 위하여, 무선 링크의 열악한 상태에 대한 명시적인 피드백을 고정된 네트워크에 상주하는 TCP 소스로 송신한다. 이 목적을 위하여, 문헌 [4]는 명시적 열악한 상태 통지(EBSN : Explicit Bad State Notification) ICMP 메시지를 구현하는 것을 제안한다. 그러나, 문헌 [4]에 따른 EBSN 메커니즘은 새로운 ICMP 메시지의 구현을 필요로 하는 반면, 본 발명에 따른 솔루션은 임의의 종류의 새로운 메시지 유형들의 정의 및 구현을 필요로 하지 않는다. 게다가, EBSN은 확장된 TCP 기능부를 필요로 하고, 이것은 문헌 [4]에서 제안된 솔루션의 이용가능성을 제한한다. 본 발명에 따른 솔루션은 추가적인 TCP 기능부를 필요로 하지 않으며; 그 동작은 TCP 계층에 대해 투명하다.

LTE 네트워크들에서의 핸드오버들 동안에 거짓 TCP 타임아웃들을 회피하기 위하여, TCP 동결 원리와는 상이한 방법이 문헌 [5]에 의해 이용된다. TCP 소스들을 동결하는 대신에, 저자들에 의해 제안된 2개의 방법들은 포워딩된 패킷들의 양을 감소시키는 개념에 기반하고 있다.

본 발명에 따른 솔루션과 반대로, 경로 스위치가 타겟 eNB에서의 핸드오버 확인 메시지의 수신보다 더 일찍 행해지므로, 두 방법들은 표준화된 핸드오버 메시지 시퀀스(TS 23.401, TS.36.413)의 수정을 필요로 한다. 이 솔루션들의 추가적인 단점은 핸드오버가 확인되기 전에 경로 스위치를 수행하는 것이 성공적이지 않은 핸드오버 시에 불일치하는 시스템 상태의 위험을 도입한다는 점이다. 핸드오버 및 제한된 라디오 조건들의 경우에는 TCP 트래픽이 정지되지 않으므로, 혼잡과 관련없는 패킷 손실들의 효과가 이 솔루션들에 의해 완화될 수 없다.

종래 기술 문헌들:

[1] - T. Goff, J. Moronski, D.S. Phatak, and V. Gupta, "Freeze-TCP: A true end-to-end TCP enhancement mechanism for mobile environments", In proc. of IEEE Infocom 2000, Tel-Aviv, pp.1537-1545, 26-30. Mar. 2000.

[2] - H. Elaraag, "Improving TCP Performance over Mobile Networks," ACM Computing Surveys, vol. 34, no. 3, September 2002, pp. 357-374.

[3] - Y. Tian, K. Xu, and N. Ansari, "TCP in Wireless Environments: Problems and Solutions," IEEE Radio Communications, vol. 43, no. 3, March 2005, pp. S27-S32.

[4] - B. Bakhsi, P. Khrisna, N. H. Vaidya, and D. K. Prad-han, "Improving of TCP over wireless networks," In proc. of 17^th International Conference on Distributed Computing Systems, 1997, pp. 365-373.

[5] - D. Pacifico, M. Pacifico, C. Fischione, H. Hjalrmas-son and K. H. Johansson, "Improving TCP Performance During the Intra LTE Handover", In proc. of IEEE Globecom 2009, Honolulu, pp. 1-8, Nov.30 - Dec.4 2009.

[6] - C. So-In, R. Jain, G. Dommety, "PETS: Persistent TCP using Simple Freeze", In proc. of First International Conference on Future Networks, Beijing, China, pp. 97-102., 14-17. Oct. 2009.

본 발명에 따르면, 이동 네트워크들에서 TCP 성능을 개선시키기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 물건이 제공된다.

본 발명의 양상에 따르면,

중간 네트워크 노드에서, 콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 접속의 품질 척도(measure)를 획득하는 단계;

상기 중간 네트워크 노드에서, 상기 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하는 단계;

상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하지 않는 경우, 상기 중간 네트워크 노드에 의해, 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속의 동결 모드를 트리거하는 확인응답 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

상기 양상들 하에서 정의된 바와 같은 본 발명의 또 다른 개량들에 따르면,

- 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 서버로부터 상기 사용자 장비로 다운로드하기 위한 다운링크이고, 상기 확인응답 메시지는 상기 콘텐츠 서버로 송신되고;

- 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 사용자 장비로부터 상기 서버로 업로드하기 위한 업링크이고, 상기 확인응답 메시지는 상기 사용자 장비로 송신되고;

- 상기 검출하는 단계는, 상기 중간 네트워크 노드에서, 상기 획득된 품질 척도에 기반으로 하여 임박한 미리 결정된 시간 기간 내에 상기 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족할 것인지를 예측하는 단계를 포함하고;

- 상기 방법은,

상기 중간 네트워크 노드에서, 상기 접속이 동결된 후, 상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하는 단계; 및

상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는 경우, 상기 접속의 동결해제 모드를 트리거하는 또 다른 확인응답 메시지를 상기 콘텐츠 서버 또는 상기 사용자 장비로 송신하는 단계를 더 포함하고;

- 상기 방법은,

미리 결정된 시간 기간의 경과 후에 상기 접속의 동결해제 모드를 트리거하는 또 다른 확인응답 메시지를 상기 콘텐츠 서버 또는 상기 사용자 장비로 송신하는 단계를 더 포함하고;

- 상기 품질 척도는 라디오 채널 품질, 셀의 전체적인 부하, 무선 인터페이스 커버리지, 과도적인 무선 인터페이스 또는 전송 혼잡들, 또는 더 높은 우선순위의 사용자들의 핸드오버 판정 또는 우선순위화와 관련되고;

- 상기 접속은 전송 제어 프로토콜(TCP) 접속이고;

- 상기 중간 네트워크 노드는 라디오 액세스 노드이다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면,

콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 접속의 품질 척도를 획득하도록 구성된 획득 유닛;

상기 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하도록 구성된 검출 유닛;

상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하지 않는 경우, 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속의 동결 모드를 트리거하기 위한 확인응답 메시지를 작성하도록 구성된 동결 유닛; 및

상기 확인응답 메시지를 포워드하도록 구성된 트랜시버를 포함하는 장치가 제공된다.

상기 양상들 하에서 정의된 바와 같은 본 발명의 또 다른 개량들에 따르면,

- 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 서버로부터 상기 사용자 장비로 다운로드하기 위한 다운링크이고, 상기 확인응답 메시지는 상기 콘텐츠 서버로 포워딩되고;

- 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 사용자 장비로부터 상기 서버로 업로드하기 위한 업링크이고, 상기 확인응답 메시지는 상기 사용자 장비로 포워딩되고;

- 상기 검출 유닛은 상기 획득된 품질 척도에 기반으로 하여, 상기 품질 척도가 임박한 미리 결정된 시간 기간 내에 미리 결정된 조건을 충족할 것인지를 예측하도록 더 구성되고;

- 상기 검출 유닛은 상기 접속이 동결된 후, 상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하도록 더 구성되고, 상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는 경우, 상기 동결 유닛은 상기 접속의 동결해제 모드를 트리거하기 위한 또 다른 확인응답 메시지를 작성하도록 구성되고;

- 상기 동결 유닛은 미리 결정된 시간 기간의 경과 후에, 상기 접속의 동결해제 모드를 트리거하기 위한 또 다른 확인응답 메시지를 작성하도록 더 구성되고;

- 상기 품질 척도는 라디오 채널 품질, 셀의 전체적인 부하, 무선 인터페이스 커버리지, 과도적인 무선 인터페이스 또는 전송 혼잡들, 또는 더 높은 우선순위의 사용자들의 핸드오버 판정 또는 우선순위화와 관련되고;

- 상기 접속은 전송 제어 프로토콜(TCP) 접속이다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 컴퓨터의 메모리로 로드될 때, 상기 설명된 바와 같은 방법들 중 임의의 방법의 단계들을 생성하도록 적응된 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상기 정의된 바와 같은 컴퓨터 프로그램 물건이 제공되고, 상기 컴퓨터 프로그램 물건은 상기 소프트웨어 코드 부분들이 저장되는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상기 정의된 바와 같은 컴퓨터 프로그램 물건이 제공되고, 상기 프로그램은 처리 디바이스의 내부 메모리로 직접 로드가능하다.

상기 양상들 하에서 정의된 바와 같은 본 발명의 또 다른 개량들에 따르면, 상기 처리 디바이스는 라디오 액세스 노드이다.

본 발명의 실시예들의 상기한 그리고 다음의 설명에 대하여, 설명 및 도면들에서 이용되는 바와 같은 용어들 "수단" 및 "유닛들"은 동일한 의미를 가지며 이에 따라, 상호교환가능하다는 것이 주의된다.

이러한 그리고 다른 목적들, 피처들, 세부사항들 및 장점들은 첨부된 도면들과 함께 취해지는 본 발명의 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 TCP 흐름의 성능을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 동결 에이전트의 동작을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 시스템 아키텍처가 eNB/I-HSPA BTS 상주 동결 에이전트인 경우를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 시스템 아키텍처가 SAE-GW/GGSN 상주 동결 에이전트인 경우를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 시스템 아키텍처가 RNC 상주 동결 에이전트인 경우를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 동결 에이전트의 아키텍처를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 ACK 처리 엔티티의 동작을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 검출/예측 엔티티의 동작을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 동결 에이전트간 통신을 예시하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 네트워크 비대칭의 경우들에 대한 시뮬레이션 결과들을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 중간 네트워크 노드의 예를 예시하는 도면이다.

