KR101812337B1 - 무선 네트워크에서의 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 및 네트워크 서버, 및 네트워크 서버의 제어 방법 - Google Patents

무선 네트워크에서의 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 및 네트워크 서버, 및 네트워크 서버의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

디바이스를 위한 복수의 접속 모드들 - 상기 복수의 접속 모드들 각각은 상기 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로에 포함되는 매개체의 유형을 결정함 - 중 특정 접속 모드를 선택하는 접속 모드 선택 모듈; 및 상기 특정 접속 모드에 따라 상기 디바이스 및 상기 상대 디바이스 사이의 접속 경로가 형성된 경우, 상기 디바이스에 대응하는 에이전트 프로파일을 얻고, 상기 에이전트 프로파일에 의해 정의된 적어도 하나의 기능을 상기 디바이스를 대신하여 수행하는 디바이스 에이전시 모듈을 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치가 제공된다.

Description

무선 네트워크에서의 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 및 네트워크 서버, 및 네트워크 서버의 제어 방법{DEVICE IN WIRELESS NETWORK, DEVICE RESOURCE MANAGEMENT APPARATUS, GATEWAY AND NETWORK SERVER, AND CONTROL METHOD OF THE NETWORK SERVER}
아래의 실시예들은 무선 네트워크에서의 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 네트워크 서버 및 네트워크 서버의 제어 방법에 관한 것이다.
최근, M2M을 비롯한 사물 통신 분야가 활성화되고 있고 2020년에 이르면 70억 인구의 1000배에 달하는 7조 개의 디바이스가 지구상에 존재할 것으로 보고되고 있다. 이에 따라서 수많은 디바이스가 발생하는 트래픽(traffic)과 시그널링 부하(signaling load)는 엄청날 것으로 예상된다.
하지만, 수많은 유형의 가전 제품 및 센서들은 용도 및 제조사 등에 따라 Bluetooth, Zigbee, UWB 및 WiFi 등 서로 다른 무선 인터페이스를 사용한다. 그러므로 이들 인터페이스의 다양성과 복잡성으로 인해 유지, 보수 또한 복잡하게 된다.
또한, 경우에 따라서는 인터페이스의 다양성과 복잡성에 대비하기 위하여 디바이스의 용도에 비해 지나치게 복잡한 소프트웨어(SW) 및 하드웨어(HW) 기능 등이 탑재되거나, 상황에 따라 소프트웨어 및 하드웨어 기능에 대한 변경이 요청될 수도 있다.
더구나, 디바이스는 원거리에 있는 서버와 통신하기 위해서 보편적으로 근거리 통신 계열과 셀룰라 통신 계열간의 결합 통신을 이용하게 되므로 이 두 인터페이스 간의 호환이 요구되고, 이에 따른 오버헤드 부하가 추가로 요구된다.
따라서, 이동성이 자유롭고 다용도로 사용할 수 있는 디바이스 및 이러한 디바이스의 유형에 관계없이 다양한 무선 인터페이스를 제공할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명의 일실시예는 디바이스의 하드웨어 및 소프트웨어의 기능을 최소화하고, 디바이스가 그 위치 및 상황에 따라 통신하고자 하는 상대 서버 혹은 상대 디바이스와의 네트워킹 접속 방법을 최적화할 수 있는 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 네트워크 서버 및 네트워크 서버의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 디바이스가 놓인 전파 환경이나 디바이스의 처리 능력에 따라 디바이스와 상대 디바이스 간 혹은 디바이스와 응용 서버 간의 서로 다른 접속 방법을 제공할 수 있는 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 네트워크 서버 및 네트워크 서버의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 디바이스의 위치 혹은 전파 환경이 동적으로 변하는 경우, 디바이스의 접속 방법을 상황에 맞게 변경할 수 있는 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 네트워크 서버 및 네트워크 서버의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 다양한 유형의 디바이스들에 대한 트래픽 특성을 고려하여 설계된 무선 인터페이스의 기능을 디바이스 용도 및 기타 변경 정보에 따라 재구성할 수 있는 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 네트워크 서버 및 네트워크 서버의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 근거리 통신과 셀룰라 통신 간에 사용하는 무선 인터페이스가 서로 상이한 경우에 이들 무선 인터페이스 간에 인터워킹(inter-working)을 제공할 수 있는 디바이스, 디바이스 자원 관리 장치, 게이트웨이, 네트워크 서버 및 네트워크 서버의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치는 디바이스를 위한 복수의 접속 모드들 - 상기 복수의 접속 모드들 각각은 상기 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로에 포함되는 매개체의 유형을 결정함 - 중 특정 접속 모드를 선택하는 접속 모드 선택 모듈; 및 상기 특정 접속 모드에 따라 상기 디바이스 및 상기 상대 디바이스 사이의 접속 경로가 형성된 경우, 상기 디바이스에 대응하는 에이전트 프로파일을 얻고, 상기 에이전트 프로파일에 의해 정의된 적어도 하나의 기능을 상기 디바이스를 대신하여 수행하는 디바이스 에이전시 모듈을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스는 디바이스를 위한 복수의 접속 모드들 - 상기 복수의 접속 모드들 각각은 상기 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로에 포함되는 매개체의 유형을 결정함 - 중 특정 접속 모드를 이용하여 통신 중인 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기를 측정하는 측정부; 상기 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기 및 상기 디바이스가 현재 접속 중인 상기 매개체로부터 수신하는 신호의 세기를 비교하는 비교부; 및 상기 비교 결과에 기초하여, 디바이스 자원 관리 장치에서 선택된 접속 모드에 따라 상기 디바이스의 기능 요소들의 형상을 재구성하는 재구성부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 게이트웨이는 디바이스의 근거리 통신을 위한 무선 인터페이스와 상기 디바이스의 셀룰라 통신을 위한 무선 인터페이스 간의 적응적 인터워킹(inter-working)을 수행하는 인터워킹 레이어; 및 상기 디바이스로부터의 요청에 따라, 상기 디바이스를 대신하여 수행할 기능에 대응되는 기능 요소들에 대한 매트릭스를 선택하고, 상기 선택된 기능요소들에 대한 매트릭스에 따라 해당 기능을 수행하는 디바이스 에이전시 레이어를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 네트워크 서버는 디바이스의 용도, 상기 디바이스의 능력 또는 상기 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 상기 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보를 수신하는 수신부; 상기 적어도 하나의 변경 정보에 기초하여 상기 디바이스의 기능 요소들의 형상을 실시간으로 재구성하기 위한 스테이트 머신 맵(state machine map)을 구성하는 맵 구성부(composer); 및 상기 스테이트 머신 맵에 따라 상기 디바이스의 기능 요소들을 재구성하는 재구성부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 네트워크 서버의 제어 방법은 디바이스의 용도, 상기 디바이스의 능력 또는 상기 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 상기 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 변경 정보를 반영하는 스테이트 머신의 템플릿(template) 정보를 선택하는 단계; 및 상기 템플릿 정보에 기초하여 상기 디바이스의 기능 요소들을 재구성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 범용 셀룰라 기반(예; 3GPP LTE-Advanced)의 무선 인터페이스를 기능 요소 별로 구조화하고, 해당 디바이스의 용도 및 상황에 따라 하드웨어 및 소프트웨어의 기능 요소들을 선택적으로 구성함으로써 상대 서버 혹은 상대 디바이스와 통신하고자 하는 디바이스에게 상황에 맞는 최적의 네트워킹 접속 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디바이스가 수행하는 근거리 통신과 셀룰라 통신 간의 무선 인터페이스의 이질성을 줄여 호환 프로세싱에 따른 지연(delay)을 줄이고, 셀룰라 통신 시스템이 갖는 우수한 유지 보수 기능을 통하여 디바이스의 유지 관리를 강화하며, 더 나아가 무선 인터페이스를 디바이스 유형에 관계없이 동일하게 적용함으로써 디바이스의 제조 단가를 낮추는 동시에 디바이스에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 게이트웨이의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 네트워크 서버의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스를 포함하는 네트워크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스의 접속 모드가 변경(천이)되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스가 접속 모드를 변경하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스, 상대 디바이스 및 디바이스 자원 관리 장치가 접속 모드를 변경하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스들이 직접 통신 모드를 이용하여 데이터를 전송하기 위한 초기 접속 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 간에 이루어지는 직접 통신 모드를 이용한 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스의 기능 중 일부를 디바이스 에이전트가 대행하도록 위탁하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스가 스테이트 머신에 기초하여 디바이스의 기능 요소들의 형상을 동적으로 재구성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 서버가 디바이스의 기능 요소들을 실시간으로 재구성하기 위하여 재구성한 스테이트 머신 맵(state machine map)을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 서버가 디바이스의 기능 요소들을 재구성하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 자원 관리 장치(100)는 접속 모드 선택 모듈(110) 및 디바이스 에이전시 모듈(130)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 자원 관리 장치(100)는 주파수 대역 선택 모듈(150), 무선 액세스 기술 선택 모듈(170) 및 형상 구성 모듈(190)을 더 포함할 수 있다.
