KR102112344B1 - 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법 - Google Patents

트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102112344B1
KR102112344B1 KR1020180131540A KR20180131540A KR102112344B1 KR 102112344 B1 KR102112344 B1 KR 102112344B1 KR 1020180131540 A KR1020180131540 A KR 1020180131540A KR 20180131540 A KR20180131540 A KR 20180131540A KR 102112344 B1 KR102112344 B1 KR 102112344B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
communication
user
opportunity cost
communication method
traffic distribution
Prior art date
Application number
KR1020180131540A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200048906A (ko
Inventor
김재훈
이건희
Original Assignee
아주대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아주대학교산학협력단 filed Critical 아주대학교산학협력단
Priority to KR1020180131540A priority Critical patent/KR102112344B1/ko
Publication of KR20200048906A publication Critical patent/KR20200048906A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102112344B1 publication Critical patent/KR102112344B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H04W28/086—Load balancing or load distribution among access entities
    • H04W28/0861—Load balancing or load distribution among access entities between base stations
    • H04W28/0865—Load balancing or load distribution among access entities between base stations of different Radio Access Technologies [RATs], e.g. LTE or WiFi
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H04W28/09—Management thereof
    • H04W28/0958—Management thereof based on metrics or performance parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/22—Negotiating communication rate
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/18—Service support devices; Network management devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 트래픽 분배 방법은 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하는 단계; 상기 계산된 기회 비용을 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 통신 전송 속도를 상기 계산된 기회 비용에 따라 정렬하는 단계; 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 전송 용량 중 상기 제1 통신 방식을 이용하여 전송되는 제1 전송 용량과, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량을 기초로, 상기 정렬된 기회 비용에서 상기 적어도 하나의 통신 사용자 각각에 대해 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISTRIBUTING TRAFFIC}
본 발명의 기술적 사상은 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기회 비용 함수를 이용하여 트래픽을 분배하는 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법에 관한 것이다.
통신 주파수의 부족함은 이미 일상적이며, 특히 주요 통신 방식인 LTE(Long Term Evolution) 방식에 대해 할당된 주파수로는 증가하는 트래픽을 감당하기 어려울 것으로 보여지고 있다.
이에 비면허대역을 이용하는 WiFi 기술과 면허대역을 이용하는 LTE 기술을 서로 융합하기 위한 노력이 다국적 모바일 네트워크 장비 제조사를 중심으로 이루어졌고, 3GPP에서 LWA (LTE-WiFI Aggregation)라는 이름으로 LTE와 WiFi를 동시에 이용하는 기술이 제안되었다.
LWA는 LTE 면허 대역을 앵커(anchor)로 하여, 면허대역을 이용하는 LTE와 비면허대역을 이용하는 WiFi를 동시에 하나로 집성하여 사용하는 기술이다. LWA 기술에 따르면, 단말은 우선적으로 LTE 기지국에 접속하여 서비스를 요구하나, LTE 기지국은 네트워크 상황을 살펴서 일정 부분의 서비스 트래픽 요구량을 WiFi를 이용하여 전송할 수 있다.