이하에서는, 실시예들의 일반적이고 특정한 예들을 참조함으로써 본 발명의 실시예들이 설명된다. 그러나, 설명은 단지 예시를 위하여 주어진 것이고 설명된 실시예들은 본 발명을 그것으로 제한하는 것으로 결코 이해되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 사용자 평면 접속들의 상태(라디오 채널 품질, 전송 혼잡, 핸드오버 등), 셀의 전체 부하 또는 임의의 다른 관련된 품질 척도를 따르고, 규칙적인 ACK 메시지들을 이용하여 선택된 TCP 접속들을 동결하는, 라디오 액세스 노드들(eNB, I-HSPA BTS, SAE-GW, RNC)에 위치된 기능부를 도입한다는 점에서 종래 기술과는 상이한 솔루션이 제안되어 있고, 다시 말해서, 본 발명의 실시예에 따른 솔루션은 TCP 소스들을 동결하기 위하여 전용 ICMP 또는 다른 명령들의 이용을 필요로 하지 않는다. 따라서, 제안된 기능부는 TCP 계층에 대해 투명하고, TCP 소스 또는 수신기 측에서 추가적인 기능부가 필요하지 않다.

이하, 동결 에이전트(FA : freeze agent)라고 지칭되는 제안된 기능부의 범위는 주어진 TCP 흐름이 라디오 커버리지(radio coverage) 문제들, 전송 혼잡 또는 핸드오버들로 인한 성능 열화를 경험할 수 있는 경우들을 검출 및/또는 예측하고, 성능 열화를 방지하기 위하여 TCP 흐름을 동결하는 것이다. TCP 흐름의 데이터 전달은 과도적인 라디오 커버리지 문제가 종료된 후에 또는 (핸드오버들의 경우에) 늦은 경로 스위칭이 수행될 때에 재개된다. 전송 시에, TCP 데이터 패킷들은 규칙적인 동작에 따라 시스템에 의해 포워딩된다. 추가적으로, 적절한 QoS를 갖는 높은 우선순위의 접속들을 서비스하는 것이 낮은 우선순위의 접속들이 누락될 것을 필요로 하거나 우선순위화가 낮은 우선순위의 접속들에 심각한 성능 열화를 가져올 때마다 FA가 이용된다.

본 발명에 따르면, 수 초(second) 내에 종료되는 (LTE 핸드오버들 동안에 서빙(serving) eNB로부터 연결해제하는 것과 타겟 eNB에 성공적으로 연결하는 것 사이에 소비된 시간과 같은) 네트워크 서비스들의 과도적인 교란(disturbance)들 또는 단기간의 중단들에 반응하는 것이 가능하다. 이 경우들에 있어서, 동결 메커니즘은 열화된 채널 품질에 노출된 접속들이 열악한 서비스 레벨을 경험할 수 있거나, 시스템에 의해 누락될 수 있거나, 심지어 열악한 최종 사용자 경험으로 인해 가입자들에 의해 종결될 수 있는 현재의 상황과는 반대될 때 개선된 QoS를 제공한다. TCP가 동결한 후, 기능부는 동결이 종결될 수 있고 데이터 전달이 재개될 수 있는 최적의 시간을 구하기 위하여 관련된 품질 척도들을 계속 감시한다. 핸드오버들에서는, 이 척도가 (SAE-GW가 다운링크 경로 스위치에 대한 필요한 베어러 수정(bearer modification)을 완료한 후에) MME에 의해 타겟 eNB로 송신된 경로 스위치 요청 Ack 메시지 또는 타겟 eNB로의 성공적인 연결이다. 동결이 전송 품질 열화(증가된 지연 및/또는 패킷 누락, 감소된 스루풋, 높은 부하, 접속성 문제 등)에 의해, 또는 증가된 셀 부하에 의해 트리거될 때, 기능부는 동결해제(defreeze)를 위한 적당한 시간을 검출하기 위하여 관련된 측정치들을 수집하고 평가하는 것을 계속한다.

유사한 방식으로, TCP 흐름이 LTE 시스템에서의 라디오 커버리지 문제들로 인해 동결되었을 경우, FA는 그 문제가 중단되고 접속이 안전하게 재개될 수 있는 시간을 검출하기 위한 수단을 가질 필요가 있다. UE의 모든 흐름들이 동결되지 않은 경우(예를 들어, VoIP 또는 다른 비-TCP(non-TCP) 기반 흐름들도 또한 존재함), eNB는 상기 UE의 비-동결 흐름들에 대응하는 CQI 보고들로부터 라디오 링크의 품질에 관한 정보를 수집할 수 있고; 그것은 동결된 접속들을 재개하기에 품질이 충분히 양호해진 것인지를 평가하기 위한 가능성을 제공한다. 모든 흐름들이 동결된 경우에도, UE는 셀 특정 참조 심볼들의 수신 전력(RSRP : reference symbols' receive power)을 여전히 감시한다. 이 참조 심볼들은 모든 셀들 내의 표준화된 엘리먼트(element)들에서 송신되고(즉, 이 심볼들의 시간-주파수 스케줄(schedule)이 알려짐), 이에 따라, 각각의 UE는 eNB에 의해 전혀 스케줄이 정해지지 않은 경우에도 그 라디오 링크의 품질의 양호한 추정치를 가질 수 있다. UE가 정상적인 RSRP를 수신함으로써 그 라디오 링크가 복구되었음을 검출하는 경우, UE는 랜덤 액세스 채널(RACH : Random Access Channel)에 맵핑되는 스케줄링 요청(SR : Scheduling Request) RRC 메시지를 SRB0 시그널링 베어러 상에서 송신하고, 이것은 UE가 eNB에 의해 이전에 발행된 스케줄링 승인(scheduling grant)을 가지지 않으면서 통지를 eNB로 송신하도록 한다. eNB의 RRM 엔티티는 SR 메시지를 수신하고 UE의 식별자를 표시하는 복구에 대해 FA에 통지한다.

임의의 경우에 있어서, 동결된 접속을 유지하기 위한 조건들이 더 이상 지속되지 않음을 알리는 데에 실패함으로 인해 접속들이 지나치게 긴 시간 동안에 동결된 상태로 있는 것을 회피하기 위하여 특정한 시간 동안에 동결되었을 경우, 접속을 강제로 재개하는 보호 타이머(guard timer)가 구현된다. 이 타이머는 동결 판정으로 귀착된 초기 트리거에 관계없이 각각의 접속에 대해 시작되어야 한다. 대안적으로, 타이머는 트리거의 유형에 기반하여 상이한 값들로 설정될 수 있다(즉, 핸드오버들이 합리적인 시간 제약을 갖는 제어된 이벤트들이기 때문에, 보호 타이머는 커버리지 구멍 트리거 동결에 대한 것보다 핸드오버 트리거 동결에 대해 더 낮게 설정될 수 있는 반면, UE가 불충분한 커버리지를 갖는 영역에 얼마나 오래 있을 것인지에 대해 미리 알려질 수 없음). 일부 흐름들을 동결하기 위한 트리거가 미리 알려져 있는 특정 시간 간격 동안 다른 것들의 우선순위를 매기는 경우, 보호 타이머는 이 계획된 시간 간격으로 (또는 그보다 높은 비트로) 설정될 수 있다.

위에서 논의된 바와 같이, 검출 및 예측은 FA가 관련된 라디오 네트워크 측정치들(예를 들어, RRC 이벤트 A3 측정치들), 전송 네트워크 관리 정보(예를 들어, MWR 링크 조건들), 트래픽 관리 정보(예를 들어, 접속의 QCI 또는 SPI) 및 핸드오버 관리 정보(예를 들어, HO 판정들)를 수집하는 것을 필요로 한다. 이 정보 조각들에 기반으로 하여, 관련된 이벤트들(성능 열화에 이를 수 있는 것들, 예를 들어, 핸드오버, 열화된 라디오 조건들 등)이 검출되거나 예측들이 행해질 수 있다. 이 이벤트들은 이하 동결 트리거들이라고 지칭된다.

FA의 관점으로부터, 접속은 동결 상태(FA가 동결 트리거를 검출하고 적절한 작업을 행한 경우) 또는 정상 상태 중의 어느 하나에 있다. FA는 각각의 접속을 위한 전용 레지스터(dedicated register)를 가지고, 이 전용 레지스터로, 노드를 횡단한 최종 ACK를 복사한다. 정상 상태에서는, 각각의 TCP ACK가 시스템에 의해 수신되고, FA 레지스터들로 복사되고 변화되지 않고 포워딩되므로, 이 동작은 접속들에 대해 투명하다. 동결 트리거가 수신될 때마다(예를 들어, 핸드오버 이벤트에 의해 발생됨), 이벤트가 존재하는 동안에 소스를 지속-모드로 강제함으로써 가능한 성능 열화를 회피하기 위하여, FA는 관련된 TCP 접속을 동결 상태로 설정한다. 접속에 대해 동결 상태를 설정 시에, 기능부는 TCP 수신기를 대신하여 제로 광고된 윈도우 크기(ZWA)를 갖는 접속의 저장된 ACK를 재송신한다.

