KR101665864B1 - 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템 - Google Patents

협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템이 제시된다. 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법은 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장하는 단계; 및 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신하는 단계를 포함한다.

Description

협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템{Method and System for Network Performance Improvement with Cooperative Caching Helper based on Offloading}
아래의 실시예들은 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 사전 저장을 통한 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근 와이드 스크린(Wide Screen) 스마트폰 또는 태블릿 PC와 같은 모바일 무선 통신 기기의 발달과 더불어 다양한 모바일 서비스가 가능해지고, 언제 어디서나 손쉽게 동영상 및 비디오 파일들을 재생할 수 있음에 따라 무선 데이터 트래픽이 폭발적으로 증가하였다.
앞으로의 데이터 트래픽 수요는 기하급수적으로 증가할 전망이고, 2020년에는 전체 모바일 데이터 트래픽의 70% 이상을 모바일 동영상들이 차지할 것으로 전망되고 있다. 따라서, 급증하는 모바일 데이터 트래픽을 감소시키는 방법 또는 한정된 주파수 자원 내에서 데이터 트래픽을 분산적으로 처리하는 방법에 대한 기술 발명이 매우 중요하다.
현재까지의 주요 데이터 트래픽 처리 방법은 주로 매크로 기지국이 사용자들에게 독립적인 자원 할당을 통해 처리하는데, 이는 앞으로의 폭발적인 트래픽 수요를 처리하기에 한계가 있다.
최근 스몰셀과 같은 소형 기지국의 추가 설치를 통해 트래픽 분산 처리 방법이 개발되었는데, 이는 매크로 기지국 및 서버에 광케이블과 같은 백홀 링크가 추가적으로 설치되어야 하므로, 설치 비용 측면에서 부담이 크며, 설치가 쉽지 않다. 뿐만 아니라 사용자가 파일을 요구했을 때 스몰셀은 매우 작은 용량의 백홀을 통해 서버로부터 다운로드 받아 무선으로 전송해야 하므로 시간지연이 크게 발생할 수 있다.
이외에도 사용자가 매크로 기지국뿐만 아니라 스몰셀과 시그널링을 주고 받아야 하므로, 이는 고스란히 하나의 데이터 트래픽으로써 트래픽을 증가시키는 역할을 한다.
최근 시스코의 데이터 트래픽 분석에 따르면, 유튜브 등과 같이 길이가 짧은 비디오 컨텐츠들이 현재의 데이터 트래픽의 대다수를 차지하고 있다고 한다. 흥미롭게도 이러한 비디오 컨텐츠들 중의 일부는 높은 인기도를 가지고 있으며, 다수의 사람들에 의해 반복적으로 시청된다. 이에 따라 저장장치 등을 이용한 데이터 트래픽 분산 처리가 요구된다.
한국공개특허 10-2013-0113432호는 이러한 중계기 지원 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 중계기를 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 기술을 기재하고 있다.
실시예들은 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 사전 저장을 통한 데이터 트래픽 분산 처리가 가능한 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템에 관한 것이다.
실시예들은 파일의 인기도를 기반으로 데이터 트래픽이 상대적으로 적은 시점에 미리 데이터를 저장하여 데이터 트래픽 수요를 분산적으로 처리함으로써, 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법은, 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장하는 단계; 및 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 상기 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 협력 전송 구역은 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 상기 사용자 기준으로 미리 정해진 반지름의 원 형태를 가질 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장하는 단계는 복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산하는 단계; 상기 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 상기 기지국으로 위치 정보를 전송하는 단계; 중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 단계; 및 상기 기지국으로 저장한 상기 파일의 정보를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최적 확률 값은 상기 중앙 통제 센터에서 평균 기지국 밀도(단위 면적당 기지국 수), 전체 평균 캐싱 헬퍼 밀도(단위 면적당 캐싱 헬퍼 수), 및 전체 평균 사용자 밀도(단위 면적당 사용자 수) 중 적어도 하나 이상을 계산하여 결정될 수 있다.