이와 같은 LWA 기술을 통해, 모바일 통신 사업자들은 보다 경제적으로 가용 주파수 폭을 넓힐 수 있게 되었고, 사용자들도 보다 나은 품질의 통신 서비스를 제공받을 수 있게 되었다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법은 복수의 통신 방식을 효과적으로 사용하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자 선호를 반영하여, 제한된 용량의 트래픽을 분배하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기회 비용 함수를 이용하여, 제한된 용량의 트래픽을 분배하는데 목적이 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 트래픽 분배 방법은 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하는 단계; 상기 계산된 기회 비용을 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 통신 전송 속도를 상기 계산된 기회 비용에 따라 정렬하는 단계; 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 전송 용량 중 상기 제1 통신 방식을 이용하여 전송되는 제1 전송 용량과, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량을 기초로, 상기 정렬된 기회 비용에서 상기 적어도 하나의 통신 사용자 각각에 대해 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배된 적어도 하나의 사용자에, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량 중 적어도 일부를 분배하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 기회 비용을 계산하는 단계는 상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하기 위한 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하는 단계와, 상기 선택된 기회 비용 함수를 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 복수의 기회 비용 함수는 선형 기회 비용 함수, 콘벡스 함수형 기회 비용 함수, 콘케이브 함수형 기회 비용 함수 및 시그모이드 함수형 기회 비용 함수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하는 단계는 상기 적어도 하나의 사용자의 선호도 및 상기 트래픽 분배의 분배 시기 중 적어도 하나를 반영하여, 상기 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 사용자 집합으로 분배하는 단계는 하기의 수학식을 만족하는 최대 사용자 집합을 산출하고, 산출된 최대 사용자 집합을 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배하고,
Figure 112018107652284-pat00001
상기 L은 전체 사용자 집합 중 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합이고, 상기 rk는 k번째 사용자가 요구하는 전송 용량이고, 상기 CL은 제1 통신 방식의 총 가용 용량일 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 분배된 사용자 집합에 따라, 상기 적어도 하나의 통신 사용자에 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 중 하나로 트래픽을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 통신 방식은 LTE 통신 방식이고, 상기 제2 통신 방식은 WiFi 통신 방식일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 트래픽 분배 장치는 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 프로세서에 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하고, 상기 계산된 기회 비용을 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 통신 전송 속도를 상기 계산된 기회 비용에 따라 정렬하고, 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 전송 용량 중 상기 제1 통신 방식을 이용하여 전송되는 제1 전송 용량과, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량을 기초로, 상기 정렬된 기회 비용에서 상기 적어도 하나의 통신 사용자 각각에 대해 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배된 적어도 하나의 사용자에, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량 중 적어도 일부를 분배하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하기 위한 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 기회 비용 함수를 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 복수의 기회 비용 함수는 선형 기회 비용 함수, 콘벡스 함수형 기회 비용 함수, 콘케이브 함수형 기회 비용 함수 및 시그모이드 함수형 기회 비용 함수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 적어도 하나의 사용자의 선호도 및 상기 트래픽 분배의 분배 시기 중 적어도 하나를 반영하여, 상기 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 하기의 수학식을 만족하는 최대 사용자 집합을 산출하고, 산출된 최대 사용자 집합을 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배하도록 하는 인스트럭션들을 저장하고,
Figure 112018107652284-pat00002
상기 L은 전체 사용자 집합 중 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합이고, 상기 rk는 k번째 사용자가 요구하는 전송 용량이고, 상기 CL은 제1 통신 방식의 총 가용 용량일 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 분배된 사용자 집합에 따라, 상기 적어도 하나의 통신 사용자에 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 중 하나로 트래픽을 제공하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 통신 방식은 LTE 통신 방식이고, 상기 제2 통신 방식은 WiFi 통신 방식일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법은 복수의 통신 방식을 효과적으로 사용할 수 있다.
본 발명은 사용자 선호를 반영하여, 제한된 용량의 트래픽을 분배할 수 있다.
또한, 본 발명은 기회 비용 함수를 이용하여, 제한된 용량의 트래픽을 분배할 수 있다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 통신 방식 이용에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LWA 트래픽 분배 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분배 결과에 대한 그래프이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processor), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Digital Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 통신 방식 이용에 대한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 서비스를 제공하는 서버(100)는 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식 중 적어도 하나를 통해 복수의 단말기(200)와 통신할 수 있다. 여기서 서버(100)는 코어 네트워크에 대응하는 장치 또는 구성일 수 있다. 그리고 제1 통신 방식과 제2 통신 방식은 서로 다른 통신 방식일 수 있다. 예를 들면, 제1 통신 방식은 LTE 통신 방식일 수 있고, LTE 기지국(eNB, 300)를 통해 서비스될 수 있다. 제2 통신 방식은 WiFi 통신 방식일 수 있고, WiFi AP(Access Point, 400)를 통해 서비스될 수 있다.
서버(100)는 복수의 단말기(200) 각각에 대해 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식 중 적어도 하나에 따른 경로를 이용하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 서버(100)는 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식을 집성(aggregation)하여 복수의 단말기(200) 중 적어도 하나와 데이터를 주고 받을 수 있다. 이와 같이, 서버(100)는 제1 통신 방식과 제2 통신 방식을 동시에 운용할 수 있다.