ZWA의 수신 시에, TCP 소스는 지속-모드로 진입하고, RTO 타이머 및 혼잡 윈도우 크기를 동결하고, 새로운 데이터의 송신을 정지시킨다. 한편, 수신기가 ZWA를 수신하기 전에 소스에 의해 송신된 패킷들에 대한 응답으로서 수신기에 의해 송신된 또 다른 ACK들은 FA 레지스터들에 복사되고(레지스터의 내용은 저장된 ACK를 새로운 것으로 대체함으로써 새로운 ACK가 검출된 후에 업데이트됨), 그리고 수정된 내용(광고된 윈도우는 제로로 설정됨)과 함께 송신된다. 접속이 동결 상태에 있는 동안에는, FA는 동결 상태가 유지되거나 종결되어야 하는지를 판정하기 위하여 관련된 척도들을 감시하는 것을 계속한다. 동결 상태를 트리거한 상황들이 더 이상 존재하지 않는 경우(즉, 커버리지 문제가 종료되거나 늦은 경로 스위칭이 성공적이었을 때), 그것은 정상 상태로의 접속의 전환(transition)을 야기시키는 동결해제 트리거(defreeze trigger)로서 간주된다.

정상 상태로 다시 스위칭 시에, FA는 수신기 대신에 비-제로 광고 윈도우 크기(NZWA : non-zero advertised window size)를 갖는 저장된 TCP ACK를 송신한다. 이것은 TCP 소스가 지속-모드를 떠나서 새로운 데이터의 송신을 시작하도록 할 것이다. ZWA 및 NZWA의 수신 사이에 소비된 시간 동안에 지속-모드에 있는 TCP 소스들은 가능한 패킷 손실들 및 증가된 지연들에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 그 레이트는 불필요하게 감소되지 않고, 이에 따라, 동결해제 후의 복구는 더욱 고속일 것이다. 연속적인 ACK들은 FA에 의해 변경되지 않고 소스로 포워딩된다. ZWA를 포함하는 ACK가 손실되는 경우, 수신기는 ACK들을 수신된 데이터 패킷들에 대한 응답으로서 계속 송신할 것이다. 이 ACK들은 FA에 의해 캡처(capture)되고 수정된 내용(즉, 제로 광고된 윈도우)과 함께 송신되고, 궁극적으로, 소스를 지속 모드로 강제할 수 있다. 추가적으로, FA는 소스가 데이터 전달을 재개하였는지를 관찰하기 위하여 데이터 패킷들을 감시해야 한다. 트래픽(traffic)이 없는 경우, NZWA를 갖는 ACK는 보호 타이머가 종료된 후에 재송신된다.

FA는 eNB들/I-HSPA BTS들/RNC들의 각각 또는 선택된 세트(set)에서 및/또는 LTE/I-HSPA/WCDMA 시스템의 SAE-GW들/GGSN들의 모두 또는 선택된 세트에서 구현될 수 있고, 업링크 및/또는 다운링크 TCP 접속들을 처리할 수 있다. 기능부가 구현되는 노드(들)를 횡단하는 TCP 접속들의 전부 또는 서브세트(subset)만을 기능부가 처리할 것인지는 운영자의 정책에 달려 있다. 예를 들어, 운영자는 이 특징을 고급 사용자들에게만 제공할 수 있다. 구현된(턴온된(turned on)) FA를 가지는 노드들은 적당한 동작을 위하여 서로 통신해야 한다(예를 들어, FA 기능부를 갖는 eNB들/I-HSPA BTS들 사이의 핸드오버의 경우, ZWA는 소스 eNB/I-HSPA BTS에 의해 송신되는 반면, NZWA는 타겟 eNB/I-HSPA에 의해 송신되어야 한다. 그러나, ACK는 소스 eNB/I-HSPA BTS에 의해 저장되며, 즉, 관련된 정보는 타겟 eNB/I-HSPA BTS에서 이용가능해야 함). 또한, FA를 구현하는 노드들 사이의 통신은 증대된 동결 트리거 검출 및 예측을 위해 필요하다.

동결 트리거로 귀착되는 가능한 이벤트들 또는 조건들은 다음의 것들을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다:

(1) 지정된 흐름들의 단기간 우선순위화: 우선순위화된 TCP 접속들은 그 패킷들이 누락/지연되거나 전체 접속이 누락되는 대신에 우선순위화의 간격 동안에 동결된다;

(2) 핸드오버: UE의 핸드오버가 예측되거나 검출되는 경우, 그러면 그것에 속하는 TCP 접속들은 핸드오버의 종료시까지 동결된다;

(3) 열악한 라디오 커버리지: 열악한 업링크/다운링크 라디오 조건들이 UE에 대해 검출되거나 예측되는 경우, 그 TCP 접속들은 라디오 조건들이 복구될 때까지 동결된다;

(4) 마이크로파 링크 라디오 조건들의 열화: BTS를 지나는 TCP 접속들의 전부 또는 일부는 그 마이크로파 링크가 증가된 BER 및/또는 감소된 링크 용량을 겪는 동안에는 동결된다;

(5) 전송 링크들 상의 혼잡: 너무 낮은 우선순위의 접속들을 동결로 강제함으로써 부하가 일시적으로 감소될 수 있다.

유효한 구현은 LTE, I-HSPA 또는 WCDMA/HSPA 시스템들, SAE-GW, I-HSPA GW(GGSN) 또는 RNC 및 eNB, I-HSPA BTS 또는 WCDMA BTS를 통한 데이터 호출들을 가지는 사용자들로 구성된다.

동결 에이전트(FA)는 S1-U/Gn-U 인터페이스를 통해 SAE-GW/GGSN에 접속되는 LTE eNB들/I-HSPA BTS들 상에서 실행되거나 이들에 연결되는 소프트웨어 컴포넌트(software component)일 수 있는 반면, 인접하는 eNB들/I-HSPA BTS들은 X2/Iur 인터페이스를 통해 접속된다. FA는 관련된 라디오 네트워크 측정치들(예를 들어, RRC 이벤트 A3 측정치들), 전송 네트워크 관리 정보(예를 들어, MWR 링크 상태), 전송 네트워크 측정치들(예를 들어, 단방향 지연, RTT, 패킷 누락 비율, 스루풋, 부하), 트래픽 관리 정보(예를 들어, 접속의 QCI, 운영자 정책들 등) 및 핸드오버 관리 정보(예를 들어, HO 판정들)를 수집한다. 이 정보는 동결 또는 동결해제 트리거들인 이벤트들을 검출 및/또는 예측하기 위하여 이용된다. 검출될 수만 있는 이벤트들: 커버리지 구멍, 링크 정지 등이 있다. 이 경우들에 있어서, FA에 의해 취해진 작업들은 반응적이다.

다른 이벤트들: 핸드오버들, 라디오 채널 열화, 혼잡 등이 검출 및/또는 예측될 수 있다. 이 경우들에 있어서, FA에 의해 취해진 작업들은 선행적인 반면, 전자의 경우들에 있어서, FA의 작업들은 반응적이다. 주어진 이벤트들의 예측(핸드오버들, 라디오 채널 열화, 혼잡 등) 및/또는 검출(즉, 커버리지 구멍, 링크 정지, 핸드오버들, 라디오 채널 열화, 혼잡 등)과 병행하여, FA 관리 엔티티는 TCP 트래픽을 감시하고 eNB/I-HSPA BTS를 전환하는 최신 ACK들을 ACK 레지스터에 저장한다. 각각의 접속에 대해 유지되는 별개의 레지스터가 존재한다. 커버리지 문제들을 검출 또는 예측하고 핸드오버들 등을 예측하기 위하여 라디오 측정치들이 이용되고; MWR 링크들의 과도적인 열화를 검출하기 위하여 전송 네트워크 관리 정보가 이용되고; 전송 네트워크 상의 품질 열화를 검출/예측하기 위하여 전송 네트워크 관리 정보 및 측정치들이 이용될 수 있고(그러나, 이것은 전송 네트워크 상태 또는 전송 링크들 상의 부하에 관한 정보가 상당한 대기시간 없이 이용가능하고, 이에 따라 과도적인 문제들이 FA에 의해 효율적으로 검출 및 처리될 수 있는 경우들로 제한됨); 주어진 사용자가 핸드오버를 가지고 있음을 검출하기 위하여 핸드오버 판정들이 이용되는 반면, 스케줄링 메커니즘들을 통한 장기간 가입 등급 기반 우선순위화의 범위에 무관한 사용자들 사이의 단기간 우선순위화를 수행하기 위해서는 트래픽 관리 정보가 필요하다.

관련된 정책들은 QCI(LTE) 또는 SPI(I-HSPA) 시스템-폭(system-wide) 마다 정의될 수 있고, 네트워크 관리 데이터베이스(NetAct)로부터 동결 작업에 참여할 수 있는 각각의 eNB/I-HSPA BTS로 다운로드될 수 있다. 추가적으로, eNB/I-HSPA BTS 레벨에 대한 시스템-폭 정책들을 국부적으로 무시하기 위하여 옵션(option)이 제공될 수 있다. 정책들은 주어진 접속에 적용되어야 하는 트리거들을 포함할 수 있다. 핸드오버 관련 트리거들이 특정한 QCI/SPI에 대하여 또는 주어진 접속에 대하여 구성되는 경우, 관여된 eNB들/I-HSPA BTS들의 FA들은 X2/Iur 인터페이스를 통해 관련된 정보를 교환할 수 있어야 한다. 정보의 포맷(format)은 독점적이거나 표준화될 수 있다(도 3). 필요한 정보를 운반하는 것은 새로운 메시지의 정의를 필요로 하지 않고, 그것은 기존의 것들에 선택적인 정보 엘리먼트(IE : Information Element)들로서 추가될 수 있다. 예를 들어, LTE에서는, X2-AP 자원 상태 업데이트 메시지가 FA 상태 정보를 하나의 FA로부터 피어링(peering) FA로 선택적인 IE가 주기적으로 보고하기 위한 플레이스홀더(placeholder)로서 이용될 수 있다. HO 트리거 동결의 경우, (표준 HO 시그널링의 일부인) X2-AP SN 상태 전달 메시지는 최신 ZWA를 소스 eNB로부터 핸드오버 중인 UE의 타겟 eNB로 표준 HO 시그널링의 일부로서 전달하기 위하여 이용될 수 있다(UE의 다수의 흐름들이 동결되어야 하는 경우, 모든 각각의 흐름들에 대한 ZWA가 전송되어야 함).