상기 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 단계는 데이터 트래픽이 상대적으로 적은 시간에 전체 상기 파일들을 도청(overhearing)하여 하나의 상기 파일을 선택하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 캐싱 헬퍼에 파일을 저장하는 방법은, 복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산하는 단계; 상기 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 상기 기지국으로 위치 정보를 전송하는 단계; 중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 단계; 및 상기 기지국으로 저장한 상기 파일의 정보를 송신하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면 사용자의 파일 수신 방법은, 복수의 기지국들로부터 전송되는 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 평균 수신 파워를 비교하고, 상기 평균 수신 파워가 가장 큰 기지국에 위치 정보를 송신하는 단계; 상기 기지국에 파일을 요청하는 단계; 및 협력 전송 구역 내에 상기 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼로부터 상기 파일을 수신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 파일을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 협력 전송 구역은 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 사용자를 기준으로 미리 정해진 반지름 크기의 원형으로 이루어질 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼는 상기 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 미리 저장하여, 상기 사용자로부터의 파일 요청 시 상기 파일을 송신할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템은, 모든 파일들을 가지고 있는 서버와 네트워크로 연결된 기지국; 및 상기 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 미리 저장하여, 사용자로부터의 파일 요청 시 상기 파일을 송신하는 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼를 포함한다.
여기서, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼는 상기 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신할 수 있다.
상기 기지국은 상기 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신할 수 있다.
상기 협력 전송 구역은 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 상기 사용자를 기준으로 미리 정해진 반지름 크기의 원형으로 이루어질 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼는 복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산하는 수신 파워 계산부; 상기 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 상기 기지국으로 위치 정보를 전송하는 위치 전송부; 중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 파일 저장부; 및 상기 기지국으로 저장한 상기 파일의 정보를 송신하는 파일 송신부를 포함할 수 있다.
상기 최적 확률 값은 상기 중앙 통제 센터에서 평균 기지국 밀도(단위 면적당 기지국 수), 전체 평균 캐싱 헬퍼 밀도(단위 면적당 캐싱 헬퍼 수), 및 전체 평균 사용자 밀도(단위 면적당 사용자 수) 중 적어도 하나 이상을 계산하여 결정될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능을 향상을 위한 사용자 단말은, 복수의 기지국들로부터 전송되는 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 평균 수신 파워를 비교하고, 상기 평균 수신 파워가 가장 큰 기지국에 사용자의 위치 정보를 송신하는 위치 정보 송신부; 상기 기지국에 파일을 요청하는 파일 요청부; 및 협력 전송 구역 내에 상기 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼로부터 상기 파일을 수신하고, 상기 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 파일을 수신하는 파일 수신부를 포함한다.
실시예들에 따르면 파일의 인기도를 기반으로 데이터 트래픽이 상대적으로 적은 시점에 미리 데이터를 저장하여 데이터 트래픽 수요를 분산적으로 처리함으로써, 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 캐싱 헬퍼는 릴레이와 같은 작은 통신 장비에 데이터 저장 장치를 장착한 것으로써, 스몰셀에 비해 상대적으로 가격이 저렴하고 설치에 용이하며, 협력 전송이 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 매크로 기지국과 캐싱 헬퍼의 특징을 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 캐싱 헬퍼에 파일을 저장하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼를 이용한 최적의 데이터 캐싱 확률 성능을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 매크로 기지국과 캐싱 헬퍼의 특징을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 매크로 기지국과 캐싱 헬퍼의 두 개의 계층이 공존하는 이종 네트워크에서 다운링크(downlink) 통신 환경을 고려할 수 있다.
매크로(macro) 기지국들은 서버(모든 파일을 가지고 있음)에 용량이 매우 큰 백홀 링크로 연결되어 있다.
반면, 캐싱 헬퍼는 릴레이 장비와 같은 통신기기에 데이터 메모리가 장착된 것으로, 백홀로 따로 연결되어 있지 않다. 캐싱 헬퍼는 스몰셀 기지국과 달리 백홀을 따로 두지 않으며, 최근의 스토리지 장비의 발달로 인해 장착하고 있는 스토리지 장비의 가격이 매우 저렴하므로, 설치 비용에 있어서 스몰셀에 비해 상대적으로 저렴하다. 하지만 캐싱 헬퍼는 스몰셀과 달리 백홀을 따로 가지고 있지 않음에 따라, 기지국과 같은 기능은 하지 못한다.