서버(100)는 복수의 단말기(200) 각각의 기회 비용, 예를 들면 단말기 사용자의 기회 비용을 계산하여, 복수의 통신 방식 중 하나를 분배할 수 있고, 분배된 통신 방식으로 해당 단말기와 데이터를 주고 받을 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 제1 통신 방식의 LTE 기지국(300)은 제1 통신 방식인 LTE 방식 및 제2 통신 방식인 WiFi 방식을 집성할 수 있다. 예를 들면, LTE 기지국(300)은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)와 연결되는 LWAAP(LWA Application Protocol)를 통해, 두 개의 무선 링크간 집성을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 장치(100)는 서로 다른 통신 방식 간의 트래픽을 분배하여, 두 개의 통신 링크를 동시에 사용하는데 있어 사용자 선택의 문제를 해결할 수 있다. 예를 들면, 트래픽 분배 장치(100)는 비싼 비용의 LTE 링크보다 값싼 WiFi 링크에 서비스 트래픽 할당을 요청하는 사용자의 요구 사항을 효과적으로 처리할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 장치(100)는 복수의 통신 방식을 동시에 운용할 때, 하나의 통신 방식에 과도한 트래픽이 요구되는 경우에 어느 정도의 트래픽을 다른 통신 방식으로 전환하여 사용하도록 할 수 있다. 그리고 본 발명은 이러한 전환 또는 트래픽 분배 시 사용자 선호를 반영하여, 사용자가 통신 사업자와의 계약(예를 들면, 통신 플랜)에 따라 제한된 용량의 트래픽을 효과적으로 사용하도록 할 수 있다.
구체적인 본원 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법을 설명하기 전에, 트래픽 분배 장치의 구성에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 트래픽 분배 장치(100)는 프로세서(110) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다.
프로세서(110)은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 복수의 단말기 각각에 통신 방식을 분배하고, 분배된 통신 방식에 따른 가용 용량을 분배할 수 있다.
프로세서(110)는 복수의 통신 방식 중 하나를 분배하기 위해, 사용자의 기회 비용을 계산하고, 계산된 기회 비용을 정렬할 수 있다. 그리고 프로세서(110)는 다양한 기회 비용 함수를 기초로, 각 통신 사용자의 기회 비용을 계산할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 사용자의 선호도, 트래픽 분배 시기 등을 반영하여, 기회 비용을 계산할 기회 비용 함수를 선택할 수 있다.
프로세서(110)는 복수의 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배된 사용자들이 해당 통신 방식으로 이용할 트래픽 용량을 분배할 수 있다.
메모리(130)는 트래픽 분배 장치(100)의 동작과 관련된 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(130)는 스토리지(storage)를 포함할 수 있다.
트래픽 분배 장치(100)는 하나의 장치로 구현될 수 있고, 복수의 장치로도 구현될 수 있다.
상술한 구성 이외에도, 트래픽 분배 장치(100)는 다양한 구성을 포함할 수 있다.
트래픽 분배 장치(100)는 다양한 장치일 수 있다. 예를 들면, 트래픽 분배 장치(100)는 복수의 통신 방식을 이용하는 경우(예를 들면, LWA)에, 트래픽을 분배하기 위한 장치일 수 있고, 코어 네트워크와 연결된 통신 네트워크 장비에 포함될 수도 있다. 그리고 트래픽 분배 장치(100)는 통신 기지국, 예를 들면, LTE 기지국(eNB, 300)일 수 있다.
설명의 용이함을 위해, 상술한 트래픽 분배 장치(100)에 대해, 이하 장치(100)로 설명하기로 한다.
한편, 후술할 설명에서 사용될 용어에 대해 미리 설명한다.
K: 전체 사용자 집합 또는 어플리케이션 서비스 집합
L: 전체 사용자 집합 중 LTE 사용자 집합 또는 전체 어플리케이션 서비스 집합 중 LTE 어플리케이션 서비스 집합
W: 전체 사용자 집합 중 WiFi 사용자 집합 또는 전체 어플리케이션 서비스 집합 중 WiFi 어플리케이션 서비스 집합
CW: WiFi 총 가용 용량
CL: LTE 총 가용 용량
rk: k번째 사용자(어플리케이션)가 요구하는 전송 용량
rk W: k번째 사용자(어플리케이션)가 요구하는 전송 용량 중 WiFi를 이용하여 전송되는 전송 용량
rk L: k번째 사용자(어플리케이션)가 요구하는 전송 용량 중 LTE를 이용하여 전송되는 전송 용량
pk: k번째 사용자(어플리케이션)가 계약 용량 대비 현재 시점에서 소진한LTE 전송량 (0≤pk≥1)
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 장치의 트래픽 분배에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트래픽 분배 방법에 대한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 장치(100)는 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산할 수 있다(S110).