초기 핸드오버 요청 메시지보다 SN 상태 전달을 선호하는 이유는 그 허가 제어에 의해 UE가 핸드오버를 수행하지 않도록 하는 경우에는 후자가 타겟 eNB에 의해 여전히 거절될 수 있는 반면, SN 상태 전달 메시지는 HO가 수용된 후에 소스 eNB로부터 타겟 eNB로 송신된다는 점이다. 메시지들 및 관여된 IE들을 포함하는 FA 절차들은 아래에서 상세하게 설명된다.

주어진 접속에 대하여, FA는 (트리거들을 검출 및 예측하기 위하여) 사용자 프로파일에 의해 수용되는 동결 작업들에 대해 관련되는 그 특정한 데이터만을 감시한다. 동결 트리거가 검출될 때, FA는 접속의 레지스터에 저장된 ACK를 재이용함으로써 ZWA를 송신한다. 동결해제 트리거가 검출될 때에는, FA가 접속의 레지스터에 저장된 ACK를 재이용함으로써 NZWA를 송신한다. 두 경우들에 있어서, 저장된 ACK의 광고된 윈도우 필드(field)만 재전송하기 전에 변경된다. 유효한 대안은 NZWA 내의 광고된 윈도우 크기를 원래의 ACK에 포함된 것보다 작은 값으로 설정하는 것이다. 이 옵션은 그 동안에 수신기 상태가 변경되었고 원래의 ACK에서 보고된 데이터의 양을 처리할 수 없는 일이 발생할 수 있기 때문에 유용하다. NZWA는 데이터 흐름을 재시작할 것이고, 이 패킷들이 수신기에 일단 도달하면, 올바른 광고된 윈도우 크기를 갖는 새로운 ACK들을 트리거할 것이다. 동결 상태 동안에는, 새로운 ACK들이 포워딩되고 광고된 윈도우는 제로로 설정된다.

대안적으로, FA는 SAE-GW/I-HSPA GW(GGSN) 상에서 실행되거나 이에 연결되는 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다. 이 위치는 FA가 SAE-GW/I-HSPA BTS에 의해 서비스되는 eNB들/I-HSPA BTS들에 접속된 사용자들의 각각의 TCP 기반 데이터 흐름을 처리하는 것을 가능하게 한다. 대안적으로, FA에 의해 처리되는 흐름들의 수는 운영자에 의해 정의되는 트래픽 관리 정책들에 맞는 흐름들로 제한될 수 있다. 그러나, TCP 동결을 트리거하도록 허용되는 이벤트들에 따라서는, FA는 전체 트래픽 혼합을 마찬가지로 감시할 수 있다. FA의 중심 위치는 핸드오버들의 경우에 완전한 제어 상태일 가능성과 같은 장점들을 제공하며, 즉, 또 다른 라디오 액세스 노드 상에서 실행되는 피어링 FA와 통신할 필요성이 없다. 이어서, 관련된 측정치들이 eNB들/I-HSPA BTS들로부터 수집될 경우에만, 라디오 커버리지 문제들이 FA에 의해 처리될 수 있다. 그 중심 위치로 인하여, 잠재적으로 심각한 성능 열화를 야기하거나 낮은 우선순위의 접속들의 선택적인 폐기를 필요로 할 이동 백홀(backhaul) 및 백본(backbone) 상에서의 과도적인 전송 네트워크 문제들이 더욱 용이하게 검출될 수 있다(도 4).

WCDMA/UMTS 시스템들에서는, FA가 RNC 상에서 실행되거나 이에 접속되는 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다. RNC는 여기에서 라디오 계층 2 프로토콜들이 종결되고 이에 따라, FA가 TCP 패킷들을 직접 액세스할 수는 네트워크 엘리먼트이기 때문에, FA의 유일한 실현 가능한 위치이다. FA의 기능부 및 능력들은 LTE/I-HSPA 시스템의 경우에 설명된 것들과 유사하다. FA가 RNC 재위치결정(relocation)들 동안에 HSDPA 접속들의 성능을 개선하기 위해 적용될 때에는, 상기 솔루션은 관여된 RNC들 사이에서 정보를 교환하기 위한 능력을 가져야 한다(도 5).

FA는 4개의 주요한 엔티티들로 구성된다: 흐름 분류 엔티티, ACK 처리 엔티티, 트리거 검출 및 예측 엔티티 및 마지막으로 동결 관리 엔티티(도 6). SAE-GW, SGSN 또는 RNC 위치된 FA들의 경우에는 유사한 아키텍처가 이용된다. 새로운 접속이 설정될 때, 흐름 분류 엔티티는 이용가능한 ID들(IMSI, EPC 베어러 ID, RAB ID, PDP 컨텍스트(context) 등)에 기반으로 하여 상기 새로운 접속을 식별하고, 데이터 전달을 위하여 TCP를 이용하고 있는지를 검사한다. 긍정(yes)인 경우, 동결 관리 엔티티는 (MME, RRM 및 NetAct로부터 수신된 사용자 프로파일, QoS 파라미터들 및 구성에 기반으로 하여) 적용될 정책을 검사한다. 접속이 FA에 의해 관리되어야 할 경우, 접속의 상태는 동결 관리 엔티티에 의해 정상으로 설정된다(이 상태는 국부적인 의미만을 가지며, 즉, TCP 소스는 그것을 인식하고 있지 않음). ACK 처리 엔티티는 접속을 위한 전용 ACK 레지스터를 생성하고, 최종 ACK를 접속의 그 ACK 레지스터로 복사 및 저장하기 시작한다.

FA가 턴온되는(FA는 접속을 위한 업링크 및 다운링크 방향에서 별개로 턴온될 수 있음) TCP 접속들의 ACK들은 ACK 처리 엔티티에 의해 처리된다(도 7). 접속의 어느 방향에서 기능부가 턴온/턴오프 될지를 특정하는 것은 운영자의 정책에 달려 있다. 그러나, 이것은 일관된 방식으로 행해져야 하고, 예를 들어, FA가 핸드오버를 위해 활성화되는 경우, 관여된 eNB들/I-HSPA BTS들 둘 모두는 FA를 지원해야 한다. 소스 eNB/I-HSPA BTS가 턴온된 FA 기능부를 가지는 반면 타겟은 이를 가지지 않는 경우, 동결 트리거가 검출될 때, 동결 관리 엔티티는 작업들을 행하지 않아야 한다(즉, 접속의 상태를 동결로 설정하지 않아야 함). ACK를 인터셉팅 때의 제 1 작업으로서, ACK는 접속의 ACK 레지스터에 저장된다(레지스터는 주어진 접속에 대해 오직 하나의 ACK, 최신의 것을 포함함). 다음으로, 접속의 상태가 검사된다. 상태가 정상인 경우, ACK는 반환되며, 즉, 더 이상의 작업들 없이 포워딩된다. 상태가 동결인 경우, 새로운 ACK가 포워딩을 위해 반환되고 광고된 윈도우는 제로로 설정된다.

관련된 명령이 동결 관리 엔티티로부터 수신되는 경우, 저장된 ACK들은 가짜 ACK를 생성하기 위해 복사된다. 명령이 동결일 때, ACK 처리 엔티티는 저장된 ACK의 내용을 이용하여 ZWA를 갖는 가짜 ACK를 생성한다. 대안적으로, 저장된 ACK의 내용에 기반으로 하여 ZWA를 즉시 송신하는 대신에, 동결 명령의 수신시에 대기 타이머가 시작될 수 있다. 대기 타이머가 만료하기 전에 새로운 ACK가 수신되는 경우, 이 새로운 ACK는 ZWA로 변환된다. 대기 타이머가 만료될 때까지 ACK가 수신되지 않는 경우, 최신의 저장된 ACK가 이용된다. 어느 경우에나, 광고된 윈도우 크기를 제외하고는 ACK의 내용이 변경되지 않는다. 명령이 동결해제일 때, ACK 처리 엔티티는 저장된 ACK의 복사본을 생성하고 이를 송신한다. 동결해제 트리거가 합리적인 시간에 검출되지 않을 경우들을 처리하기 위하여, 보호 타이머가 동결 관리 엔티티에서 구현된다. 타이머의 만료 시에, 동결 관리 엔티티는 ACK의 원래의 내용을 유지하거나 광고된 윈도우를 작은 값으로 설정(그것은 최대 세그먼트 크기와 적어도 동일해야 하며, 그렇지 않을 경우, TCP 소스는 어리석은 윈도우 신드롬 회피로 인해 새로운 데이터를 송신하도록 허용되지 않음)한다는 표시와 함께 동결해제 명령을 송신한다. 후자의 옵션은 데이터의 버스트(burst)를 갖는 시스템의 오버런(overrun)을 즉시 방지하므로 전자의 것보다 더욱 안전하다. 수신기에서의 상황들은 동결 동안에 변화할 수 있고, 이에 따라, 저장된 ACK에서 특정된 데이터의 양을 수용할 수 없을 수도 있으므로, 이 옵션은 수신기가 새로운 데이터 패킷에 대한 응답으로서 송신된 ACK를 통해 실제적인 광고된 윈도우 크기를 특정하도록 한다. 대안적으로, 데이터 전달이 재개되는 레이트는 소스에서 고속 재전송 및 고속 복구를 트리거하는 동일한 내용을 갖는 3중 ACK들을 송신함으로써 감소될 수 있다. 고속 복구 동안에, 소스의 레이트는 감소(절반으로 됨)되고, 그것은 FA가 적용되지 않은 경우에 느린 시작을 갖는 것보다는 여전히 양호하다.