이러한 매크로 기지국과 캐싱 헬퍼는 서로 다른 대역폭을 사용하며, 기지국의 위치는 PPP(Poisson Point Process)로 모델링될 수 있다. PPP를 통한 기지국 모델링은 흔히 사용되는 방법 중 하나이며, 이는 PPP가 네트워크의 기지국들의 랜덤성을 잘 반영하기 때문이다.
네트워크의 전체 파일 수는 N이며, 각 파일의 인덱스는 1, 2,..., N으로 표현할 수 있다. 각 파일의 파일 인기도(Zipf 분포)는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00001
여기서,
Figure 112015034918397-pat00002
, 지수승
Figure 112015034918397-pat00003
는 파일 인기도 분포의 치우침을 반영할 수 있다. 파일 인기도는 낮은 파일 인덱스를 가질수록, 더 높은 인기도를 가지는 것을 가정할 수 있다. (즉,
Figure 112015034918397-pat00004
이면,
Figure 112015034918397-pat00005
임.)
각 캐싱 헬퍼는 저장장치를 가지고 있으며, 전체 N개의 파일 중 하나의 파일을 확률적으로 저장할 수 있다. 파일 j를 저장할 확률은
Figure 112015034918397-pat00006
로 표현되고,
Figure 112015034918397-pat00007
로 나타낼 수 있다.
사용자는 기지국과 마찬가지로
Figure 112015034918397-pat00008
(units/
Figure 112015034918397-pat00009
)의 밀도의 PPP로 모델링되며, 각 사용자는 파일 인기도에 따라 하나의 파일을 요구할 수 있다. 따라서, 사용자가 파일
Figure 112015034918397-pat00010
를 요구할 확률은
Figure 112015034918397-pat00011
로 표현될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템은 기지국(210) 및 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼(220)를 포함한다. 여기서 기지국(210), 캐싱 헬퍼(220) 및 사용자들은 임의로 위치해 있으며, 기지국(또는 매크로 기지국)(210)은 네트워크의 모든 파일을 가지고 있는 서버에 백홀로 연결되어 있다.
기지국(210)은 모든 파일들을 가지고 있는 서버와 네트워크로 연결될 수 있으며, 일 예로 매크로 기지국 등이 될 수 있다.
이러한 매크로 기지국들(210)은 사용자들의 위치정보를 가지고 있으며, 각 사용자들 주변의 협력 전송 구역 내에 사용자가 요구하는 파일을 가진 캐싱 헬퍼들(220)이 있으면, 매크로 기지국(210) 대신에 주변의 캐싱 헬퍼들(220)이 가지고 있는 파일을 협력 전송할 수 있다.
반대로, 사용자들 주변의 협력 전송 구역 내에 요구하는 파일을 가진 캐싱 헬퍼(220)가 없으면, 매크로 기지국(210)이 해당 파일을 전송할 수 있다. 캐싱 헬퍼들(220)이 협력 전송을 하는 협력 전송 구역은 사용자 기준으로 반지름
Figure 112015034918397-pat00012
의 원 형태를 가질 수 있다.
적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼(220)는 기지국(210)으로부터 적어도 하나의 파일을 미리 저장하여, 사용자로부터의 파일 요청 시 파일을 송신할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼(220)는 사용자로부터의 기지국(210)에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼(220)가 있는 경우에 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼(220)에서 사용자에게 파일을 송신할 수 있다.
이러한 캐싱 헬퍼는 수신 파워 계산부, 위치 전송부, 파일 저장부, 및 파일 송신부를 포함하여 이루어질 수 있다.
수신 파워 계산부는 복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산할 수 있다.
위치 전송부는 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 기지국으로 위치 정보를 전송할 수 있다.
파일 저장부는 중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 기지국으로부터 수신하고, 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장할 수 있다.
여기서, 최적 확률 값은 중앙 통제 센터에서 평균 기지국 밀도(단위 면적당 기지국 수), 전체 평균 캐싱 헬퍼 밀도(단위 면적당 캐싱 헬퍼 수), 및 전체 평균 사용자 밀도(단위 면적당 사용자 수) 중 적어도 하나 이상을 계산하여 결정될 수 있다.
파일 송신부는 기지국으로 저장한 파일의 정보를 송신할 수 있다.
이하, 일 실시 형태에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법을 하나의 실시 예를 통해 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법은, 단계(310)에서, 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장할 수 있다.
단계(320)에서, 사용자로부터의 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 사용자에게 파일을 송신할 수 있다.
단계(330)에서, 사용자로부터의 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 기지국에서 사용자에게 파일을 송신할 수 있다. 여기서, 협력 전송 구역은 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 사용자 기준으로 미리 정해진 반지름의 원 형태를 가질 수 있다.
그리고, 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장하는 단계는 복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산하는 단계; 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 기지국으로 위치 정보를 전송하는 단계; 중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 기지국으로부터 수신하는 단계; 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 단계; 및 기지국으로 저장한 파일의 정보를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
각 캐싱 헬퍼는 데이터 트래픽이 상대적으로 적은 시간(예를 들어, 새벽 시간 등)에 전체 N개의 파일을 도청(overhearing)하다가, 이 중 하나의 파일을 확률적으로 저장해 둘 수 있다. 이 때, 임의의 파일 j를 캐싱할 확률을
Figure 112015034918397-pat00013
로 표기할 수 있다.
캐싱 헬퍼의 파일 캐싱 확률{
Figure 112015034918397-pat00014
}을 컨트롤 함에 따라, 사용자 주변 협력 전송 구역 내에서 해당 파일을 가지고 협력 전송 가능한 캐싱 헬퍼의 숫자를 조절하고(협력 전송의 정도), 캐싱 헬퍼가 서비스 할 수 있는 파일의 다양도 및 오프로딩(Offloading) 되는 사용자 수를 컨트롤 할 수 있다.
예를 들어 협력 전송 구역 내에 10개의 캐싱 헬퍼들이 있고 모두 파일 j를 캐싱하고 있다고 가정한다면, 사용자가 파일 j를 요구했을 때 10개의 캐싱 헬퍼로부터 동시에 해당 파일을 전송 받을 수 있다.
반면, 협력 전송 구역 내 10개의 캐싱 헬퍼들이 각각 서로 다른 파일을 하나씩 가지고 있다면, 파일을 요구 했을 때 협력 전송을 받을 수 없지만, 다양한 파일 종류에 대해서 기지국이 아닌 캐싱 헬퍼로부터 파일을 전송 받을 수 있다. 뿐만 아니라, 파일 캐싱 확률{
Figure 112015034918397-pat00015
}은 각 파일에 대한 사용자들의 캐싱 헬퍼로의 오프로딩 효과를 결정할 수 있다.
따라서 네트워크 기하학(geometry)을 바탕으로, 파일 다양도와 협력 전송 이득, 사용자 오프로딩을 동시 정도를 동시에 고려해서 파일을 캐시할 확률{
Figure 112015034918397-pat00016
}을 최적화 하여야 한다.
도 4는 일 실시예에 따른 캐싱 헬퍼에 파일을 저장하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장하기 위해서, 단계(410)에서, 캐싱 헬퍼는 복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산할 수 있다.
즉, 각 매크로 기지국들은 파일럿 시퀀스(sequence)를 방송(broadcast) 하고, 각 캐싱 헬퍼들은 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 바탕으로 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산할 수 있다.
단계(420)에서, 캐싱 헬퍼는 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 기지국으로 위치 정보를 전송할 수 있다. 즉, 각 캐싱 헬퍼들은 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 기지국으로 본인의 위치 정보를 전송할 수 있다. 이를 통해, 각 기지국들은 본인의 커버리지 영역 안에 위치한 각 캐싱 헬퍼들의 위치 정보를 획득하게 된다.
단계(430)에서, 중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 기지국으로부터 캐싱 헬퍼로 수신할 수 있다.
각 기지국들은 수집된 캐싱 헬퍼의 위치 정보를 바탕으로 기지국 커버리지 내의 캐싱 헬퍼 숫자를 중앙통제 센터(control unit)로 보내고, 중앙통제 센터는 평균 기지국 밀도(단위 면적당 기지국 수), 전체 평균 캐싱 헬퍼 밀도(단위 면적당 캐싱 헬퍼 수), 및 전체 평균 사용자 밀도 (단위 면적당 사용자 수)를 계산하고, 이를 바탕으로 최적 확률 값{
Figure 112015034918397-pat00017
}을 결정할 수 있다. 이는 아래에서 더 구체적으로 설명하기로 한다.
중앙 통제 센터는 계산된 최적 확률 값{
Figure 112015034918397-pat00018
}을 각 기지국으로 보내고, 각 기지국은 최적 확률 값{
Figure 112015034918397-pat00019
}을 모든 캐싱 헬퍼로 방송(broadcasting) 할 수 있다.
단계(440)에서, 캐싱 헬퍼는 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장할 수 있다.
단계(450)에서, 캐싱 헬퍼는 기지국으로 저장한 파일의 정보를 송신할 수 있다.
즉, 각 캐싱 헬퍼들은 방송(broadcasting)된 최적 확률 값{
Figure 112015034918397-pat00020
}을 듣고, 트래픽이 적은 새벽 무렵 각 파일들 중에 임의로 하나의 파일을 최적 확률 값{
Figure 112015034918397-pat00021
}에 따라 저장하고, 저장한 파일 정보를 해당 기지국으로 보낼 수 있다.
이와 같은 실시예에 따르면 파일의 인기도를 기반으로 데이터 트래픽이 상대적으로 적은 시점에 미리 데이터를 저장함으로써, 데이터 트래픽 수요를 분산적으로 처리할 수 있다.
아래에서는 다른 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상을 위한 사용자의 파일 수신 방법을 설명한다.
여기서, 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능을 향상을 위한 사용자의 파일 수신 방법은 사용자 단말을 예를 들어 구체적으로 설명할 수 있다. 이러한 사용자 단말은 복수의 기지국들로부터 전송되는 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 평균 수신 파워를 비교하고, 평균 수신 파워가 가장 큰 기지국에 사용자의 위치 정보를 송신하는 위치 정보 송신부; 기지국에 파일을 요청하는 파일 요청부; 및 협력 전송 구역 내에 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼로부터 파일을 수신하고, 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 기지국으로부터 파일을 수신하는 파일 수신부를 포함할 수 있다.
협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상을 위한 사용자의 파일 수신 방법에서, 사용자는 복수의 기지국들로부터 전송되는 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 평균 수신 파워를 비교하고, 위치 정보 송신부에서 평균 수신 파워가 가장 큰 기지국에 위치 정보를 송신하는 할 수 있다. 이 때, 사용자는 사용자가 사용하는 모바일 기기, 스마트폰, 단말기, 태블릿 PC, PC 등의 사용자 단말 등이 될 수 있다.
다시 말하면, 각 사용자들은 각 기지국으로부터 전송되는 파일럿 신호를 통해, 롱텀 평균 수신 파워를 비교하고, 수신 파워가 가장 큰 매크로 기지국과 시그널링을 주고 받을 수 있다. 이를 통해, 기지국은 사용자의 위치를 트랙킹 할 수 있다.
이후, 사용자의 파일 요청부는 필요로 하는 파일을 시그널링 하고 있던 매크로 기지국에 요청할 수 있다.
협력 전송 구역 내에 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 파일 수신부는 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼로부터 파일을 수신하는 할 수 있다. 즉, 해당 매크로 기지국은 기존에 가지고 있던 캐싱 헬퍼의 위치정보 및 파일 저장 정보를 기반으로, 임의의 사용자 주변 반지름
Figure 112015034918397-pat00022
의 원 안(협력 전송 구역)에 해당 파일을 가지고 있는 캐싱 헬퍼들을 찾고, 해당 캐싱 헬퍼들에게 파일 전송 지시 신호를 전송할 수 있다.
전송 지시 신호를 받은 캐싱 헬퍼는 저장하고 있던 파일의 전송을 시작할 수 있다.
반면, 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 파일 수신부는 기지국으로부터 파일을 수신할 수 있다. 협력 전송 구역은 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 사용자를 기준으로 미리 정해진 반지름 크기의 원형으로 이루어질 수 있다.
계속해서 데이터를 캐싱하는 최적 확률 값을 계산하는 방법을 예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.
원점에 위치한 임의의 사용자가 협력 전송 구역 내에 위치한 파일 i를 가진 캐싱 헬퍼로부터 서비스 받을 때의 수신신호는 다음 식과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00023
신호 대비 간섭(SIR)은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00024
여기서,
Figure 112015034918397-pat00025
는 파일 i를 가지고 있는 캐싱 헬퍼의 위치의 집합이고,
Figure 112015034918397-pat00026
는 모든 캐싱 헬퍼의 위치의 집합을 의미할 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00027
는 위치 x의 캐싱 헬퍼와 원점에 위치한 임의의 사용자 사이의 채널을 의미하고, 레일레이 페이딩(Rayleigh Fading)을 따르도록 할 수 있다. |x|는 임의의 사용자로부터 위치 x까지의 거리를 의미할 수 있다.
원점에 위치한 임의의 사용자가 x지점에 위치한 기지국으로부터 서비스 받을 때의 수신신호는 다음 식과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00028
신호 대비 간섭(SIR)은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00029
임의의 사용자가 캐싱 헬퍼로 접속해서 파일 전송을 성공적으로 받을 확률은 다음 식과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00030
여기서,
Figure 112015034918397-pat00031
는 파일 i를 가진 캐싱 헬퍼당 평균 사용자 수를 나타낼 수 있다.
캐싱 헬퍼가 주변에 없어서 캐싱 헬퍼를 사용하지 못하는 임의의 사용자가 매크로 기지국으로 접속하여 파일 전송을 성공적으로 받을 확률은 다음 식과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00032
여기서,
Figure 112015034918397-pat00033
는 기지국당 평균 사용자 수를 나타낼 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00034
는 수학적으로 다음 식과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00035
여기서,
Figure 112015034918397-pat00036
이고,
Figure 112015034918397-pat00037
일 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00038
는 수학적으로 다음 식과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00039
여기서,
Figure 112015034918397-pat00040
이고,
Figure 112015034918397-pat00041
일 수 있다.
따라서 협력 전송, 파일 다양성, 및 오프로딩 효과를 동시에 고려하여 사용자의 성능을 최대화시키는 최적 확률 값{
Figure 112015034918397-pat00042
}은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015034918397-pat00043
도 5는 일 실시예에 따른 협력 캐싱 헬퍼를 이용한 최적의 데이터 캐싱 확률 성능을 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 캐싱 헬퍼 없이 매크로 기지국이 전체 대역폭을 다 사용하여 사용자를 서비스하는 방법과 일 실시예에 따른 캐싱 헬퍼가 최적의 데이터 캐싱 확률과 함께 추가로 설치되었을 때의 성능을 비교할 수 있다.
예를 들어 전체 파일 수가 4개이고, 캐싱 헬퍼가 2개의 인기도가 높은 파일에 대해서, 최적 확률 값을 찾는 환경을 설명할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 캐싱 헬퍼가 최적의 데이터 캐싱 확률과 함께 추가로 설치되었을 경우에 트래픽 분산처리를 통해 보다 높은 성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
실시예들을 따르면 파일의 인기도를 기반으로 데이터 트래픽이 상대적으로 적은 시점에 미리 데이터를 저장함으로써, 향후 폭발적인 데이터 트래픽 수요를 분산적으로 처리할 수 있다.
또한, 저장장치 및 소형 통신 장비를 사용하기 때문에, 백홀의 추가 설치 없이 좀더 자유로운 설계가 가능하며, 저렴한 비용으로 높은 성능 이득을 얻을 수 있다. 그리고 소형기지국과 달리 사용자들이 기지국과 시그널링만 주고 받음으로써, 추가적인 트래픽 발생이 없어 보다 효율적이다.
그러므로 실시예들은 향후 데이터 트래픽 분산적 처리를 가능하게 하여 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법에 있어서,
    적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장하는 단계; 및
    사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 저장하는 단계는,
    복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산하는 단계;
    상기 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 상기 기지국으로 위치 정보를 전송하는 단계;
    중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 단계; 및
    상기 기지국으로 저장한 상기 파일의 정보를 송신하는 단계
    를 포함하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 상기 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신하는 단계
    를 더 포함하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 협력 전송 구역은
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 상기 사용자 기준으로 미리 정해진 반지름의 원 형태를 가지는 것
    을 특징으로 하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최적 확률 값은
    상기 중앙 통제 센터에서 평균 기지국 밀도(단위 면적당 기지국 수), 전체 평균 캐싱 헬퍼 밀도(단위 면적당 캐싱 헬퍼 수), 및 전체 평균 사용자 밀도(단위 면적당 사용자 수) 중 적어도 하나 이상을 계산하여 결정된 것
    을 특징으로 하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법.
  6. 캐싱 헬퍼의 파일 저장 방법에 있어서,
    복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산하는 단계;
    상기 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 상기 기지국으로 위치 정보를 전송하는 단계;
    중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 단계; 및
    상기 기지국으로 저장한 상기 파일의 정보를 송신하는 단계
    를 포함하는 캐싱 헬퍼의 파일 저장 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최적 확률 값은
    상기 중앙 통제 센터에서 평균 기지국 밀도(단위 면적당 기지국 수), 전체 평균 캐싱 헬퍼 밀도(단위 면적당 캐싱 헬퍼 수), 및 전체 평균 사용자 밀도(단위 면적당 사용자 수) 중 적어도 하나 이상을 계산하여 결정된 것
    을 특징으로 하는 캐싱 헬퍼의 파일 저장 방법.
  8. 사용자의 파일 수신 방법에 있어서,
    복수의 기지국들로부터 전송되는 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 평균 수신 파워를 비교하고, 상기 평균 수신 파워가 가장 큰 기지국에 위치 정보를 송신하는 단계;
    상기 기지국에 파일을 요청하는 단계; 및
    협력 전송 구역 내에 상기 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼로부터 상기 파일을 수신하는 단계
    를 포함하는 사용자의 파일 수신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 파일을 수신하는 단계
    를 더 포함하는 사용자의 파일 수신 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 협력 전송 구역은
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 사용자를 기준으로 미리 정해진 반지름 크기의 원형으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 사용자의 파일 수신 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼는
    상기 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 미리 저장하여, 상기 사용자로부터의 파일 요청 시 상기 파일을 송신하는 것
    을 특징으로 하는 사용자의 파일 수신 방법.
  12. 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템에 있어서,
    모든 파일들을 가지고 있는 서버와 네트워크로 연결된 기지국; 및
    상기 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 미리 저장하여, 사용자로부터의 파일 요청 시 상기 파일을 송신하는 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼는
    복수의 기지국들로부터 수신된 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 각 기지국으로부터의 평균 수신 파워 크기를 계산하는 수신 파워 계산부;
    상기 평균 수신 파워 크기가 가장 큰 상기 기지국으로 위치 정보를 전송하는 위치 전송부;
    중앙 통제 센터에서 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 고려하여 파일을 캐시하는 확률을 계산한 최적 확률 값을 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 최적 확률 값에 따라 파일들 중 하나의 파일을 저장하는 파일 저장부; 및
    상기 기지국으로 저장한 상기 파일의 정보를 송신하는 파일 송신부
    를 포함하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼는
    상기 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신하는 것
    을 특징으로 하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기지국은
    상기 사용자로부터의 상기 기지국에 파일 요청 시, 협력 전송 구역 내 상기 파일을 가진 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국에서 상기 사용자에게 상기 파일을 송신하는 것
    을 특징으로 하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 협력 전송 구역은
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 상기 사용자를 기준으로 미리 정해진 반지름 크기의 원형으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템.
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서,
    상기 최적 확률 값은
    상기 중앙 통제 센터에서 평균 기지국 밀도(단위 면적당 기지국 수), 전체 평균 캐싱 헬퍼 밀도(단위 면적당 캐싱 헬퍼 수), 및 전체 평균 사용자 밀도(단위 면적당 사용자 수) 중 적어도 하나 이상을 계산하여 결정된 것
    을 특징으로 하는 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 시스템.
  18. 사용자 단말에 있어서,
    복수의 기지국들로부터 전송되는 파일럿 시퀀스(sequence)를 통해 평균 수신 파워를 비교하고, 상기 평균 수신 파워가 가장 큰 기지국에 사용자의 위치 정보를 송신하는 위치 정보 송신부;
    상기 기지국에 파일을 요청하는 파일 요청부; 및
    협력 전송 구역 내에 상기 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 있는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼로부터 상기 파일을 수신하고, 상기 협력 전송 구역 내 파일을 가진 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 없는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 파일을 수신하는 파일 수신부
    를 포함하는 사용자 단말.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 협력 전송 구역은
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼가 협력 전송을 하는 상기 사용자를 기준으로 미리 정해진 반지름 크기의 원형으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 사용자 단말.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 캐싱 헬퍼는
    상기 기지국으로부터 적어도 하나의 파일을 미리 저장하여, 상기 사용자로부터의 파일 요청 시 상기 파일을 송신하는 것
    을 특징으로 하는 사용자 단말.
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