구체적으로, 장치(100)는 복수의 통신 방식으로 데이터를 주고 받을 적어도 하나의 단말기의 사용자인 통신 사용자의 기회 비용을 계산할 수 있다.
장치(100)는 기회 비용 함수를 이용하여, 각 통신 사용자의 기회 비용을 계산할 수 있다. 예를 들면, 장치(100)는 다양한 기회 비용 함수 중 하나로, 각 통신 사용자의 기회 비용을 계산할 수 있다.
또한, 장치(100)는 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하고, 선택된 기회 비용 함수로 각 통신 사용자의 기회 비용을 계산할 수 있다.
그리고 장치(100)는 통신 사용자의 선호도, 트래픽 분배 시기 등을 반영하여, 기회 비용 함수를 선택할 수 있다. 여기서 통신 사용자의 선호도는 통신 사용자의 통신 사업자와의 계약(예를 들면, 통신 플랜)과 관련될 수 있다. 그래서 통신 사용자가 계약한 용량 대비 소진한 용량을 기회 비용으로 볼 수 있다.
장치(100)는 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 통신 전송 속도를 계산된 기회 비용에 따라 정렬할 수 있다(S130).
예를 들면, 장치(100)는 적어도 하나의 통신 사용자 각각에 대해 계산된 기회 비용을 일정 기준으로 정렬할 수 있다.
일 실시예로, 장치(100)는 각 사용자가 요구하는 전송 용량을, 적어도 하나의 통신 사용자 각각에 대해 계산된 기회 비용에 따라 정렬할 수 있다.
장치(100)는 정렬된 기회 비용에서, 적어도 하나의 통신 사용자 각각에 대해 복수의 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배할 수 있다(S150).
예를 들면, 장치(100)는 정렬된 기회 비용에서, 적어도 하나의 통신 사용자 각각에 대해, 복수의 통신 방식인 제1 통신 방식과 제2 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배할 수 있다.
일 실시예로, 장치(100)는 정렬된 기회 비용에서, 하나의 통신 방식에 포함되는 사용자의 수가 최대인 최대 사용자 집합을 산출할 수 있고, 산출된 최대 사용자 집합을 기준으로, 통신 사용자들을 각각의 통신 방식의 사용자 집합으로 분배할 수 있다.
구체적으로, 장치(100)는 수학식 또는 수리 모형을 이용하여, 하나의 통신 방식, 예를 들면 가용 용량이 한정된 통신 방식을 이용하는 사용자의 수가 최대인 최대 사용자 집합을 산출할 수 있고, 산출된 최대 사용자 집합을 기준으로 통신 사용자들을 각각의 통신 방식의 사용자 집합으로 분배할 수 있다.
장치(100)는 분배된 사용자 집합에 따라, 적어도 하나의 통신 사업자 각각에 각 통신 방식별 가용 용량을 분배할 수 있다(S170).
장치(100)는 복수의 통신 방식 각각에 대해 분배된 사용자 집합에 따라, 각 사용자 집합에 속한 통신 사용자들의 단말기가 해당 통신 방식을 이용할 가용 용량을 분배할 수 있다.
예를 들면, 장치(100)는 제1 통신 방식 사용자 집합에 속한 통신 사용자들에게, 제1 통신 방식의 총 가용 용량을 분배할 수 있다.
이와 같이, 장치(100)는 복수의 통신 방식을 이용할 때, 복수의 사용자 각각의 기회 비용을 계산하고, 사용자 선호도를 반영하여 각 통신 방식에 대한 사용자 집합을 선정하여 해당 통신 방식의 가용 용량을 분배할 수 있다.
구체적인 실시예를 이하 설명한다.