추가적으로, FA는 소스가 데이터 전달을 재개하였는지를 관찰하기 위하여 데이터 패킷들을 감시해야 한다. 트래픽이 없는 경우, NZWA를 갖는 ACK는 보호 타이머가 종료된 후에 재송신된다.

트리거 검출/예측 엔티티는 RRM으로부터 그리고 전송 네트워크 관리로부터 데이터를 수집한다. 수집될 수 있는 RRM 측정치들의 리스트는 신호 대 간섭 플러스 잡음 비율(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio) 측정치들, HARQ 실패 보고들, 스케줄링 지연들, 무선 인터페이스 스루풋들, 무선 인터페이스 부하 측정치들, HO 판정들 및 A3 측정치들을 포함(도 8)하지만 이것으로 제한되지 않는다. FA가 eNB/I-HSPA BTS에 위치되는 경우, 측정치들은 국부적으로 이용가능하고, 이에 따라, 하드웨어 또는 다른 플랫폼 특정 제약들만이 대응하는 표준(LTE에 대하여, RRC 표준[36.331])에 의해 허용되는 최대 보고 주기성에 의해 입도가 제약되는 UE들에 의해 보고된 측정치들을 제외한, 측정치 보고들의 입도(granularity) 및 빈도를 제한할 수 있다. SAE-GW/GGSN 또는 RNC에 위치된 FA는 무선 인터페이스 조건들에 대해 훨씬 적은 정보를 수집할 수 있고, 측정된 데이터의 입도 및 측정치 보고들의 빈도는 전송 네트워크의 용량 및 예측/검출 메커니즘들에서의 지연시간에 의해 제한된다. RRM 측정치들은 무선 인터페이스 열화를 검출 또는 예측하기 위하여 그리고 핸드오버 판정들을 예측 또는 검출하기 위하여 이용될 수 있다. 무선 인터페이스 열화는 미리 정의된 임계치들을 통해 검출될 수 있으며, 즉, 임계치가 초과되는 경우, 검출 메커니즘은 동결 또는 동결해제 트리거를 송신할 것이다.

가능한 구현은 상태들의 수가 사전-구성(pre-configure)되는 적응적 1차 약분 불가능한 마르코프 사슬(adaptive first-order irreducible Markov chain)을 이용할 수 있고; 상태들은 E-DPDCH 채널 품질 간격들, 예를 들어, SINR 또는 블록 에러 레이트(BLER : Block Error Rate) 간격들을 나타낼 수 있다. 일단 측정치들이 이용가능하면, 예측 알고리즘은 상태 전환 가능성들을 업데이트함으로써 채널 타당성들을 학습하기 시작한다. 채널 열화 또는 개선은 예측 임계치들을 적용함으로써 예측될 수 있다. 알고리즘은 에러 예측들의 경우에 스스로 정정할 수 있다. HO 관리부(eNB/I-HSPA BTS에 위치된 FA)와 통신함으로써, 또는 UE에 의해 송신된 라디오 측정치들로부터 핸드오버가 예측될 수 있는 동안에 관련된 핸드오버 명령(SAE-GW/GGSN에 위치된 FA)을 수신함으로써 핸드오버들이 검출될 수 있다. 대안적으로, A3 트리거에 의해 정의된 것보다 더욱 엄격한 임계치가 이용될 수 있다. FA가 낮은 우선순위의 접속들을 통해 높은 우선순위의 접속들의 우선순위화를 위해 이용될 때, 부하 정보, 스케줄링 지연들 및 스루풋들이 이용될 수 있다.

전송 관련 측정치들(지연, 인터페이스 활용, 부하, 패킷 누락들, 혼잡 레벨 등)은 점대점(point-to-point) 링크들의 경우에는 전송 인터페이스로부터 직접 또는 전송 관리 엔티티로부터 수집된다(전송 측정치들에 대한 트리거들의 정의는 전송 링크들에 대한 직접 인터페이스의 경우에만 실현 가능하고, 그렇지 않을 경우, 이 측정치들 및 보고들은 판정 시의 양상들로서만 이용되어야 함). 솔루션은 FA 트리거들이 설정되어야 할 상황들을 검출하기 위하여, 이용가능한 측정 방법들(예를 들어, Iub를 통해 이용가능한 프레임 시퀀스 번호 및 지연 참조 시간 기반 측정치들) 또는 (네트워크 엘리먼트들 등의 사이에서 송신된 단일 및 2중 마킹된 패킷들과 같은) 잘 알려진 기술들을 이용해야 한다. 검출/예측 엔티티는 턴온된 FA를 가지는 흐름들에 대해서만 측정치들을 수집한다.

네트워크 운영자는 자의적인 FA 이벤트들을 정의할 수 있지만; 가장 간단한 이벤트들은 UE들의 핸드오버, 라디오 조건 열화 및 단기간 우선순위화이다. 검출/예측 엔티티가 UE에 대한 FA 이벤트를 예측하거나 검출할 때, 동결 또는 동결해제 트리거를 동결 관리 엔티티로 송신하고, 이어서, 이 동결 관리 엔티티는 행해져야 할 적절한 작업을 동결 이벤트 규칙 데이터베이스로부터 검색한다. 이 데이터베이스는 정의된 운영자 정책들, 구성 데이터 및 사용자 프로파일에 기반으로 하여 생성된다. 데이터베이스는 동결 관리 엔티티에 의해 유지된다.

표 1은 데이터베이스의 예시적인 레코드(record)들을 도시한다. 데이터베이스는 RRC 및 HO 관리 데이터에 기반으로 하여 연속적으로 업데이트되며, 즉, IMSI들은 BTS에서의 UE의 접속/접속해제/핸드오버에 기반으로 하여 데이터베이스에서 추가/삭제되고, RAB ID들은 데이터 RAB들의 활성화/비활성화에 기반으로 하여 추가/삭제된다. FA가 IMSI 또는 RAB ID에 대해 인에이블(enable)되지 않는 경우, 그것은 데이터베이스에 포함되지 않거나, 적절한 작업이 작업 없음으로 설정된다. 이벤트인 경우에 행해져야 할 작업들은 운영자의 정책에 기반으로 한다. 예를 들어, 호출을 누락하는 것이 아니라 단기간 우선순위화로 인해 동결 상태로 설정되지 않는 핸드오버 및 라디오 커버리지 열화의 경우, 고급 사용자의 TCP접속은 동결 상태로 설정될 수 있다. 고급 사용자의 접속을 이러한 방식으로 동결하는 것은 사용자에 대한 더 높은 QoS에 기여한다. 유사한 방식으로, 호출을 누락하는 것이 아니라 높은 우선순위의 접속을 위한 공간을 만들기 위하여, 낮은 우선순위의 접속이 동결 상태로 설정될 수 있다. 동결 메커니즘의 이러한 적용은 높은 우선순위 및 낮은 우선순위의 사용자들 모두가 작업에 참여하는 것을 돕는다: 높은 우선순위의 사용자는 낮은 우선순위 사용자의 대역폭을 얻을 수 있는 반면, 낮은 우선순위 사용자는 (완전히 누락되는 것과는 반대로) 동결 기간이 연장되지 않을 경우에 데이터 전달을 재개할 기회를 여전히 가진다. 또한, UE의 상이한 RAB ID들에 대해 상이한 작업들을 설정하는 것이 가능하다.

UE ID( IMSI )	RAB ID	이벤트	작업
216010006309563	디폴트	핸드오버	동결
		핸드오버 종료	동결해제
		라디오 커버리지 손실	작업 없음
		라디오 커버리지 복구	작업 없음
		...
	전용 #1	핸드오버	동결
		핸드오버 종료	동결해제
		라디오 커버리지 손실	동결
		라디오 커버리지 복구	동결해제
		...
216010009367581	전용#2	단기간 우선순위화	동결
		단기간 우선순위화 종료	동결해제
		...

표 1: 동결 이벤트 규칙 데이터베이스의 예시적인 레코드들

동결 관리 엔티티가 검출된 [이벤트, IMSI] 쌍에 대해 데이터베이스에서 임의의 레코드를 발견하지 못하거나 대응하는 엔트리가 "작업 없음"일 경우, 그러면 엔티티는 이벤트를 무시한다. 그렇지 않을 경우, 엔티티는 동결/동결해제 명령을 ACK 처리 엔티티에 발행한다.

FA가 핸드오버들에 대해 활성화되고 FA들이 eNB들에 위치되는 경우, ZWA(들)는 소스 eNB에 상주하는 FA에 의해 송신되어야 하는 반면, NZWA(들)는 타겟 eNB에 상주하는 FA에 의해 송신되어야 하므로(도 9), 소스 및 타겟 eNB들 내의 FA들은 적당한 동작을 위해 필요한 데이터를 교환할 수 있어야 한다. 따라서, 필요한 동결 작업을 갖는 UE에 대한 핸드오버의 셋업(setup) 동안에는, 소스 eNB의 FA가 UE의 흐름들을 위한 FA 기능부를 지원하는지를 타겟 eNB 내의 FA에 문의해야 할 것이다. 관련된 정보 교환은 메시지들에 대해 새로운 선택적인 IE들: 동결 요청 IE, 동결 인에이블된 IE및 ZWA IE를 정의함으로써 표준화된 핸드오버 메시지 시퀀스를 사용하여 구현될 수 있다. HO 요청 X2 메시지를 송신할 때(단계 1), 소스 eNB는 (예를 들어, 대응하는 흐름 ID들을 열거함으로써) HO 중인 UE의 어느 흐름들이 동결 작업을 필요로 하는지를 표시하기 위하여 선택적인 동결 요청 IE를 작성한다. 타겟 eNB는 타겟 eNB 내의 FA가 그 특정한 흐름에 대한 동결 작업을 지원하는지를 동결 요청 IE 내의 각각의 흐름 ID에 대해 표시하는 선택적인 동결 인에이블된 IE를 삽입함으로써, HO 요청 Ack 메시지에서 요청을 응답한다(단계 2). 이것은 eNB들이 상이한 FA 옵션들로 구성될 때에도 시스템의 일관된 동작을 보장하기 위하여 필요하다.