접속 모드 선택 모듈(110)은 디바이스를 위한 복수의 접속 모드들 중 해당 디바이스에 적합한 특정 접속 모드를 선택한다. 디바이스 및 상대 디바이스는 예를 들어, 스마트 폰, 자동차, 가전제품, 로봇 혹은 센서 계열 일체를 포함할 수 있다.
복수의 접속 모드들 각각은 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로에 포함되는 매개체의 유형을 결정한다.
즉, 복수의 접속 모드들은 네트워크 인프라를 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제1 접속 모드, 게이트웨이를 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제2 접속 모드, 매개체를 이용하지 않고(다시 말해, 공기를 매개체로 하여) 상대 디바이스와 직접 접속하는 제3 접속 모드, 및 디바이스에 인접한 인접 디바이스를 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제4 접속 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 복수의 접속 모드들에 대하여는 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
접속 모드 선택 모듈(110)은 상대 디바이스로부터 수신하는 신호의 세기, 디바이스에 대한 간섭 신호의 레벨, 디바이스의 소비 전력 레벨 및 과금 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 파라미터 정보와 파라미터 정보 각각에 대한 가중치를 고려하여 특정 접속 모드를 선택할 수 있다.
또한, 접속 모드 선택 모듈(110)은 디바이스가 상대 디바이스로부터 수신하는 신호의 세기와 접속 모드를 변경하기 위한 미리 설정된 임계치를 비교한 결과에 기초하여 특정 접속 모드를 선택할 수 있다.
접속 모드 선택 모듈(110)이 특정 접속 모드를 선택하는 방법에 대하여는 도 7및 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
접속 모드 선택 모듈(110)은, 디바이스로부터 수신한, 접속 모드 변경을 요청하는 신호에 따라 의해 특정 접속 모드를 선택하거나, 디바이스로부터 수신한 상기 비교 결과에 따라 특정 접속 모드를 선택할 수도 있다.
또한, 접속 모드 선택 모듈(110)은 디바이스의 수신 신호의 세기만을 수신하고, 이를 접속 모드를 변경하기 위한 미리 설정된 임계치와 비교하여 특정 접속 모드를 선택할 수도 있다. 미리 설정된 임계치는 예를 들어, 시스템 운용에 따라 설정된 통계치의 일종인 '접속 모드 변경을 위한 임계치'일 수 있다.
디바이스 에이전시 모듈(130)은 디바이스에 대응하는 에이전트 프로파일(agent profile)을 얻고, 에이전트 프로파일에 의해 정의된 적어도 하나의 기능을 디바이스를 대신하여 수행할 수 있다. 디바이스에 대응하는 에이전트 프로파일은 특정 접속 모드에 따라 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로가 형성된 경우, 디바이스로부터 얻을 수 있다.
디바이스 에이전시 모듈(130)은 네트워크 서버와 통신하여 적어도 하나의 기능을 수행하고, 디바이스에게 수행 결과 및 상대 디바이스를 액세스 하는데 필요한 액세스 정보를 포함하는 메시지를 전송할 수 있다.
네트워크 서버는 공통 플랫폼 서버 또는 클라우드 네트워크/서버일 수 있다.
디바이스 에이전시 모듈(130)이 디바이스의 에이전트 프로파일에 의해 정의된 적어도 하나의 기능(예를 들어, 통신 기능)을 대신하여 수행함으로써 디바이스의 소프트웨어 및 하드웨어 기능의 복잡도를 줄일 수 있다.
주파수 대역 선택 모듈(150)은, 특정 접속 모드에서의 간섭에 기초하여, 통신 중 간섭이 최소화되도록 코그니티브 라디오(Cognitive Radio; CR) 기술을 기반으로 디바이스가 사용하는 주파수 대역을 동적으로 할당 또는 변경할 수 있다.
무선 액세스 기술 선택 모듈(170)은 트래픽(traffic)의 특성에 따라 디바이스에 대한 무선 액세스 기술(Radio Access Technology; RAT)을 결정하고, 결정된 무선 액세스 기술에 대한 정보를 디바이스에게 알려줄 수 있다.
무선 액세스 기술 선택 모듈(170)은 디바이스가 멀티 모드 기능을 가지는 경우, 각 모드 기능에 맞는 최적의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology; RAT)을 결정하여 디바이스에 최적의 무선 액세스 기술에 대한 정보를 알려줄 수 있다.
특히, 디바이스가 멀티 모드 기능을 갖는 경우, 무선 액세스 기술 선택 모듈(170)은 멀티미디어 전송을 위해 각 미디어의 트래픽 특성에 적합한 무선 액세스 기술을 선택하여 다중 모드로 동시에 전송할 수 있다. 또한, 무선 액세스 기술 선택 모듈(170)은 단일 미디어 전송을 위해 여러 무선 액세스 기술에 싱글 미디어 트래픽을 분산하여 전송할 수 있다.
형상 구성 모듈(190)은 디바이스의 용도, 디바이스의 능력 또는 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보에 따라 디바이스의 기능 요소들(소프트웨어, 하드웨어 및 펌 웨어 등)의 형상을 실시간으로 변경할 수 있다. 여기서, 디바이스의 특징으로는 디바이스의 소비 전력, 디바이스의 사이즈 등을 들 수 있다.
이 밖에도 형상 구성 모듈(190)은 디바이스의 플러그 앤 플레이(Plug & Play) 기능과 디바이스의 상황 인지 혹은 용도 변경 등과 같은 변경 정보에 따라 디바이스의 기능 요소들의 형상을 최적화할 수 있다.