후술할 실시예는 LWA(LTE WiFi Aggregation) 통신 기술이 적용된 통신 시스템에서의 트래픽 분배에 관한 것으로, LTE 통신 방식 및 WiFi 통신 방식 모두 이용될 수 있다.
장치(100)는 LTE 통신 방식, WiFi 통신 방식에 대한 사용자 선택에서, 기회 비용(pk) 값을 기준으로, 전체 사용자 집합(K) 중 LTE를 사용하는 사용자 집합(L)을 선정할 수 있다.
변수 χk는 아래와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018107652284-pat00003
장치(100)는 아래 수리 모형을 이용하여 χk의 값을 결정할 수 있다.
Figure 112018107652284-pat00004
장치(100)는 통신 사용자들의 기회 비용의 총합을 최소화하면서, LTE 통신 방식의 총 가용 용량을 넘는 수의 사용자 집합을 선정할 수 있다.
장치(100)는 위에 기재된 수리 모형을 계산하여, χk가 0 또는 1로 결정되면, LTE 통신 방식을 이용하는 사용자(또는 어플리케이션)가 결정할 수 있다. 그리고 장치(100)는 rk L로서, LTE 통신 방식을 이용하는 사용자가 LTE 통신 방식을 이용하여 전송하는 전송 용량을 결정할 수 있다.
한편, 장치(100)는 상술한 수리 모형을 실시간으로 계산할 수도 있지만, 후술할 방식을 통해, 복수의 통신 방식 중 하나를 이용하는 사용자를 선정할 수 있다. 그래서 본 발명은 실시간으로 복수의 통신 방식에 대한 트래픽 분배를 할 수 있다. 이하, 이에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LWA 트래픽 분배 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 설명에서는 도 4를 참조한다.
도 4를 참조하면, 장치(100)는 사용자(k)의 접속 시도를 확인할 수 있다(S200). 여기서 사용자는, 장치(100) 또는 장치(100)와 관련된 네트워크로부터, 데이터 통신을 이용하는 이용자를 의미할 수 있다.
일 실시예로, 장치(100)는 LTE 통신 방식과 WiFi 통신 방식에 대해 트래픽을 분배할 수 있다.
장치(100)는 사용자의 기회 비용 함수(pk)를 선택할 수 있다(S205).
구체적으로, 장치(100)는 사용자의 기회 비용을 계산 시 적용할 기회 비용 함수를 선택할 수 있다.
예를 들면, 장치(100)는 복수의 기회 비용 함수 중 적어도 하나의 기회 비용 함수를 선택할 수 있다. 기회 비용 함수는 다양한 기회 비용 함수가 포함될 수 있고, 예를 들면, 선형 기회 비용 함수, 콘벡스 함수형 기회 비용 함수, 콘케이브 함수형 기회 비용 함수, 시그모이드 함수형 기회 비용 함수가 포함될 수 있다.
상술한 4가지의 기회 비용 함수는 아래와 같다.
(1) 선형 기회 비용 함수:
Figure 112018107652284-pat00005
(2) 콘벡스 함수형 기회 비용 함수:
Figure 112018107652284-pat00006
(3) 콘케이브 함수형 기회 비용 함수:
Figure 112018107652284-pat00007
(4) 시그모이드 함수형 기회 비용 함수:
Figure 112018107652284-pat00008
위 함수에서, yk는 사용량이고, ak는 계약량(통신 사업자와의 계약량)이고, b, c는 상수이다. 일 실시예로, 계약량은 LTE 통신 방식에 대한 계약량을 의미할 수 있다.
장치(100)는 다양한 기준으로 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택할 수 있다.
예를 들면, 장치(100)는 통신 사업자와의 계약(예를 들면, 통신 플랜)의 기간에 따라 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택할 수 있고, 통신 사업자의 선택에 따르도록 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택할 수 있다.
장치(100)는 선택된 기회 비용 함수로 사용자의 기회 비용을 계산할 수 있다(S210).
구체적으로, 장치(100)는 단계 S205에서, 선택된 기회 비용 함수를 이용하여, 사용자 각각의 기회 비용을 계산할 수 있다.
장치(100)는 사용자(k)의 요구 전송 속도(rk)를 기회 비용(pk) 순으로 정렬할 수 있다(S230).