UE의 하나 또는 그보다 많은 흐름들이 UE에 대해 HO 판정이 있을 때에 임의의 이유로 이미 동결된 경우(예를 들어, 열악한 채널 품질로 인해 더 이전에 동결 트리거가 있었음), 소스 eNB는 HO 요청 Ack 메시지를 수신한 후에 대응하는 흐름들에 대한 NZWA(들)를 송신함으로써 타겟 eNB에 의해 동결이 지원되지 않는 UE의 모든 동결된 흐름들을 동결해제해야 한다(단계 3). 타겟 eNB가 이미 동결 상태에 있는 흐름들에 대해 동결을 지원하는 경우, 소스 eNB 내의 FA는 (HO 동안의 보호 타이머 만료에 의해 너무 이른 동결해제를 트리거하는 것을 방지하기 위하여) 보호 타이머를 보류하고 단계 4를 생략한다(이 이미 동결된 흐름들을 위해 추가적인 ZWA가 송신될 필요가 없음).

동결되어야 할 흐름들의 세트가 정해진 후(즉, 아직 동결되어 있지 않고 소스 및 타겟 eNB 둘 모두에 의해 동결 작업이 지원되는 흐름들), 소스 eNB는 흐름들의 각각에 대응하는 ZWA를 송신함으로써 (핸드오버 중인 UE의) 이 흐름들을 동결한다(단계 4). 다음으로, 소스 eNB는 HO 명령을 UE로 송신하고, 이것은 UE가 소스 eNB로부터 연결해제하도록 한다(단계 5). UL 데이터 흐름의 경우, UE가 소스 eNB로부터 완전히 연결해제하기 전에 무선 인터페이스 상에서의 가능한 재전송들을 용이하게 하기 위하여, 소스 eNB의 HARQ 프로세스가 HARQ (N)ZWA(들)의 UE로의 성공적인 전송을 확인할 때까지, 소스 eNB는 HO 명령 메시지를 UE로 송신하지 않아야 한다.

HO 명령이 송신된 후, 소스 eNB(더욱 정확하게는, 소스 eNB에 연결된 FA 엔티티)는 다음의 작업들을 행한다: 다운링크 데이터 트래픽의 경우, 소스 eNB는 ZWA를 SN 상태 전달 메시지의 ZWA IE로 삽입함으로써 UE의 동결된 흐름들에 대응하는 ZWA(들)을 타겟 eNB로 전달하고(단계 6); 업링크 데이터 흐름들의 경우, 소스 eNB는 규칙적인 핸드오버 데이터 포워딩 절차에 따라 ZWA를 갖는 목적지로부터 수신된 ACK들을 타겟 eNB로 포워딩하고(단계 7), 이에 따라, SN 상태 전달 메시지를 이용할 필요가 없다. 어느 경우에나, NZWA(들)가 생성되고 UE 내의 TCP 소스들로(UL 데이터 흐름), 또는 코어 네트워크 상에 또는 인터넷 상에 위치된 TCP 소스들(파일 서버들, 웹 서버들, 콘텐츠 서버들)로 송신될 때(DL 데이터 흐름), 타겟 eNB는 전달된 최신의 ZWA(들) 내의 TCP 시퀀스 번호를 이용하여 흐름들을 나중에 (단계 9a 또는 9b에서) 동결해제할 수 있을 것이다.

인트라-사이트(intra-site) HO들을 위한 선택적인 최적화로서, HO에 관여된 오직 하나의 eNB가 있고 동결 및 동결해제 작업들 둘 모두가 이 eNB 내의 동일한 FA에 의해 처리되므로, 상기 X2 메시지들 내에 정보 엘리먼트들을 삽입하는 것을 통한 FA들 사이의 데이터 교환은 생략될 수 있다.

다운링크 데이터 트래픽의 경우, FA에 의해 송신된 ZWA(들)가 TCP 소스에 도달하기 위해서는 약간의 시간이 걸리므로, TCP 소스는 동결 트리거가 검출되기 전에 수신기에 의해 송신된 확인응답들에 대한 응답으로서 추가적인 패킷들을 그 동안에(즉, FA가 UE의 흐름들을 동결하기 위해 ZWA(들)를 이미 송신한 후에) 수신기에 여전히 송신할 수 있다(또한, 도 2 참조). HO 명령이 UE로 송신되기 전에 이 데이터 패킷들이 도달한 경우, UE 내의 TCP 수신기는 이 패킷들을 위한 ACK들을 여전히 송신할 것이다. 이 추가적인 ACK들은 소스 eNB 내의 FA에 의해 인터셉트 되어야 하고, ZWA들로 변환되어야 하고, TCP 소스로 포워딩되어야 한다. 또한, 이 추가적인 ZWA들은 추후의 SN 상태 전달 메시지들 내에 내장된 ZWA IE들로서, X2 인터페이스를 통해 타겟 eNB 내의 FA로 운반되어야 한다. 이것은 타겟 eNB 내의 FA가 최신의 확인응답된 시퀀스 번호를 갖는 NZWA를 통해(단계 9a 또는 9b) 동결해제를 실행하는 것을 가능하게 할 것이고, 솔루션의 성능을 개선시킬 것이다.

업링크 데이터 트래픽의 경우, 코어 네트워크에 또는 인터넷 상에 위치된 수신기는 ZWA를 수신하기 전에 소스(UE)에 의해 송신된 데이터 패킷들에 대한 응답으로서 ACK들을 여전히 송신할 수 있다. 이 ACK들은 단계 8a에서의 성공적인 UE 연결 또는 단계 8b에서의 경로 스위치 요청 Ack의 수신 후에 TCP 소스를 동결해제하기 위해 이용된다. 후자의 경우, 소스 eNB로부터 수신된 ZWA를 갖는 ACK들은 경로 스위치 요청 Ack가 수신될 때까지 타겟 eNB에 의해 무선을 통해 UE로 변경되지 않으면서 전달될 것이다. 동결해제 후에, 소스 eNB로부터 수신된 ZWA를 갖는 ACK들은 타겟 eNB에 의해 UE로 NZWA와 함께 포워딩된다.

타겟 eNB가 (단계 8a에서의 성공적인 UE 연결 또는 단계 8b에서의 경로 스위치 요청 Ack의 수신과 같이) 동결해제 트리거를 만날 때, 타겟 eNB는 NZWA(들)을 송신함으로써(단계 9a 또는 9b) UE의 흐름들을 동결해제한다. 또한, NZWA들은 HO 판정 시에 이미 동결된 흐름들에 송신되며; 즉, HO의 완료는 모든 다른 트리거들에 대해 궁극적인 동결해제 트리거로서 작동한다.

소스 eNB 내의 FA로부터 타겟 eNB 내의 FA로 데이터를 전달하기 위해 이용된 선택적인 정보 엘리먼트들(동결 요청 IE, 동결 인에이블된 IE, ZWA IE)은 멀티-벤더(multi-vendor) 환경의 eNB들 사이에서 동결 작업의 상호운용성(interoperability)을 제공하기 위하여 표준화되어야 한다. 표준화는 이 IE들을 인식하지 못하는 레거시(legacy) eNB가 수신 시에 이들을 무시해야 하는 형태(응답을 송신하지도 않고 에러 절차를 트리거하지도 않음)로 행해질 수 있다. 동결 작업을 지원하는 eNB는 동결 관련된 IE에 대한 응답의 결여를 부정적인 표시로서, 즉, 동결이 타겟 eNB에서 전혀 가능하지 않았고 이에 대응하여 작동(이미 동결된 흐름들에 대해 NZWA를 송신함으로써 동결을 취소하고 ZWA IE를 송신하지 않음)하는 것처럼 다루어야 한다.

동결 메커니즘의 구현이 LTE에 집중함으로써 논의되었지만, 상기 구현은 I-HSPA 또는 WCDMA/HSPA 시스템들에 대해 유사한 방식으로 실현될 수 있다. HO-트리거된 동결의 경우는 특정한 예로서 여기에서 상세하게 논의되었고; 다른 트리거들(열화된 채널 품질, 단기간 우선순위화 등)로 인한 동결 메커니즘의 동작은 네트워크 노드들 사이의 통신을 전혀 필요로 하지 않고 이들은 이 경우로부터 용이하게 유도될 수 있다.

TCP 송신기가 UE에 있는 경우(즉, TCP 트래픽이 UE의 관점으로부터 업링크임), FA의 동작은 이전에 논의된 것과 정확하게 동일하고, ZWA들 및 NZWA들만이 (도 2에 따라) UE로 송신된다. 업링크 TCP 트래픽을 갖는 UE에 대해 HO가 존재하는 경우, 소스 eNB 내의 FA는 다운링크 TCP 트래픽을 갖는 UE의 경우와 동일한 방식으로 작동한다. UL의 경우를 다소간 더 용이하게 하는 유일한 차이는, 이 패킷들이 여하튼 표준 X2 핸드오버 트래픽 포워딩의 일부로서 타겟 eNB로 포워딩될 것이므로, 소스 eNB는 X2를 통해 추후의 SN 상태 전달 메시지들에서 추가적인 ZWA(들)를 타겟 eNB로 결코 포워딩하지 않을 것이라는 점이다. 최종 ZWA를 SN 상태 전달 메시지(단계 6)에서 타겟 eNB로 송신하는 것은 물론 여전히 편리하다.

제안된 FA 기능부의 성능은 사용자들이 파일 전달 프로토콜(FTP : File Transfer Protocol)로 파일 다운로드들을 실행하는 경우에 시뮬레이션들로 평가되었다. LTE 핸드오버들에 의해 트리거된 동결에 대한 결과들은 네트워크 비대칭의 경우(즉, UE가 다운링크에서는 충분한 커버리지를 가지지만 업링크에서는 그렇지 않을 때)에, 동결이 TCP 성능을 효율적으로 증대시킬 수 있음을 보여준다. 동결 기능부의 성능을 평가하기 위해 이용된 척도는 핸드오버 명령이 송신된 바로 후에 1024 kbyte의 데이터를 다운로드하기 위해 필요한 시간이었다. 상이한 수의 사용자들을 갖는 경우 1 및 경우 2로 표시된 2개의 상이한 트래픽 셋업들이 시뮬레이팅되었고, 각각의 사용자는 시뮬레이션 동안에 하나의 활성 FTP 접속을 가진다. 경우 1 및 경우 2에서는 각각 50 및 20 FTP 사용자들이 있었고, 이들 모두는 동결 메커니즘에 종속되며; FTP 사용자들에 부가적으로, 동결 메커니즘에 종속되지 않은 200 VoIP 및 90 HTTP 사용자들이 있었다. 사용자들은 7개의 eNB들 사이에서(eNB 당 1개의 셀) 균일하게 분포되었고, 랜덤 중간지점 이동성 모델(random waypoint mobility model)에 따라 3 km/h의 속도로 이동하고 있었다. 경우 1 및 경우 2 모두에 있어서, HO 휴지 시간(break time)(즉, UE가 소스 eNB로부터 연결해제되는 것과 타겟 eNB에 연결되는 것 사이의 시간) 동안에 3개의 시간 간격들(30, 60 및 100 ms)이 시뮬레이팅되었다. 도 10은 다수의 타임아웃들에 의해 야기된 긴 아이들 시간들을 제거함으로써 FA 기능부가 1024 kbyte의 데이터를 다운로드하기 위해 필요한 시간을 상당히 감소시킨다는 것을 도시한다. 이득은 경우 1에 있어서 약 50 s이고 경우 2에서 10 s보다 많으며; 시간에 있어서의 그 이득은 사용자의 QoE를 상당히 증가시키고, 만족스럽지 않은 서비스들로 인해 사용자가 또 다른 이동 네트워크 운영자에게로 전환하는 것을 방지하기에 충분할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 중간 네트워크 노드의 예를 예시하는 도면이다.

도 11에 따르면, 본 발명의 실시예에 따라 위에서 설명된 바와 같이, 동결 에이전트로서 간주될 수 있거나 동결 에이전트를 포함하는 중간 네트워크 노드(110)는 트랜시버(transceiver)(111)를 포함한다. 트랜시버는 UE들, 콘텐츠 서버들 또는 다른 기지국들 등과 통신, 즉, 메시지들을 송신 및 수신할 수 있다. 트랜시버(111)는 예를 들어, FTP 서버와 같은 콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 접속의 품질 척도들을 획득하도록 추가로 적응된다. 동결 에이전트(110)는 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족하는지 또는 임박한 시간 기간 내에 미리 결정된 조건을 충족할 것인지를 검출 및/또는 예측하는 검출/예측 유닛(112)을 더 포함한다. 검출/예측 유닛(112)은 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족하지 않을 경우에, 접속, 예를 들어, 콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 TCP 접속을 동결하기 위한 트리거로서 확인응답 메시지를 작성할 수 있는 동결 유닛(113)에 접속된다. 확인응답 메시지는 트랜시버(111)를 통해 콘텐츠 서버로 송신된다. 또한, 검출/예측 유닛(112)은 접속이 동결된 후, 품질 척도가 미리 결정된 조건을 다시 충족하는지를 검출한다. 미리 결정된 조건이 충족된다고 검출되는 경우, 동결 유닛(113)은 접속의 동결해제 모드를 트리거하는 또 다른 확인응답 메시지를 트랜시버(111)를 통해 송신함으로써 TCP 접속이 재개되도록 한다.

동결 에이전트는 타이머(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있고, 타이머가 시간 경과될 때, 동결 유닛은 TCP 접속이 트랜시버(111)를 통해 재개되도록 할 수 있다.

콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 접속은 콘텐츠를 서버로부터 사용자 장비로 다운로드하기 위한 다운링크일 수 있거나 콘텐츠를 사용자 장비로부터 서버로 업로드(upload)하기 위한 업링크일 수 있다는 것에 주목해야 한다. 또한, 예를 들어, 이메일 첨부(email attachment) 등과 같은, 콘텐츠를 사용자 장비로부터 원격 노드로 업로드하기 위한 또 다른 원격 노드와 사용자 장비의 접속이 있을 수 있다.

동결 에이전트의 상기한 예시적인 설명에서는, 본 발명의 원리들을 이해하기 위한 것과 관련된 유닛들만이 기능적인 블록들을 이용하여 설명되었다. 동결 에이전트는 그 각각의 동작에 필요한 유닛들을 더 포함할 수 있다. 그러나, 이 유닛들의 설명은 이 명세서에서 생략되어 있다. 디바이스들의 기능적인 블록들의 배치는 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 기능들은 하나의 블록에 의해 수행될 수 있거나 서브-블록(sub-block)들로 더욱 분할될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따르면, 핸드오버 판정이 시스템에 의해 행해질 때, 또는 올바른 서비스 레벨을 보장하기 위하여 더 낮은 우선순위 사용자들에 비해 더 높은 우선순위 사용자들의 우선순위화가 요구될 때, 무선 인터페이스 커버리지 문제들, 과도적인 무선 인터페이스 또는 전송 혼잡들이 검출되거나 예측될 때마다 TCP 접속들을 동결하는 솔루션이 제공된다. 동결되도록 선택된 TCP 흐름들은 시스템이 안전한 동작의 가능성을 본 후에 재개하도록 허용된다. 이 발명은 사용자 평면 접속들의 상태(라디오 채널 품질, 전송 혼잡, 핸드오버 등), 셀의 전체 부하 또는 임의의 다른 관련된 품질 척도를 따르고, 규칙적인 ACK 메시지들을 이용하여 선택된 TCP 접속들을 동결하는, 라디오 액세스 노드들(eNB, I-HSPA BTS, SAE-GW, RNC)에 위치된 기능부를 도입하며, 다시 말해서, 상기 솔루션은 TCP 소스들을 동결하기 위하여 전용 ICMP 또는 다른 명령들의 이용을 필요로 하지 않는다.

다음의 약어들은 상기 설명에서 이용된다:

하기 약어들은 이 명세서에서 이용된다:

3GPP : 3^rd generation partnership project(3세대 파트너십 프로젝트)

ACK : Acknowledgement(확인응답)

ARQ : Automatic Repeat-reQuest(자동 반복-요청)

BER : Bit Error Rate(비트 에러 레이트)

BLER : Block Error Rate(블록 에러 레이트)

BTS : Base Transceiver Station(송수신 기지국)

E-DPDCH : E-DCH Dedicated Physical Data Control Channel(E-DCH 전용 물리 데이터 제어 채널)

eNB : Evolved NodeB(진화된 노드 B)

EPC : Evolved Packet Core(진화된 패킷 코어)

FA : Freeze Agent(동결 에이전트)

GGSN : Gateway GPRS Support Node(게이트웨이 GPRS 지원 노드)

GW : Gateway(게이트웨이)

HARQ : Hybrid ARQ(하이브리드 ARQ)

HO : Handover(핸드오버)

I-HSPA : Internet - High Speed Packet Access(인터넷-고속 패킷 액세스)

IE : Information Element(정보 엘리먼트)

IMSI : International Mobile Subscriber Identity(국제 이동 가입자 식별자)

LTE : 3GPP Long Term Evolution Radio Network(3GPP 롱텀 에볼루션 라디오 네트워크)

NZWA : Non Zero Window Advertisement(비 제로 윈도우 광고)

QCI : Quality Class Indicator(품질 클래스 표시자)

QoE : Quality of Experience(체험 품질)

QoS : Quality of Service(서비스 품질)

RAB : Radio Access Bearer(라디오 액세스 베어러)

RNC : Radio Network Controller(라디오 네트워크 제어기)

RRC : Radio Resource Control(라디오 자원 제어)

RRM : Radio Resource Management(라디오 자원 관리)

SAE-GW : System Architecture Evolution GW(시스템 아키텍처 에볼루션 GW)

SINR : Signal to Interference and Noise Ratio(신호 대 간섭 및 잡음 비율)

TCP : Transmission Control Protocol(전송 제어 프로토콜)

UE : User Equipment(사용자 장비)

WCDMA : Wideband Code Division Multiple Access(광대역 코드 분할 다중 액세스)

ZWA : Zero Window Advertisement(제로 윈도우 광고)

본 명세서에서 상기 설명된 바와 같은 본 발명의 목적을 위하여,

- (디바이스들, 장치들 및/또는 그 모듈들의 예들로서, 또는 장치들 및/또는 그것을 위한 모듈들을 포함하는 엔티티들의 예들로서) 라디오 액세스 노드 또는 사용자 장비에서 프로세서를 이용하여 실행되고 소프트웨어 코드 부분들로서 구현될 가능성이 있는 방법 단계들은 소프트웨어 코드 독립적이고, 방법 단계들에 의해 정의된 기능부가 보존되는 한 임의의 알려지거나 미래에 개발되는 프로그래밍 언어를 이용하여 특정될 수 있다;

- 일반적으로, 임의의 방법 단계는 구현되는 기능부의 측면에서 실시예들 및 그의 변형의 아이디어를 변경하지 않고 하드웨어에 의해 또는 소프트웨어로서 구현되기에 적합하다;

- 상기 정의된 장치들에서 하드웨어 컴포넌트들로서 또는 그 임의의 모듈(들)(예를 들어, 상기 설명된 바와 같은 실시예들에 따라 장치들의 기능들을 수행하는 디바이스들)로서 구현될 가능성이 있는 방법 단계들 및/또는 디바이스들, 유닛들 또는 수단은 하드웨어 독립적이고, 예를 들어, ASIC(Application Specific IC(Integrate Circuit))) 부품들, FPGA(Field-programmable Gate Arrays) 부품들, CPLD(Complex Programmable Logic Device) 부품들 또는 DSP(Digital Signal Processor) 부품들을 이용하는 MOS(Metal Oxide Semiconductor), CMOS(Complementary MOS), BiMOS(Bipolar MOS), BiCMOS(Bipolar CMOS), ECL(Emitter Coupled Logic), TTL(Transistor-Transistor Logic) 등과 같은, 임의의 알려지거나 미래에 개발되는 하드웨어 기술 또는 이들의 임의의 하이브리드들을 이용하여 구현될 수 있다;

- 디바이스들, 유닛들 또는 수단(예를 들어, 상기 정의된 장치들 및 사용자 장비들, 또는 그 각각의 유닛들/수단 중의 임의의 하나)은 개별적인 디바이스들, 유닛들 또는 수단으로 구현될 수 있지만, 이것은 디바이스, 유닛 또는 수단의 기능부가 보존되는 한, 시스템 전반에 걸쳐 분산된 방식으로 구현되는 것을 배제하지 않는다;

- 장치는 반도체 칩, 칩셋, 또는 이러한 칩 또는 칩셋을 포함하는 (하드웨어) 모듈에 의해 나타낼 수 있다; 그러나, 이것은 장치 또는 모듈의 기능부가 하드웨어로 구현되는 대신에, 프로세서 상에서 실행/동작하기 위한 실행가능한 소프트웨어 코드 부분들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 물건과 같은 (소프트웨어) 모듈에서 소프트웨어로서 구현될 가능성을 배제하지 않는다;

- 디바이스는 하나의 장치로서 간주될 수 있거나, 또는 예를 들어, 동일한 디바이스 하우징에 있지만 서로 기능적으로 협력적이든, 또는 서로 기능적으로 독립적이든, 하나 보다 많은 수의 장치의 어셈블리로서 간주될 수 있다는 것에 주목해야 한다.

일반적으로, 상기 설명된 양상들에 따른 각각의 기능적인 블록들 또는 엘리먼트들은 각각의 부분들의 설명된 기능들을 수행하도록 적응되기만 하면, 임의의 알려진 수단에 의해 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 어느 하나로 구현될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 언급된 방법 단계들은 개별적인 기능 블록들에서 또는 개별적인 디바이스들에 의해 실현될 수 있거나, 방법 단계들 중 하나 또는 그보다 많은 방법 단계들은 단일의 기능적인 블록에서 또는 단일의 디바이스에 의해 실현될 수 있다.

일반적으로, 임의의 방법 단계는 본 발명의 아이디어를 변경하지 않으면서 소프트웨어로서 또는 하드웨어에 의해 구현되기에 적당하다. 디바이스들 및 수단은 개별적인 디바이스들로서 구현될 수 있지만, 이것은 디바이스의 기능부가 보존되는 한, 이들이 시스템 전반에 걸쳐 분산된 방식으로 구현되는 것을 배제하지 않는다. 이러한 그리고 유사한 원리들은 당업자에게 알려진 것으로 간주되어야 한다.

본 설명의 의미에서의 소프트웨어는 각각의 데이터 구조 또는 코드 수단/부분들을 그 상에 저장하거나 그 처리 동안에 잠재적으로 신호 또는 칩을 내장한 컴퓨터-판독가능(저장) 매체와 같은 실재적인 매체 상에 저장된 소프트웨어(또는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 물건)뿐만 아니라, 코드 수단 또는 부분들을 포함하는 것과 같은 소프트웨어 코드 또는 각각의 기능들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 물건을 포함한다.

상기 설명된 실시예들 및 일반적이고 특정한 예들은 예시적인 목적들을 위해서만 제공되며 본 발명이 그것으로 한정되도록 절대로 의도된 것이 아니라는 것에 주목해야 한다. 오히려, 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 변형들 및 수정들이 커버(cover)되는 의도가 있다.

Claims (21)

1. 중간 네트워크 노드에서, 콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 접속의 품질 척도(measure)를 획득하는 단계;
   상기 중간 네트워크 노드에서, 상기 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하는 단계;
   상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하지 않는 경우, 상기 중간 네트워크 노드에 의해, 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속의 동결 모드(freeze mode)를 트리거하는 확인응답 메시지를 송신하는 단계
   를 포함하는,
   방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 서버로부터 상기 사용자 장비로 다운로드하기 위한 다운링크이고, 그리고 상기 확인응답 메시지는 상기 콘텐츠 서버로 송신되는,
   방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 사용자 장비로부터 상기 서버로 업로드하기 위한 업링크이고, 그리고 상기 확인응답 메시지는 상기 사용자 장비로 송신되는,
   방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 검출하는 단계는, 상기 중간 네트워크 노드에서, 상기 획득된 품질 척도에 기반으로 하여 임박한 미리 결정된 시간 기간 내에 상기 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족할 것인지를 예측하는 단계를 포함하는,
   방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 중간 네트워크 노드에서, 상기 접속이 동결된 후, 상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하는 단계; 및
   상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는 경우, 상기 접속의 동결해제(defreeze) 모드를 트리거하는 또 다른 확인응답 메시지를 상기 콘텐츠 서버 또는 상기 사용자 장비로 송신하는 단계
   를 더 포함하는,
   방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   미리 결정된 시간 기간의 경과 후에 상기 접속의 동결해제 모드를 트리거하는 또 다른 확인응답 메시지를 상기 콘텐츠 서버 또는 상기 사용자 장비로 송신하는 단계를 더 포함하는,
   방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 품질 척도는 라디오 채널 품질, 셀의 전체적인 부하, 무선 인터페이스 커버리지, 과도적인 무선 인터페이스 또는 전송 혼잡들, 또는 더 높은 우선순위의 사용자들의 핸드오버 판정 또는 우선순위화와 관련되는,
   방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접속은 전송 제어 프로토콜(TCP) 접속인,
   방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 중간 네트워크 노드는 라디오 액세스 노드인,
   방법.
10. 콘텐츠 서버 및 사용자 장비 사이의 접속의 품질 척도를 획득하도록 구성된 획득 유닛;
    상기 품질 척도가 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하도록 구성된 검출 유닛;
    상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하지 않는 경우, 상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속의 동결 모드를 트리거하기 위한 확인응답 메시지를 작성하도록 구성된 동결 유닛; 및
    상기 확인응답 메시지를 포워드하도록 구성된 트랜시버
    를 포함하는,
    장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 서버로부터 상기 사용자 장비로 다운로드하기 위한 다운링크이고, 그리고 상기 확인응답 메시지는 상기 콘텐츠 서버로 포워딩되는,
    장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 콘텐츠 서버 및 상기 사용자 장비 사이의 상기 접속은 콘텐츠를 상기 사용자 장비로부터 상기 서버로 업로드하기 위한 업링크이고, 그리고 상기 확인응답 메시지는 상기 사용자 장비로 포워딩되는,
    장치.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 유닛은 상기 획득된 품질 척도에 기반으로 하여, 상기 품질 척도가 임박한 미리 결정된 시간 기간 내에 미리 결정된 조건을 충족할 것인지를 예측하도록 더 구성되는,
    장치.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 유닛은 상기 접속이 동결된 후, 상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는지를 검출하도록 더 구성되고,
    상기 품질 척도가 상기 미리 결정된 조건을 충족하는 경우, 상기 동결 유닛은 상기 접속의 동결해제 모드를 트리거하기 위한 또 다른 확인응답 메시지를 작성하도록 구성되는,
    장치.
15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동결 유닛은 미리 결정된 시간 기간의 경과 후에, 상기 접속의 동결해제 모드를 트리거하기 위한 또 다른 확인응답 메시지를 작성하도록 더 구성되는,
    장치.
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 품질 척도는 라디오 채널 품질, 셀의 전체적인 부하, 무선 인터페이스 커버리지, 과도적인 무선 인터페이스 또는 전송 혼잡들, 또는 더 높은 우선순위의 사용자들의 핸드오버 판정 또는 우선순위화와 관련되는,
    장치.
17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속은 전송 제어 프로토콜(TCP) 접속인,
    장치.
18. 처리 디바이스를 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건으로서,
    상기 프로그램이 상기 처리 디바이스 상에서 동작할 때, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 단계들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드 부분들을 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 물건은 상기 소프트웨어 코드 부분들이 저장되는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로그램은 상기 처리 디바이스의 내부 메모리로 직접 로드가능한,
    컴퓨터 프로그램 물건.
21. 제 18 항 또는 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 디바이스는 라디오 액세스 노드인,
    컴퓨터 프로그램 물건.

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