형상 구성 모듈(190)은 디바이스의 용도, 소비 전력 및 사이즈에 기초하여 디바이스의 기능 요소들의 복잡도 레벨을 조정하는 레벨 조정부(191)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 디바이스(200)는 측정부(210), 비교부(230) 및 재구성부(250)를 포함한다. 또한, 디바이스(200)는 설정부(270) 및 프로파일 생성부(290)를 더 포함할 수 있다.
측정부(210)는 디바이스를 위한 복수의 접속 모드들 중 특정 접속 모드를 이용하여 통신 중인 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기를 측정한다. 여기서, 복수의 접속 모드들 각각은 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로에 포함되는 매개체의 유형을 결정한다.
복수의 접속 모드들은 네트워크 인프라를 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제1 접속 모드, 게이트웨이를 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제2 접속 모드, 특정 매개체를 이용하지 않고 상대 디바이스와 직접 접속하는 제3 접속 모드, 및 디바이스의 인접 디바이스를 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제4 접속 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 제3 접속 모드는 달리 표현하면, 공기를 매개체로 이용하여 상대 디바이스와 직접 접속한다고 할 수 있다.
복수의 접속 모드들의 특징 및 디바이스의 접속 모드가 변경(천이)되는 것은 도 6 내지 도 8을 참조하여 후술한다.
비교부(230)는 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기 및 디바이스가 특정 접속 모드에 따라 현재 접속 중인 매개체(네트워크 인프라, 게이트웨이, 인접 디바이스) 또는 상대 디바이스로부터 수신하는 신호의 세기를 비교한다.
재구성부(250)는, 비교부(230)에서의 비교 결과에 기초하여, 디바이스 자원 관리 장치에서 선택된 접속 모드에 따라 디바이스의 기능 요소들(소프트웨어 및 하드웨어)의 형상을 재구성한다.
설정부(270)는 상대 디바이스와 상호 접속하는데 필요한 액세스 정보를 이용하여 상대 디바이스와의 트래픽 경로를 설정할 수 있다. 이때, 액세스 정보는 디바이스 자원 관리 장치로부터 수신할 수 있다.
액세스 정보는 상대 디바이스의 식별 번호, 상대 디바이스의 IP 어드레스, 상대 디바이스와의 통신에 이용되는 무선 자원에 대한 정보 및 상대 디바이스에 대한 액세스 타이밍에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
설정부(270)는 디바이스의 용도, 소비 전력 및 사이즈에 기초한 복잡도 레벨에 따라 디바이스의 기능 요소들을 설정할 수 있다.
프로파일 생성부(290)는 디바이스 자원 관리 장치가 디바이스를 대신하여 수행할 적어도 하나의 기능을 포함하는 에이전트 프로파일(agent profile)을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 게이트웨이의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이(300)는 근거리 통신과 셀룰라 통신 간의 효과적인 통신을 지원하기 위한 것으로써 인터워킹 레이어(inter-working layer)(310) 및 디바이스 에이전시 레이어(device agency layer)(330)을 포함한다.
인터워킹 레이어(310)는 디바이스의 근거리 통신을 위한 무선 인터페이스와 디바이스의 셀룰라 통신을 위한 무선 인터페이스 간의 적응적 인터워킹(inter-working)을 수행한다.
디바이스 에이전시 레이어(330)는, 디바이스로부터의 요청에 따라, 디바이스를 대신하여 수행할 기능에 대응되는 기능 요소들에 대한 매트릭스를 선택하고, 선택된 기능 요소들에 대한 매트릭스에 따라 해당 기능을 수행한다. 또한 디바이스 에이전시 레이어(330)는 선택된 기능요소들에 대한 매트릭스에 따라 해당 기능을 수행한 결과를 디바이스에게 알려줄 수 있다.
디바이스 에이전시 레이어(330)는 디바이스의 변경 정보에 따라 디바이스가 필요로 하는 기능 요소들이 표시된 매트릭스를 더 포함할 수 있다. 여기서, 기능 요소들이 표시된 매트릭스는 예를 들어, 스테이트 머신 맵(state machine map)에 기록된 내용이 매트릭스 형태로 변형된 것일 수도 있다.
디바이스의 변경 정보는 디바이스의 용도, 디바이스의 능력 또는 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서의 네트워크 서버의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 서버(400)는 수신부(410), 맵 구성부(composer)(430) 및 재구성부(450)를 포함한다.
수신부(410)는, 디바이스로부터, 디바이스의 용도, 디바이스의 능력 또는 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보를 수신한다.
맵 구성부(composer)(430)는 적어도 하나의 변경 정보에 기초하여 디바이스의 기능 요소들의 형상을 실시간으로 재구성하기 위한 스테이트 머신 맵(state machine map)을 구성한다. 스테이트 머신 맵(state machine map)을 재구성하는 방법에 대하여는 도 13 내지 도 14를 참조하여 후술한다.
재구성부(450)는 스테이트 머신 맵에 따라 디바이스의 기능 요소들을 재구성한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스를 포함하는 네트워크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 디바이스를 포함하는 네트워크는 네트워크 인프라(510), 게이트웨이(GW)(520, 525), 디바이스들(D#xy)(530,540,550 및 535,545,555) 및 디바이스 자원 관리 장치(560)를 포함한다.
네트워크의 발/착신 영역 내(A, B) 디바이스 간의 통신 접속은 유/무선 네트워크 인프라(510)를 거쳐 접속될 수도 있고, 게이트웨이(520,525)를 통해 접속될 수도 있으며, 디바이스 간 직접 접속될 수도 있다. 디바이스들(D#xy)(530,540,550 및 535,545,555)과 네트워크 서버 간 접속은 네트워크 인프라(510) 혹은 게이트웨이(520,525)를 통해 이루어질 수 있다.
네트워크 인프라(510)는 예를 들어, 와이파이(WiFi), 셀룰라(Cellular), 유선(Wired), 방송 등과 같은 유/무선 액세스 네트워크를 모두 포함할 수 있다.
무선의 경우, 네트워크 인프라(510)는 BS(Base Station), BTS, NodeB, eNodeB(evolved-NodeB), ACR, AP(Access Point) 등과 같은 기지국에 해당할 수 있다.
게이트웨이(GW)(520, 525)는 디바이스들(D#xy)(530,540,550 및 535,545,555)과 네트워크 인프라(510) 간의 인터워킹 기능을 갖는다.
디바이스(D#xy)(530,540,550 및 535,545,555)는 그 유형(type)에 따라 예를 들어, 스마트 폰, 자동차, 가전제품, 로봇 혹은 센서 계열 일체를 포함할 수 있다.
디바이스 자원 관리 장치(560)는 게이트웨이(GW)(520, 525) 또는 네트워크 인프라(510)에 내장되어 디바이스(D#xy)(530,540,550 및 535,545,555)의 통신을 지원 혹은 관리하며 최적 접속 경로 선택 기능, 최적 주파수 대역 선택 기능, 최적의 무선액세스기술 모드 선택 기능, 디바이스(D#xy)(530,540,550 및 535,545,555)를 위한 에이전시 기능 및 디바이스에 대한 기능 요소들의 형상을 자동적으로 구성하고, 최적화하는 기능 등을 포함할 수 있다.
디바이스 자원 관리 장치(560)는 최적 접속 경로 선택 기능에 의해 디바이스(D#xy)(530,540,550 및 535,545,555)의 라우팅을 위한 최적의 접속 경로를 찾을 수 있다. 일례로 임의의 디바이스(530, D#11)는 상대 디바이스 혹은 네트워크 서버와 통신하기 위한 접속 경로로써 디바이스의 전파 환경, 보유 능력 (device capability) 등에 따라 아래의 4가지 접속 방식 중 하나를 선택할 수 있다.
(1) 모바일 네트워크를 통한 네트워크 접속 (501, 이하 NW 접속이라 함, 인터페이스 Id1)
(2) 게이트웨이를 통한 접속(502, GW 접속이라 함, 인터페이스 Id2)
(3) 상대 디바이스와 직접 접속 (503, DM 접속이라 함, 인터페이스 Id3)
(4) 디바이스에 인접한 디바이스를 통한 릴레이 접속 (504, RM(Relay) 접속이라 함, Id4)
상술한 4가지 접속 방식 간의 변경에 대하여는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스의 접속 모드가 변경(천이)되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 디바이스의 접속 모드는 수신 신호의 세기, 간섭 신호의 레벨 등에 따라 변경될 수 있으며, 각 접속 모드들 및 접속 모드가 변경되는 메커니즘은 다음과 같다.
네트워크 접속 모드(NW mode, 610)는 디바이스가 네트워크 인프라를 거쳐 상대 디바이스 혹은 네트워크 서버와 통신하는 접속 모드로서, 주로 자동차나 로봇 등과 같은 대형 사이즈의 디바이스에 해당된다.
디바이스 게이트웨이 모드(GW mode, 620)는 디바이스가 게이트웨이를 거쳐 무선 네트워크에 접속하는 모드이다.
직접 통신 모드(DM mode, 630)는 네트워크 인프라 또는 게이트웨이를 거치지 않고 디바이스와 상대 디바이스 간에 직접 통신하는 모드이다.
릴레이 접속 모드(RM, 640)는 애드혹(Ad-hoc) 혹은 메쉬(Mesh) 구조로 동작하는 모드이다.
예를 들어, 네트워크 접속 모드(NW mode, 610)로 동작하는 디바이스가 무선 자원을 효과적으로 사용하고자 하는 경우 혹은 소비 전력을 줄여 운용하고자 할 경우, 디바이스는 디바이스 게이트웨이 모드(B1, 620), 직접 통신 모드 (B4, 630) 또는 릴레이 모드(B6, 640) 중 어느 하나의 접속 모드로 천이될 수 있다.
또한, 이와는 반대로 릴레이 접속 모드(RM mode, 640)로 동작하는 디바이스가 수신하는 신호의 세기가 전파 환경의 열화로 인해 임계치 이하로 떨어지거나 무선 링크가 단절(failure)된 경우, 디바이스는 직접 통신 모드(F3, 630), 디바이스 게이트웨이 모드(F5, 620) 또는 네트워크 접속 모드(F6, 610) 중 어느 하나의 접속 모드로 천이될 수 있다.
디바이스 자원 관리 장치는 아래의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 파라미터 정보와 이들 파라미터 정보 각각에 대한 가중치(wi)를 종합적으로 고려하여 해당 디바이스에게 가장 적합한 특정 접속 모드를 선택할 수 있다.
여기서, 파라미터 정보는 상대 디바이스로부터 수신하는 신호의 세기(=수신신호세기)(rx_str), 디바이스에 대한 간섭 신호의 레벨(=간섭신호레벨)(intf_lev), 디바이스의 소비 전력 레벨(=소비전력레벨)(pwr_req) 및 과금레벨(chg_lev) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[수학식 1]
최적 접속 모드(Best Mode) = Max {Mode(1), Mode(2),,, Mode(i)}, i =1~n, n: 접속 모드의 경우 수
[수학식 2]
Mode (i) = F {수신신호세기(rx_str(i)) * w1 + 간섭신호레벨(intf_lev(i)) * w2 + 소비전력레벨(pwr_req(i)) * w3 + 과금레벨(chg_lev(i)) * w4}
여기서, 각 파라미터는 디바이스가 직접 측정한 값 혹은 사업자의 시스템 운용에 따른 통계치(혹은 기준치)를 이용할 수 있고, 각 파라미터의 가중치 (wi)는 사업자의 운용 정책에 따라 달라질 수 있다.
아래의 [표 1]은 디바이스에 대한 4개의 접속 모드들에 대한 특징을 정리한 것이다.
접속모드 구분 네트워크 접속 모드(NW mode) 디바이스 게이트웨이 모드(GW mode) 직접 통신 모드
(DM mode)		 릴레이 접속 모드(RM mode)
용도 Out door In door In door(LOS) In door(Relay)
커버 범위 Wide Area Local Area Inter-Device Relay
이득(Benefit) 일반 접속 모드 트래픽 집속 효과 인프라 폭주 방지 저전력, 고효율 자원 애드-혹, 메쉬 접속
접속 모드시작점
(디바이스 유형별)		 Big Device
(자동차, 로봇, 기계 장치 등)		 Any device
(e.g. Bio-device)		 Any device Any device
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스가 접속 모드를 변경하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 디바이스는 디바이스의 용도, 통신 위치 또는 전파 환경 등의 변화로 인해 접속 모드를 변경할 수 있다.
도 7을 참조하면, 휴지 상태(Idle) 혹은 접속 상태 (Connected) 등 임의 접속 모드 상태에 있는(710) 디바이스는 서로 통신 중인 상대 디바이스, 네트워크 서버와 연결된 게이트웨이 혹은 네트워크 인프라(예를 들어, 기지국 등)로부터 수신되는 신호의 세기를 측정할 수 있다(720). 이때, 신호의 세기에 대한 측정은 주기적 또는 비주기적으로 발생하는 이벤트에 따라 이루어질 수 있다.
비주기적으로 발생하는 이벤트로는 상대 디바이스가 디바이스와 연결된 게이트웨이의 영역 내로 들어오는 경우를 예로 들 수 있다.
디바이스는 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기와 디바이스가 현재 접속 모드에 따라 접속 중인 매개체로부터 수신하는 신호의 세기를 비교할 수 있다(730). 여기서, 디바이스가 현재 접속 모드에 따라 접속 중인 매개체로부터 수신하는 신호의 세기는 시스템 운용에 따라 설정된 통계치의 일종인 “접속 모드 변경을 위한 임계치(TH 모드)” 일 수 있다.
디바이스는 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기가 현재 접속 모드에 따라 접속 중인 매개체로부터 수신하는 신호의 세기 이하로 떨어지면, 디바이스 자원 관리 장치에게 “접속 모드 변경”을 요청하는 신호를 전송한다(740). 이때, 디바이스는 “접속 모드 변경”을 요청하는 신호와 함께 자신이 측정한 "상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기"에 대한 정보를 디바이스 자원 관리 장치로 전송할 수 있다.
디바이스로부터 접속 모드 변경을 요청 받은 디바이스 자원 관리 장치는 해당 디바이스에게 가장 적합한 최적 접속 모드를 선택한다.
이때, 디바이스 자원 관리 장치는 상술한 수학식 1 및 수학식 2와 같이 파라미터 정보와 이들 파라미터 정보 각각에 대한 가중치(wi)를 종합적으로 고려하여 해당 디바이스에게 가장 적합한 최적 접속 모드를 선택할 수 있다.
파라미터 정보는 상대 디바이스로부터 수신하는 신호의 세기(rx_str), 디바이스에 대한 간섭 신호의 레벨(intf_lev), 디바이스의 소비 전력 레벨(pwr_req) 및 과금 레벨(chg_lev) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그 후, 디바이스 자원 관리 장치는, 접속 모드 변경을 요청하는 신호에 대한 응답으로, 디바이스에게 선택된 최적 접속 모드를 포함하는 접속 모드 변경 응답을 전송한다.
최적 접속 모드는 네트워크 접속 모드(NW mode), 디바이스 게이트웨이 모드(GW mode), 직접 통신 모드(DM mode) 및 릴레이 접속 모드(RM mode)중 어느 하나일 수 있다.
디바이스 자원 관리 장치로부터 최적 접속 모드를 포함하는 접속 모드 변경 응답을 수신한(750) 디바이스는, 디바이스 자원 관리 장치에 의해 선택된 최적 접속 모드가 현재 자신에게 서빙 중인 접속 모드와 동일한지 여부를 판단한다(760).
디바이스는 최적 접속 모드가 현재 자신에게 서빙 중인 접속 모드와 동일하지 않다면, 최적 접속 모드로 변경할 수 있다(770). 하지만, 최적 접속 모드가 현재 서빙 중인 접속 모드와 동일하다면 디바이스는 현재 모드를 유지한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스, 상대 디바이스 및 디바이스 자원 관리 장치가 접속 모드를 변경하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에서 디바이스는 네트워크를 경유하는 네트워크 접속 모드(NW mode)에서 디바이스 간의 직접 통신 모드(DM mode)로 접속 모드를 변경한다고 가정한다. 또한, 디바이스 자원 관리 장치는 디바이스와 접속한 게이트웨이 또는 네트워크 인프라에 포함되어 있다고 가정한다.
네트워크를 경유하는 네트워크 접속 모드(NW mode)로 통신 중(810)인 디바이스(D1)(801)가 특정 조건을 만족하는 경우, 디바이스(D1)(801)는 주기적 혹은 특정 이벤트에 따라 현재 통신 중인 상대 디바이스(D2, 805)의 수신 신호 세기를 측정할 수 있다(815).
여기서, 특정 조건의 일례로는, 상대 디바이스(D2, 805)가 디바이스(D1)(801)가 속해 있는 게이트웨이(GW)의 영역 안으로 들어 오는 경우를 들 수 있다.
이때, 디바이스(D1)(801)는 자신(디바이스(D1)(801))에게 인접한 상대 디바이스(D2)(805)로부터 자신이 수신하는 신호의 세기를 측정하고, 상대 디바이스(D2)(805) 역시 자신(상대 디바이스(D2)(805))에게 인접한 디바이스(D1)(801)로부터 수신하는 신호의 세기를 각각 측정할 수 있다(820,821).
디바이스(D1)(801)는 상대 디바이스(D2)(805)로부터 수신하는 신호의 세기(S(D1-D2), 825)와 현재의 접속 모드에 따라 자신(여기서는 디바이스(D1)(801))이 접속되어 있는 매개체(예를 들어, 게이트웨이 또는 네트워크 인프라)로부터 수신하는 신호의 세기(S(D1-NW))를 비교한다(825).
825에서 디바이스(D1)(801)가 상대 디바이스(D2)(805)로부터 수신하는 신호의 세기(S(D1-D2), 825)가 게이트웨이 또는 네트워크 인프라로부터 수신하는 신호의 세기(S(D1-NW))보다 크면, 디바이스(D1)(801)는 디바이스 자원 관리 장치(803)에게 "접속 모드 변경"을 요청한다(830). 이 때, 디바이스(D1)(801)는 "접속 모드 변경"을 요청하는 신호와 함께 디바이스(D1)(801)에 의해 측정된 수신 신호의 세기에 대한 정보를 전송한다. 상대 디바이스(D2)(805)의 경우에도 이와 동일한 방법이 적용될 수 있다(826,831).
디바이스(D1)(801)로부터 "접속 모드 변경"을 요청 받은 디바이스 자원 관리 장치(803)는 디바이스(D1)(801)에 대한 최적 접속 모드를 선택할 수 있다(835). 이때, 디바이스 자원 관리 장치(803)가 최적 접속 모드를 선택하는 기준에 대하여는 도 7의 설명을 참조한다.
디바이스 자원 관리 장치(803)는 디바이스 간의 직접 접속 모드가 최적 접속 모드로 선택되면, "접속 모드 변경" 요청에 대한 응답(Mode Change Response)으로 835에서 선택된 최적 접속 모드(여기서는 직접 접속 모드)를 양측 디바이스 (801)(805) 각각에게 알려준다(840,841).
이 때, 디바이스 자원 관리 장치(803)는, "접속 모드 변경" 요청에 대한 응답(Mode Change Response)과 함께, 현재 서로 통신 중인 디바이스(D1 or D2)와 상호 접속하는데 필요한 액세스 정보를 전송할 수 있다.
액세스 정보는 상대 디바이스(D2)(805)의 식별 번호(identification number), 상대 디바이스(D2)(805)의 IP 어드레스, 상대 디바이스(D2)(805)와의 통신에 이용되는 무선 자원에 대한 정보 및 상대 디바이스(D2)(805)에 대한 액세스 타이밍에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
"접속 모드 변경" 요청에 대한 응답(Mode Change Response)을 수신한 디바이스(D1)(801)는 최적 접속 모드(여기서는 직접 접속 모드)에 따라 자신의 소프트웨어 및 하드웨어의 형상을 재구성한다(845,846). 또한, 디바이스(D1)(801)는 상술한 액세스 정보를 이용하여 상대 디바이스(D2)(805)에 액세스하여 접속을 시도한다.
이 때, 두 디바이스(D1)(801)/(D2)(805) 간 접속 개념은 셀룰라 시스템의 단말과 기지국간 수행되는 랜덤 액세스 절차를 따를 수 있으며, 도 8에서 디바이스(D1)(801)는 '단말', 상대 디바이스(D2, 805)는 '기지국'이 될 수도 있다.
디바이스(D1)(801)가 상대 디바이스(D2)(805)로 액세스 요청(Connection Request)을 하면 (850), 상대 디바이스(D2)(805)는 이에 대해 액세스 응답(Connection Response)으로 회신한다(855).
이로써 두 디바이스 간의 초기 동기가 이루어지며, 두 디바이스(801,805)은 서로 직접 통신 모드로 통신하게 된다(860). 만약, 850에서 접속 시도가 실패한 경우는 두 디바이스(801, 805)는 810의 기존의 접속 모드(네트워크 접속 모드(NW mode))에 따라 통신하게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스들이 직접 통신 모드를 이용하여 데이터를 전송하기 위한 초기 접속 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 디바이스들이 직접 통신 모드를 이용하여 데이터를 전송하기 위한 네트워크는 디바이스(D1)(901), 네트워크 인프라 또는 게이트웨이에 포함된 디바이스 자원 관리 장치(903) 및 상대 디바이스(D2)(905)를 포함할 수 있다.
디바이스들이 직접 통신 모드를 이용하여 데이터를 전송하는 절차는 크게 디바이스를 디바이스 자원 관리 장치에 등록하기 위한 "Attach 절차"와 접속하기 위한 "Connection 절차" 그리고 데이터를 전송하는 "Transfer 절차"로 구성될 수 있다.
이 때, 임의의 디바이스(D1)(901)가 통신하고자 하는 상대 디바이스(D2)(905)와 접속하기 위한 시그널링(control) 경로는 네트워크 인프라 또는 게이트웨이를 거쳐 형성되고, 트래픽(traffic) 경로는 두 디바이스간의 직접 접속에 의해 형성될 수 있다.
단계 910 내지 915에서 디바이스(D1)(901)는 직접 통신을 수행하기 위한 초기 접속을 위해 네트워크 인프라 또는 게이트웨이에 자신(여기서는 디바이스(D1)(901))을 등록(attach procedure)하고, 유휴(Idle) 상태로 머무른다.
이때, 디바이스(D1)(901)은 네트워크 인프라 또는 게이트웨이로부터 인증(authentication)을 받아 등록을 하는 절차와 자신의 현 위치 정보(location Info)를 네트워크 인프라 또는 게이트웨이로 하여금 갱신케 하는 절차를 수행할 수 있다.
또한, 디바이스(D1)(901)은 상술한 절차들을 통해 자신(여기서는 디바이스(D1)(901))이 사용할 기본 IP 주소(default IP address)와 통신에 필요한 기본적 가용자원(default radio bearer)을 할당 받는다(910).
디바이스(D1)(901)는 네트워크 인프라 또는 게이트웨이로부터 네트워크 액세스에 필요한 시스템 정보(system information)를 다운로드한 후, 유휴(Idle) 상태에 들어간다 (915).
단계 920 내지 945는 디바이스(D1)(901)가 네트워크 인프라 또는 게이트웨이를 통해 상대 디바이스(D2)(905)와 시그널링 경로를 설정하는 단계이다.
유휴(Idle) 상태의 디바이스(D1)(901)는 상대 디바이스(D2)(905)에게 보낼 데이터가 버퍼(buffer)에 쌓이면 랜덤 액세스를 통해 네트워크 인프라 또는 게이트웨이에 접속을 시도한다(920). 이때 상대 디바이스(D2)(905)는 이미 네트워크 인프라 또는 게이트웨이에 등록(attached)되어 있는 것으로 가정한다.
네트워크 인프라 또는 게이트웨이는 페이징(paging)을 통해 상대 디바이스(D2)(905)와 접속하고(925), 양측 디바이스 (901,905)는 상호 트래픽 접속을 설정하기 위해, 네트워크 인프라 또는 게이트웨이에게 상대편 디바이스에 대한 탐색을 요청하는 M3 메시지(Device Discovery Req)를 전송한다(935). 이때, M3 메시지는 에이전트 프로파일 정보(Agent_profile Info)와 디바이스 자원 관리 장치(903)에 대하여 추가 기능을 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 추가 기능을 요청하는 정보의 일 예로는 NAS info를 들 수 있다.
네트워크 액세스 기능을 수행한 이후, 디바이스들(901,905) 각각은 네트워크 인프라 또는 게이트웨이에 포함된 디바이스 자원 관리 장치(903)에게 '디바이스 에이전시 모듈'에 의해 추가 기능을 대행해 줄 것을 요청할 수 있다. 디바이스들(901,905) 각각은 디바이스 자원 관리 장치(903)에게 디바이스의 기능에 대한 대행을 요청하는 에이전트 프로파일(Agent profile)을 생성할 수 있다(930). 에이전트 프로파일(Agent profile)은 디바이스 자원 관리 장치(903)가 디바이스를 대신하여 수행할 적어도 하나의 기능을 포함할 수 있다.
일례로, 네트워크 인프라 또는 게이트웨이에 위치하는 디바이스 자원 관리 장치(903)는 '디바이스 에이전시 모듈'에 의해 디바이스(901)를 대신하여 디바이스 식별자를 찾기 위한 식별 절차 (identification)를 수행할 수 있다(940).
디바이스 자원 관리 장치(903)는 클라우드 네트워크/서버(907)와 통신하여 해당 추가 기능을 수행하고, 그 수행 결과를 M4 메시지(Device Discovery Resp)를 통해 디바이스 (901, 905)에게 알려 준다(945). M4 메시지는 디바이스(901)와 통신할 상대 디바이스(905)를 액세스하는데 필요한 액세스 정보를 포함할 수 있다.
단계 950 내지 970은 디바이스(901)가 상대 디바이스(905)와 트래픽 경로를 직접 설정하는 단계이다.
디바이스(901) 및 상대 디바이스(905)는 각각 직접 통신 모드에 따라 자신의 소프트웨어 및 하드웨어의 형상을 설정(setting)한다(950).
945에서 네트워크 인프라 또는 게이트웨이로부터 수신한 액세스 정보를 이용하여, 디바이스(901)는 상대 디바이스(905)와 직접 M5, M6 메시지(Direct Mode Connection Req/Resp)를 주고 받아 트래픽 경로를 설정한다(955).
이후, 네트워크 등록 절차(Attach 절차)(910)를 통해 할당 받은 자원(default IP address, default radio bearer)을 이용하여, 디바이스(901)는 상대 디바이스(905)와 트래픽을 주고 받을 수 있다(Data transfer 과정)(960).
960에서 트래픽 전송이 완료되지 않은 경우(965), 디바이스(901)는 M5, M6 메시지를 이용하여 추가 자원을 요청하고 (Scheduling Request: SR), 그 응답으로 자원을 할당 받는 절차(Scheduling Grant: SG)를 수행 할 수 있다.
트래픽 전송이 완료되면, 디바이스(901) 및 상대 디바이스(905)는 유휴(Idle)상태로 돌아간다(970)(971).
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 간에 이루어지는 직접 통신 모드를 이용한 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 사용자는 자신의 몸에 착용한 오감 디바이스 간에 이루어지는 직접 통신 모드를 이용하여 비행 시각에 대한 최신 변경 정보를 조회할 수 있으며, 그 처리 절차는 다음과 같다.
우선, 손가락 센서, 카메라, 빔 프로젝터 포함하는 오감 디바이스와 셀-폰 또는 게이트웨이를 포함하는 디바이스 네트워크(1001)가 대상(object)을 인지한다(1010). 여기서, 대상(object)을 인지하는 것은 카메라가 사용자의 항공권을 인지하는 과정(image recognition marker)을 말한다.
카메라는 셀-폰에 접속하여 항공권에 대한 정보를 네트워크 인프라(1003)를 통해 전달한다(1020). 네트워크 인프라(1003)는 예를 들어, 기지국일 수 있다.
셀-폰은 가장 최근의 비행 시각에 대한 정보를 검색하기 위하여 서비스/플랫폼(1005)을 통해 응용 센터(1007)에 서비스를 요청한다(1030). 여기서, 서비스/플랫폼(1005)은 클라우트 컴퓨터(Cloud Computer)일 수 있고, 응용 센터(1007)는 항공사 서버 또는 항공사 데이터베이스일 수 있다.
서비스/플랫폼(1005)은 네트워크 인프라(1003) 혹은 디바이스 네트워크(1001)의 게이트웨이를 통해 검색된 정보를 사용자에게 제공할 수 있다(1040,1050).
상술한 시나리오 중 1020은 디바이스 간의 직접 통신에 해당하고, 1030은 디바이스- 서버 간의 간접 통신에 해당한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스의 기능 중 일부를 디바이스 자원 관리 장치가 대행하도록 위탁하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
디바이스 자원 관리 장치는 디바이스의 용도, 소비 전력 및 사이즈에 기초하여 디바이스의 기능 요소들(소프트웨어 및 하드웨어)의 복잡도 레벨을 조정하고, 디바이스의 기능 일부를 자신(여기서는 디바이스 자원 관리 장치)이 대신하도록 한다. 이때, 디바이스 자원 관리 장치가 디바이스의 기능 일부를 대행하는 모드를 '에이전트(Agent) 모드'라고 하고, 에이전트 모드에서 디바이스는 Meta-function을 기반으로 동작한다. 디바이스 자원 관리 장치는 게이트웨이 또는 네트워크 인프라에 포함될 수 있다.
도 11을 참조하면, 디바이스(1102)는 디바이스 프로파일링 리스트(device profiling list)(1101)에 기록된 디바이스의 용도, 소비 전력 및 사이즈 등에 적합한 복잡도 레벨에 따라 해당 디바이스의 기능 요소들(소프트웨어 및 하드웨어)을 설정한다(1110). 이 때, 디바이스 프로파일링 리스트(device profiling list)(1101)는 디바이스 자원 관리 장치로부터 다운로드할 수도 있다.
복잡도 레벨에 따라 설정된 디바이스의 기능 요소들에 대하여, 디바이스(1102)는 자신이 직접 수행해야 하는 기능과 대행이 가능한 기능을 구분하고, 디바이스 자원 관리 장치의 '디바이스 에이전시 모듈'에게 대행 가능한 기능 요소들을 대행해 줄 것을 요청한다(1120).
이 때, 디바이스(1102) 자신이 직접 수행해야 하는 기능의 예로는 디바이스의 무선 환경을 측정하는 것이 포함될 수 있고, 대행 가능한 기능의 예로는 ID 확인, 인증 기능, 3GPP의 NAS 기능 등이 포함될 수 있다.
디바이스(1102)의 일부 기능을 대행할 것을 위임 받은 디바이스 에이전시 모듈 은 네트워크 인프라(1104)와 플랫폼 관리 기능(1105)을 거쳐 공통 플랫폼 서버(1106)와 함께 해당 기능 요소를 수행하고, 그 결과를 디바이스(1102)에게 피드백 해준다(1130). 이로써, 디바이스(1102)는 최소한의 송/수신 기능과 메모리 등의 자원만 보유하고도 원하는 동작을 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스가 스테이트 머신에 기초하여 디바이스의 기능 요소들의 형상을 동적으로 재구성하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 서버가 디바이스의 기능 요소들을 실시간으로 재구성하기 위하여 재구성한 스테이트 머신 맵(state machine map)을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 디바이스(1201)는 무선 인터페이스 및 관련 기능의 소프트웨어 및 하드웨어 등 풀 셋(full set) 기능을 유지하면서 용도 변경 및 무선 상황 등에 따라 디바이스의 기능 요소(Functional Element)들을 동적으로 재구성할 수 있다.
디바이스(1201)는 예를 들어, 자신의 상황 및 용도가 변경된 경우에 디바이스의 용도, 디바이스의 능력 또는 디바이스에 대한 전파 상황을 포함하는 상황 인지(context aware) 및 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보를 포함하는 "변경 정보 프로파일"을 네트워크 서버(1203)에게 전달한다(1210).
네트워크 서버(1203)는 디바이스(1201)에 대한 변경 정보에 따라 디바이스의 기능 요소들에 대한 스테이트 머신 맵(state machine map)(1205)을 재구성 한다(1220).
이 때, 네트워크 서버(1203)는 전체 기능 요소들 중 사용하지 않는(불필요한) 기능 요소들과 사용하는(필요한) 기능 요소들을 분류한다. 그 후, 네트워크 서버(1203)는 사용하는 기능 요소들에 대한 동작은 'on' 시켜 인에이블(enable)하고, 사용하지 않는 기능 요소들에 대한 동작은 'off'하여 디스에이블(disable)함으로써, 디바이스에서 사용되는 각 기능 요소 별 스테이트 머신 맵(state machine map)을 재구성한다. 도 13에서 X 마크가 표시된 부분은 디바이스(1201)에 대한 변경 정보에 따라 해당 디바이스가 사용하지 않는 기능 요소들의 동작을 'off'하여 디스에이블(disable)한 것을 표시한 것이다.
네트워크 서버(1203)는 재구성한 스테이트 머신 맵(state machine map)(1205)을 네트워크 인프라(1207) 또는 게이트웨이(1209)를 통해 해당 디바이스(1201)로 전달한다(1230, 1240). 재구성한 스테이트 머신 맵(state machine map)(1205)은 다운로드 등을 통해 해당 디바이스로 전달될 수 있다. 디바이스(1201)는 이 스테이트 머신 맵(state machine map)(1205)의 구성에 따라 각 기능요소들을 재구성하여 동작시킨다. 상술한 방법은 예를 들어, 이동성을 갖는 다용도 디바이스에 적용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 서버가 디바이스의 기능 요소들을 재구성하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 14를 참조하면, 네트워크 서버는 디바이스로부터 변경 정보를 수신한다(1410). 여기서, 변경 정보는 디바이스의 용도, 디바이스의 능력 또는 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나를 포함한다.
네트워크 서버는 적어도 하나의 변경 정보를 반영하는 스테이트 머신의 템플릿(template) 정보를 선택하고(1420), 템플릿 정보에 기초하여 디바이스의 기능 요소들을 재구성한다.
디바이스의 기능 요소들을 재구성하기 위해, 네트워크 서버는 디바이스의 기능 요소들 중 사용하는 기능 요소들과 사용하지 않는 기능 요소들을 분류할 수 있다(1430). 이때, 디바이스의 기능 요소들은 템플릿 정보에 기초하여 분류될 수 있다.
네트워크 서버는 디바이스가 사용하는 기능 요소들을 조합하여 구성한 기능 요소의 집합(set)에 따라 디바이스가 동작 가능한지 여부를 확인할 수 있다(1440).
네트워크 서버는 만약 디바이스가 기능 요소의 집합(set)에 따라 동작이 가능하면 기능 요소의 집합에 포함된 기능 요소들을 활성화할 수 있다(1450). 만약, 디바이스가 기능 요소의 집합(set)에 따라 동작이 가능하지 않다면 네트워크 서버는 다시 1420으로 가서 스테이트 머신의 템플릿 정보를 선택할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 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 본 발명을 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 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 접속 모드 선택 모듈
130: 디바이스 에이전시 모듈
150: 주파수 대역 선택 모듈
170: 무선 액세스 기술 선택 모듈
190: 형상 구성 모듈

Claims (19)

  1. 디바이스를 위한 복수의 접속 모드들 - 상기 복수의 접속 모드들 각각은 상기 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로에 포함되는 매개체의 유형을 결정함 - 중 특정 접속 모드를 선택하는 접속 모드 선택 모듈; 및
    상기 특정 접속 모드에 따라 상기 디바이스 및 상기 상대 디바이스 사이의 접속 경로가 형성된 경우, 상기 디바이스에 대응하는 에이전트 프로파일을 얻고, 상기 에이전트 프로파일에 의해 정의된 적어도 하나의 기능을 상기 디바이스를 위해 대신 수행하는 디바이스 에이전시 모듈
    을 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 접속 모드들은
    네트워크 인프라를 상기 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제1 접속 모드, 게이트웨이를 상기 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제2 접속 모드, 상기 매개체를 이용하지 않고 상기 상대 디바이스와 직접 접속하는 제3 접속 모드, 및 상기 디바이스의 인접 디바이스를 상기 매개체로 포함하는 접속 경로를 갖는 제4 접속 모드 중 적어도 하나를 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접속 모드 선택 모듈은
    상기 상대 디바이스로부터 수신하는 신호의 세기, 상기 디바이스에 대한 간섭 신호의 레벨, 상기 디바이스의 소비 전력 레벨 및 과금 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 파라미터 정보와 상기 파라미터 정보 각각에 대한 가중치를 고려하여 상기 특정 접속 모드를 선택하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접속 모드 선택 모듈은
    상기 디바이스가 상기 상대 디바이스로부터 수신하는 신호의 세기와 상기 접속 모드를 변경하기 위한 미리 설정된 임계치를 비교한 결과에 기초하여 상기 특정 접속 모드를 선택하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스 에이전시 모듈은
    네트워크 서버와 통신하여 상기 적어도 하나의 기능을 수행하고, 상기 디바이스에게 상기 수행 결과 및 상기 상대 디바이스를 액세스 하는데 필요한 액세스 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 특정 접속 모드에서의 간섭에 기초하여, 상기 디바이스가 사용하는 주파수 대역을 동적으로 할당하는 주파수 대역 선택 모듈
    을 더 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    트래픽의 특성에 따라 상기 디바이스에 대한 무선 액세스 기술(Radio Access Technology; RAT)을 결정하고, 상기 결정된 무선 액세스 기술에 대한 정보를 상기 디바이스에게 알려주는 무선 액세스 기술 선택 모듈
    을 더 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스의 용도, 상기 디바이스의 능력 또는 상기 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 상기 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보에 따라 상기 디바이스의 기능 요소들의 형상을 실시간으로 변경하는 형상 구성 모듈
    을 더 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 형상 구성 모듈은
    상기 디바이스의 용도, 소비 전력 및 사이즈에 기초하여 상기 디바이스의 기능 요소들의 복잡도 레벨을 조정하는 레벨 조정부
    를 더 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스 자원 관리 장치.
  10. 디바이스를 위한 복수의 접속 모드들 - 상기 복수의 접속 모드들 각각은 상기 디바이스 및 상대 디바이스 사이의 접속 경로에 포함되는 매개체의 유형을 결정함 - 중 특정 접속 모드를 이용하여 통신 중인 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기를 측정하는 측정부;
    상기 상대 디바이스로부터 수신되는 신호의 세기 및 상기 디바이스가 현재 접속 중인 상기 매개체로부터 수신하는 신호의 세기를 비교하는 비교부; 및
    상기 비교 결과에 기초하여, 디바이스 자원 관리 장치에서 선택된 접속 모드에 따라 상기 디바이스의 기능 요소들의 형상을 재구성하는 재구성부
    를 포함하고,
    상기 디바이스 자원 관리 장치는 상기 디바이스에 대응하는 에이전트 프로파일에 의해 정의된 적어도 하나의 기능을 상기 디바이스를 위해 대신 수행하는, 무선 네트워크에서의 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상대 디바이스와 상호 접속하는데 필요한 액세스 정보를 이용하여 상기 상대 디바이스와의 트래픽 경로를 설정하는 설정부
    를 더 포함하고,
    상기 액세스 정보는
    상기 상대 디바이스의 식별 번호, 상기 상대 디바이스의 IP 어드레스, 상기 상대 디바이스와의 통신에 이용되는 무선 자원에 대한 정보 및 상기 상대 디바이스에 대한 액세스 타이밍에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 디바이스 자원 관리 장치가 상기 디바이스를 대신하여 수행할 적어도 하나의 기능을 포함하는 에이전트 프로파일을 생성하는 프로파일 생성부
    를 더 포함하는 무선 네트워크에서의 디바이스.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 설정부는
    상기 디바이스의 용도, 소비 전력 및 사이즈에 기초한 복잡도 레벨에 따라 상기 디바이스의 기능 요소들을 설정하는 무선 네트워크에서의 디바이스.
  14. 디바이스의 근거리 통신을 위한 무선 인터페이스와 상기 디바이스의 셀룰라 통신을 위한 무선 인터페이스 간의 적응적 인터워킹(inter-working)을 수행하는 인터워킹 레이어; 및
    상기 디바이스로부터의 요청에 따라, 상기 디바이스를 대신하여 수행할 기능에 대응되는 기능 요소들에 대한 매트릭스를 선택하고, 상기 선택된 기능요소들에 대한 매트릭스에 따라 해당 기능을 수행하는 디바이스 에이전시 레이어
    를 포함하는 무선 네트워크에서의 게이트웨이.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디바이스 에이전시 레이어는
    상기 디바이스의 변경 정보에 따라 상기 디바이스가 필요로 하는 기능 요소들이 표시된 매트릭스를 더 포함하는 무선 네트워크에서의 게이트웨이.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디바이스의 변경 정보는
    상기 디바이스의 용도, 상기 디바이스의 능력 또는 상기 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 상기 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나를 포함하는 무선 네트워크에서의 게이트웨이.
  17. 디바이스의 용도, 상기 디바이스의 능력 또는 상기 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 상기 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보를 수신하는 수신부;
    상기 적어도 하나의 변경 정보에 기초하여 상기 디바이스의 기능 요소들의 형상을 실시간으로 재구성하기 위한 스테이트 머신 맵(state machine map)을 구성하는 맵 구성부(composer); 및
    상기 스테이트 머신 맵에 따라 상기 디바이스의 기능 요소들을 재구성하는 재구성부
    를 포함하는 무선 네트워크에서의 네트워크 서버.
  18. 디바이스의 용도, 상기 디바이스의 능력 또는 상기 디바이스에 대한 전파 환경을 포함하는 상황 인지(context-aware) 및 상기 디바이스의 특징(device feature) 중 적어도 하나의 변경 정보를 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 변경 정보를 반영하는 스테이트 머신의 템플릿(template) 정보를 선택하는 단계; 및
    상기 템플릿 정보에 기초하여 상기 디바이스의 기능 요소들을 재구성하는 단계
    를 포함하는 무선 네트워크에서의 네트워크 서버의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 디바이스의 기능 요소들을 재구성하는 단계는
    상기 디바이스의 기능 요소들 중 상기 템플릿 정보에 기초하여 사용하는 기능 요소들과 사용하지 않는 기능 요소들을 분류하는 단계;
    상기 사용하는 기능 요소들을 조합하여 구성한 기능 요소의 집합(set)에 따라 상기 디바이스가 동작 가능한지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 확인 여부에 따라 상기 기능 요소의 집합에 포함된 기능 요소들을 활성화하는 단계
    를 포함하는 무선 네트워크에서의 네트워크 서버의 제어 방법.
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