예를 들면, 장치(100)는 실시간으로 LTE 통신 방식의 사용자 집합을 선정하기 위해 사용자들을 기회 비용 함수(pk) 값을 기준으로 정렬할 수 있다.
장치(100)는
Figure 112018107652284-pat00009
를 만족하는 최대 사용자 집합(L)을 산출할 수 있다(S250).
예를 들면, 장치(100)는 정렬된 사용자들의 기회 비용(pk) 값을 계속적으로 더하여 LTE 총 가용 용량(CL)을 넘지 않을 때까지의 사용자들을 선정하여, LTE 사용자 집합을 산출(L)할 수 있다. 여기서 산출은 선정을 의미할 수도 있다.
이에 따라, 아래의 식이 만족될 수 있다.
Figure 112018107652284-pat00010
장치(100)는 사용자(k)가 산출된 집합(L)에 속하는지 판단할 수 있다(S260). 그리고 장치(100)는 사용자가 산출된 집합(L)에 속하면 LTE 접속하도록 하고(S273), 산출된 집합(L)에 속하지 않으면 WiFi 접속하도록 할 수 있다(S275).
예를 들면, 장치(100)는 집합(L)에 속하는 사용자들은 LTE 통신 방식을 이용하도록 하고, 집합(L)에 속하지 않는 사용자들은 WiFi 통신 방식을 이용하도록 할 수 있다.
한편, 장치(100)는 단계 S273에서, LTE 사용자 집합(L)으로 분류된 사용자들에게, LTE 자원(총 가용 용량(CL))을 배분할 수 있다. 예를 들면, 장치(100)는 내쉬 균형(Nash Equilibrium)에 근거하여, 하기의 식을 이용하여 LTE 자원을 LTE 사용자 집합(L)으로 분류된 사용자들에게 배분할 수 있다. 여기서 k번째 사용자(어플리케이션)에게 할당된 LTE 자원을
Figure 112018107652284-pat00011
라고 할 때, 장치(100)는 사용자 요구 전송 용량(rk)을 이용하여 아래의 공식으로 자원을 분배할 수 있다.
Figure 112018107652284-pat00012
이와 같이, 장치(100)는 LTE 통신 방식을 이용하도록 분류된 사용자들에, LTE 자원을 배분할 수 있다.
본 발명에 따른 트래픽 분배 시스템은 사용자 선호를 반영하면서도 사용자의 기회 비용을 최소화시킬 수 있어서, 사용자 중심의 자원 균형 배분이 가능하다.
또한, 본 발명은 사용자 그룹마다, 차별적으로 자원 활용이 가능하도록 할 수 있다.
도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 실험 결과를 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분배 결과에 대한 그래프이다.
사용자들은 자신의 계약 용량(예를 들면, 통신 플랜에 따른 데이터 사용 가능 용량) 내에서 LTE 통신 또는 WiFi 자원을 활용하게 된다. 사용자들이 트래픽을 발생시키는 형태를 보면, 계약 용량에 비례하여 트래픽을 발생시키지 않으며, LWA에서는 WiFi를 LTE와 동시에 활용하므로 계약 용량을 의식하여 트래픽을 발생시키지 않는 사용자 그룹이 존재하게 된다.
사용자 그룹을 계약 용량과 사용 용량의 두가지 축으로 구분할 수 있다. 그래서 실험에 따른 사용자 그룹은 아래 표1과 같다.
대용량(6GB) 계약자 저용량(2GB) 계약자
높은 트래픽 발생자 HL 그룹 HS 그룹
낮은 트래픽 발생자 LL 그룹 LS 그룹
위와 같은 조건의 사용자 그룹을 구분한 상태로, 본 발명의 장치(100)의 접속 방법을 실행하면 사용자 그룹에 따라 서로 다른 LTE 자원과 WiFi 자원 할당이 이루어지는 것을 도 5를 통해 확인할 수 있다.
도 5를 참조하면, (a)는 초기, (b)는 중기, (c)는 말기에 대한 그래프이며, 기회 비용 값을 중심으로 사용자 그룹의 차별성을 확인할 수 있다. 그래서 도 5를 참조하면, LTE 시스템에 접속하는 우선 순위가 기회 비용 값으로 결정되므로, HS 그룹이 상대적으로 품질이 좋은 LTE 자원을 우선적으로 사용할 수 있는 권한을 얻을 수 있고, LL 그룹은 LTE 자원을 사용할 기회를 타 그룹에 비해 적게 가져가는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라 통신 사업자가 보다 효과적으로 사용자를 구분할 수 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 복수의 통신 방식을 효과적으로 사용할 수 있고, 사용자 선호를 반영하여 제한된 용량의 트래픽을 분배할 수 있다. 또한, 본 발명은 기회 비용 함수를 이용하여 제한된 용량의 트래픽을 분배할 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 다양한 실시 예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (16)

  1. 서로 다른 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식을 제공하는 트래픽 분배 장치의 트래픽 분배 방법에 있어서,
    적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하는 단계;
    상기 계산된 기회 비용을 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 통신 전송 속도를 상기 계산된 기회 비용에 따라 정렬하는 단계;
    상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 전송 용량 중 상기 제1 통신 방식을 이용하여 전송되는 제1 전송 용량과, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량을 기초로, 상기 정렬된 기회 비용에서 상기 적어도 하나의 통신 사용자 각각을 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배하는 단계를 포함하며,
    상기 기회 비용을 계산하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하기 위한 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하는 단계와,
    상기 선택된 기회 비용 함수를 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하는 단계를 포함하는,
    트래픽 분배 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배된 적어도 하나의 사용자에, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량 중 적어도 일부를 분배하는 단계를 더 포함하는
    트래픽 분배 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기회 비용 함수는
    선형 기회 비용 함수, 콘벡스 함수형 기회 비용 함수, 콘케이브 함수형 기회 비용 함수 및 시그모이드 함수형 기회 비용 함수 중 적어도 하나를 포함하는
    트래픽 분배 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하는 단계는
    상기 적어도 하나의 사용자의 선호도 및 상기 트래픽 분배의 분배 시기 중 적어도 하나를 반영하여, 상기 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는
    트래픽 분배 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 집합으로 분배하는 단계는
    하기의 수학식을 만족하는 최대 사용자 집합을 산출하고, 산출된 최대 사용자 집합을 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배하고,
    Figure 112018107652284-pat00013

    상기 L은 전체 사용자 집합 중 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합이고, 상기 rk는 k번째 사용자가 요구하는 전송 용량이고, 상기 CL은 제1 통신 방식의 총 가용 용량인
    트래픽 분배 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분배된 사용자 집합에 따라, 상기 적어도 하나의 통신 사용자에 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 중 하나로 트래픽을 제공하는 단계를 더 포함하는
    트래픽 분배 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 방식은 LTE 통신 방식이고,
    상기 제2 통신 방식은 WiFi 통신 방식인
    트래픽 분배 방법.
  9. 서로 다른 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식을 제공하는 트래픽 분배 장치에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 프로세서에 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하고,
    상기 계산된 기회 비용을 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 통신 전송 속도를 상기 계산된 기회 비용에 따라 정렬하고,
    상기 적어도 하나의 통신 사용자가 요구하는 전송 용량 중 상기 제1 통신 방식을 이용하여 전송되는 제1 전송 용량과, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량을 기초로, 상기 정렬된 기회 비용에서 상기 적어도 하나의 통신 사용자 각각을 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 각각의 사용자 집합으로 분배하도록 하되,
    상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하기 위한 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 기회 비용 함수를 기초로, 상기 적어도 하나의 통신 사용자의 기회 비용을 계산하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는,
    트래픽 분배 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배된 적어도 하나의 사용자에, 상기 제1 통신 방식의 총 가용 용량 중 적어도 일부를 분배하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    트래픽 분배 장치.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 기회 비용 함수는
    선형 기회 비용 함수, 콘벡스 함수형 기회 비용 함수, 콘케이브 함수형 기회 비용 함수 및 시그모이드 함수형 기회 비용 함수 중 적어도 하나를 포함하는
    트래픽 분배 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    상기 적어도 하나의 사용자의 선호도 및 상기 트래픽 분배의 분배 시기 중 적어도 하나를 반영하여, 상기 복수의 기회 비용 함수 중 하나를 선택하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    트래픽 분배 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    하기의 수학식을 만족하는 최대 사용자 집합을 산출하고, 산출된 최대 사용자 집합을 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합으로 분배하도록 하는 인스트럭션들을 저장하고,
    Figure 112018107652284-pat00014

    상기 L은 전체 사용자 집합 중 상기 제1 통신 방식의 사용자 집합이고, 상기 rk는 k번째 사용자가 요구하는 전송 용량이고, 상기 CL은 제1 통신 방식의 총 가용 용량인
    트래픽 분배 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    상기 분배된 사용자 집합에 따라, 상기 적어도 하나의 통신 사용자에 상기 제1 통신 방식 및 상기 제2 통신 방식 중 하나로 트래픽을 제공하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    트래픽 분배 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제1 통신 방식은 LTE 통신 방식이고,
    상기 제2 통신 방식은 WiFi 통신 방식인
    트래픽 분배 장치.
KR1020180131540A 2018-10-31 2018-10-31 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법 KR102112344B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180131540A KR102112344B1 (ko) 2018-10-31 2018-10-31 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180131540A KR102112344B1 (ko) 2018-10-31 2018-10-31 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200048906A KR20200048906A (ko) 2020-05-08
KR102112344B1 true KR102112344B1 (ko) 2020-05-19

Family

ID=70678360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180131540A KR102112344B1 (ko) 2018-10-31 2018-10-31 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102112344B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140136414A1 (en) 2006-03-17 2014-05-15 Raj Abhyanker Autonomous neighborhood vehicle commerce network and community
JP2016525289A (ja) * 2013-08-02 2016-08-22 日本電気株式会社 ネットワークに送信されるユーザープリファレンスに基づくｗｌａｎトラフィックステアリングのための通信システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140136414A1 (en) 2006-03-17 2014-05-15 Raj Abhyanker Autonomous neighborhood vehicle commerce network and community
JP2016525289A (ja) * 2013-08-02 2016-08-22 日本電気株式会社 ネットワークに送信されるユーザープリファレンスに基づくｗｌａｎトラフィックステアリングのための通信システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Pieter Willemen 외 5명, "SON for LTE-WLAN access network selection: design and performance", EURASIP (2016.09.27.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200048906A (ko) 2020-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10499254B2 (en) Frequency spectrum coordination device and method, and device and method in wireless communication system
US20150055633A1 (en) Access point and communication system for resource allocation
JP2013524696A (ja) ワイヤレス通信のためにスペクトルを判断し、割り当てるための方法および装置
JP5615983B2 (ja) コグニティブ無線システムの動作モードを変換する方法及び装置
CN112333835B (zh) 一种载波资源调度方法和装置
CN110248417A (zh) 一种电力物联网中上行通信业务的资源分配方法及系统
CN110431869A (zh) 装置、方法以及记录介质
CN101674680A (zh) 频带划分的方法、装置和基站
Zhang et al. DMRA: A decentralized resource allocation scheme for multi-SP mobile edge computing
JP2017515370A (ja) ネットワークの共有方法、装置、システム及びコンピュータ記憶媒体
Wu et al. Matching-based content caching in heterogeneous vehicular networks
CN112469133A (zh) 一种载波资源调度方法和装置
CN113852995A (zh) 网络切片的分配方法、终端及存储介质
US20200187014A1 (en) Managing Spectrum in Wireless Communication Network
CN109756986A (zh) 一种上行数据包资源分配方法和用户终端
JP5102309B2 (ja) ホームゾーンサービス
CN112689308B (zh) 多用户无线数据传输方法、系统、设备及存储介质
CN112469132B (zh) 一种载波资源调度方法和装置
KR102112344B1 (ko) 트래픽 분배 장치 및 트래픽 분배 방법
US6963730B2 (en) Method for operating a user station in a cellular communication system
Wei et al. Dynamic system level frequency spectrum allocation scheme based on cognitive radio technology
CN104170309A (zh) 一种资源管理方法及装置
CN113316262A (zh) 上行资源分配方法及装置、计算机可读存储介质、用户设备
JP3803726B2 (ja) 無線基地局装置における無線リソース管理方法及び無線基地局装置における無線リソース管理方式
Kim et al. Nash bargaining approach for fair and efficient LTE–WiFi aggregation

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant