KR102188783B1 - Apparatus and method for content caching using internet of things gateway - Google Patents

Apparatus and method for content caching using internet of things gateway Download PDF

Info

Publication number
KR102188783B1
KR102188783B1 KR1020190097165A KR20190097165A KR102188783B1 KR 102188783 B1 KR102188783 B1 KR 102188783B1 KR 1020190097165 A KR1020190097165 A KR 1020190097165A KR 20190097165 A KR20190097165 A KR 20190097165A KR 102188783 B1 KR102188783 B1 KR 102188783B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
uplink data
cache memory
network
data
real
Prior art date
Application number
KR1020190097165A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임민중
Original Assignee
동국대학교 산학협력단
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 동국대학교 산학협력단 filed Critical 동국대학교 산학협력단
Priority to KR1020190097165A priority Critical patent/KR102188783B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102188783B1 publication Critical patent/KR102188783B1/en

Links

Images

Classifications

    • H04L67/2842
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50Network services
    • H04L67/56Provisioning of proxy services
    • H04L67/568Storing data temporarily at an intermediate stage, e.g. caching
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H04L67/2823
    • H04L67/325
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50Network services
    • H04L67/56Provisioning of proxy services
    • H04L67/565Conversion or adaptation of application format or content
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50Network services
    • H04L67/60Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources
    • H04L67/62Establishing a time schedule for servicing the requests

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Information Transfer Between Computers (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

A content caching apparatus using an Internet of things (IoT) gateway and a method thereof are disclosed. According to the present invention, a content caching method performed by an IoT gateway including cache memory may comprise the steps of: receiving uplink data from a plurality of IoT devices, respectively; determining a delay characteristic of each of the received uplink data; and transmitting the uplink data to a network based on the delay characteristic of the uplink data and a load of the network through which the uplink data is transmitted.

Description

사물 인터넷 게이트웨이를 활용한 콘텐츠 캐싱 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTENT CACHING USING INTERNET OF THINGS GATEWAY}Content caching device and method using IoT gateway {APPARATUS AND METHOD FOR CONTENT CACHING USING INTERNET OF THINGS GATEWAY}

본 발명은 차세대 이동통신 시스템 및 무선통신 시스템에서 비디오 스트리밍 또는 사물 인터넷에 의한 데이터 폭증을 경감하기 위해 사물 인터넷 게이트웨이를 활용하여 콘텐츠 캐싱을 수행하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for performing content caching using an IoT gateway in order to reduce data explosion caused by video streaming or IoT in a next-generation mobile communication system and wireless communication system.

유선 및 무선 네트워크의 트래픽의 양은 폭발적으로 증가하고 있으며 이는 주로 비디오 스트리밍 서비스 등 콘텐츠 기반 서비스의 증가에 기인한다. 유선 네트워크에서는 코어 네트워크를 통하여 콘텐츠를 다운로드 받는 부담을 줄이기 위하여 콘텐츠의 캐시된 버전을 여러 지리적 위치에 배치하는 기술이 사용되고 있으며, 사용자에게 가까운 네트워크 가장자리에 캐시를 설치하는 형태로 발전하고 있다.The amount of traffic in wired and wireless networks is explosively increasing, mainly due to the increase in content-based services such as video streaming services. In wired networks, a technology for placing cached versions of content in various geographical locations is used to reduce the burden of downloading content through a core network, and it is developing in the form of installing a cache at the edge of a network close to a user.

최근에는 무선 네트워크까지 캐시를 설치하는 것을 고려하고 있으며, 모바일 트래픽의 증가로 인한 무선 구간 및 백홀의 부담을 줄이기 위하여 기지국이나 디바이스에 콘텐츠 캐시를 설치하는 무선 캐시 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. In recent years, it is considered to install a cache even in a wireless network, and research on a wireless cache technology for installing a content cache in a base station or device to reduce the burden of a wireless section and a backhaul due to an increase in mobile traffic is being actively conducted.

최근 C-band나 mmWave 밴드 등 고주파 반송파를 사용하는 무선통신 기술이 발전하여 넓은 대역폭을 사용함으로써 고속 데이터 전송이 가능하도록 하는 기술들이 개발되었지만 고주파 반송파는 커버리지가 매우 작아서 주로 스몰셀 등 좁은 지역에서만 서비스가 가능하다는 단점이 있다. Recently, wireless communication technologies using high-frequency carriers such as C-band and mmWave band have been developed, and technologies that enable high-speed data transmission by using a wide bandwidth have been developed, but high-frequency carriers have very small coverage and are mainly serviced only in small areas such as small cells. There is a drawback that it is possible.

따라서 비용을 많이 들여서 많은 수의 스몰셀을 설치하지 않는다면, 스몰셀 기지국 근처의 좁은 지역에서는 충분한 데이터 공급이 가능하지만 그렇지 않은 다른 지역에서는 여전히 충분한 데이터 공급이 어려울 수 있다. 또한 스몰셀 기지국에 광케이블의 백홀이 연결되지 않는다면 백홀이 병목이 되기 때문에 무선 용량이 아무리 크더라도 도움이 되지 않는다. Therefore, if a large number of small cells are not installed due to a high cost, sufficient data can be supplied in a small area near the small cell base station, but it may still be difficult to supply sufficient data in other areas. Also, if the backhaul of the optical cable is not connected to the small cell base station, the backhaul becomes a bottleneck, so no matter how large the wireless capacity is, it is not helpful.

앞으로 mmWave 등 고주파 반송파는 추가적으로 발굴되어 이동통신 및 무선통신을 위해서 사용이 되겠지만 이들 주파수는 커버리지가 작기 때문에 많은 지역에서 저주파 대역에 비해 덜 혼잡하게 사용이 될 것이다. 따라서 고주파 반송파를 단말 간 직접통신 (Device-to-Device, 이하 D2D)으로 사용하게 하면 고주파 대역의 효용성을 높일 수 있을 것이다. In the future, high-frequency carriers such as mmWave will be additionally discovered and used for mobile communication and wireless communication, but these frequencies will be used less congested than low-frequency bands in many areas because of their small coverage. Therefore, if the high-frequency carrier is used for direct communication between terminals (Device-to-Device, hereinafter D2D), the effectiveness of the high-frequency band can be improved.

점차 더 높은 반송파 주파수를 사용함으로써 무선 대역폭의 문제는 어느 정도 해결이 되어 가고 있지만 비용적인 문제로 충분히 많은 수의 기지국이 설치되지 않거나 혹은 모든 기지국으로 충분한 고용량의 백홀이 공급되지 않는다면 사용 가능한 무선 자원을 100% 활용하지 못하는 경우가 빈번하게 발생할 수 있다. The problem of wireless bandwidth is being solved to some extent by using a higher carrier frequency, but if a sufficient number of base stations are not installed due to cost problems, or if a sufficient high-capacity backhaul is not supplied to all base stations, available radio resources are used. It can happen frequently that 100% is not utilized.

커버리지와 백홀의 문제가 있는 무선 네트워크에서 모바일 트래픽의 증가를 해결하기 위하여, 디바이스에 콘텐츠 캐시를 설치하고 트래픽이 많지 않은 오프 피크 시간에 기지국으로부터 콘텐츠를 받아 저장한 뒤 트래픽이 많은 피크 시간에 D2D 통신을 이용하여 디바이스에게 콘텐츠를 공급하는 D2D 캐시 기술이 사용될 수 있다. In order to solve the increase in mobile traffic in wireless networks with coverage and backhaul problems, a content cache is installed on the device and content is received and stored from the base station during off-peak hours when there is not much traffic, and then D2D communication during peak times of high traffic. A D2D cache technology that supplies content to a device by using may be used.

그러나 스마트폰 등 일반적인 디바이스는 충분한 크기의 여유 저장장치를 가지고 있지 않기 때문에 다른 사용자가 필요로 하는 비디오 콘텐츠를 저장하기 어렵고, 배터리로 동작하므로 전력 소모의 문제가 있어서 D2D 통신을 이용하여 다른 디바이스에게 콘텐츠를 제공하는 것은 어려움이 있다. However, since general devices such as smartphones do not have enough free storage devices, it is difficult to store video content required by other users, and because it operates on a battery, there is a problem of power consumption, so the content is transferred to other devices using D2D communication. It is difficult to provide.

비디오 콘텐츠 등 하향링크 데이터의 증가 뿐만 아니라 사물 인터넷의 폭증으로 인한 상향링크 데이터의 증가도 무시할 수 없다. 사물 인터넷 허브 또는 사물 인터넷 게이트웨이는 많은 수의 디바이스로부터 데이터를 D2D 통신을 이용하여 수신한 뒤 셀룰러 통신을 이용하여 기지국으로 전달할 수 있다. 그러나 피크 시간에는 모든 사물 인터넷 데이터를 네트워크로 전달하는데 어려움이 있을 수 있다. Not only the increase in downlink data such as video content, but also the increase in uplink data due to the explosion of the Internet of Things cannot be ignored. The IoT hub or IoT gateway may receive data from a large number of devices using D2D communication and then transmit it to the base station using cellular communication. However, during peak hours, there may be difficulties in delivering all IoT data to the network.

본 발명은 상향 링크 데이터의 지연 특성과 상향 링크 데이터가 전송되는 네트워크의 부하에 기초하여 해당 상향 링크 데이터의 실시간 전송 여부를 결정하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide an apparatus and method for determining whether to transmit corresponding uplink data in real time based on a delay characteristic of uplink data and a load of a network through which uplink data is transmitted.

또한, 본 발명은 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대에 하향 링크 데이터를 수신하여 사물 인터넷 게이트웨이의 캐시 메모리에 저장하고, 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 D2D 통신을 통해 사용자 단말로 전송하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention receives downlink data during an off-peak time when the network load is less than a certain reference and stores it in the cache memory of the IoT gateway, and performs D2D communication during the peak time when the network load is greater than a certain reference. It is possible to provide an apparatus and method for transmitting to a user terminal through.

본 발명의 일실시예에 따른 캐시 메모리를 포함하는 사물 인터넷(Internet of Things, 이하 IoT) 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법은 복수의 IoT 디바이스들로부터 상향 링크 데이터를 각각 수신하는 단계; 상기 각각 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성을 판단하는 단계; 및 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성과 상기 상향 링크 데이터가 전송되는 네트워크의 부하에 기초하여 상기 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. A content caching method performed by an Internet of Things (IoT) gateway including a cache memory according to an embodiment of the present invention includes receiving uplink data from a plurality of IoT devices, respectively; Determining a delay characteristic of each of the received uplink data; And transmitting the uplink data to the network based on a delay characteristic of the uplink data and a load of a network through which the uplink data is transmitted.

상기 지연 특성으로 판단하는 단계는 상기 복수의 IoT 디바이스들이 제공하는 서비스의 종류에 기초하여 상기 각각 수신된 상향 링크 데이터를 실시간성 데이터 또는 비실시간성 데이터로 판단할 수 있다. The determining of the delay characteristic may include determining the received uplink data as real-time data or non-real-time data based on a type of service provided by the plurality of IoT devices.

상기 네트워크로 전송하는 단계는 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성이 실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하에 관계없이 상기 실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 상기 네트워크로 전송할 수 있다.In the transmitting of the network, when the delay characteristic of the uplink data is determined as real-time data, the uplink data determined as real-time data may be transmitted to the network without delay, regardless of the load of the network.

상기 네트워크로 전송하는 단계는 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성이 비실시간성 데이터로 판단된 경우, (1) 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대에는 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전송하고, (2) 상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에는 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장한 후 오프-피크 시간 대에 상기 네트워크로 전송할 수 있다. In the case of transmitting to the network, when the delay characteristic of the uplink data is determined to be non-real-time data, (1) the non-real-time during off-peak time when the load of the network is less than a predetermined reference Uplink data determined as sex data is transmitted to the network, and (2) uplink data determined as non-real-time data is stored in the cache memory during a peak time when the network load is greater than the predetermined reference. And then transmitted to the network during off-peak time.

상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대에 하향 링크 데이터를 수신하여 상기 캐시 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터 중 주변에 위치한 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. Receiving downlink data during an off-peak period when the network load is less than a predetermined reference and storing the downlink data in the cache memory; And downlink data corresponding to content requested from a user terminal located in the vicinity of downlink data stored in the cache memory during peak times when the load of the network is greater than a predetermined reference, direct communication between terminals (Device-to-Device, It may further include transmitting to the user terminal through D2D).

상기 사용자 단말로 전송하는 단계는 상기 피크 시간 대에 선호도가 가장 낮은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. Transmitting to the user terminal may include removing downlink data corresponding to the content having the lowest preference during the peak time period.

본 발명의 일실시예에 따른 캐시 메모리를 포함하는 IoT 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법은 복수의 IoT 디바이스들로부터 수신된 상향 링크 데이터 및 주변에 위치하는 복수의 사용자 단말들에 콘텐츠 캐싱을 제공하기 위하여 네트워크를 통해 수신된 하향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리를 공유하여 저장하는 단계; 및 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 위한 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수에 기초하여 타 IoT 게이트웨이와 연동함으로써 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 처리하는 단계를 포함할 수 있다. A content caching method performed by an IoT gateway including a cache memory according to an embodiment of the present invention is to provide uplink data received from a plurality of IoT devices and content caching to a plurality of user terminals located nearby. Storing downlink data received through a network by sharing the cache memory; And processing uplink data and downlink data stored in the cache memory by interworking with other IoT gateways based on the number of user terminals present in the D2D area for direct communication (Device-to-Device, D2D) between terminals. It may include.

상기 저장하는 단계는 상기 복수의 IoT 디바이스들이 제공하는 서비스의 종류에 기초하여 상기 수신된 상향 링크 데이터를 실시간성 데이터 또는 비실시간성 데이터로 판단하는 단계; 및 상기 상향 링크 데이터가 비실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. The storing may include determining the received uplink data as real-time data or non-real-time data based on a type of service provided by the plurality of IoT devices; And when the uplink data is determined to be non-real-time data, storing the up-link data determined as non-real-time data in the cache memory at a peak time when the load of the network is greater than a predetermined reference. It may include.

상기 처리하는 단계는 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 타 IoT 게이트웨이로부터 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 수신하는 단계; 상기 타 IoT 게이트웨이로부터 수신된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터와 교체하는 단계; 및 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전달하는 단계를 포함할 수 있다. In the processing step, when the number of user terminals existing in the D2D area is less than a predetermined standard, uplink data corresponding to the non-real-time data from other IoT gateways in which the number of user terminals existing in the D2D area is greater than or equal to a predetermined standard are received. Receiving; Replacing uplink data received from the other IoT gateway with downlink data stored in the cache memory; And transmitting uplink data stored in the cache memory to the network during an off-peak time when the network load is less than a predetermined reference.

상기 처리하는 단계는 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 타 IoT 게이트웨이로 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 전송하여 상기 캐시 메모리의 공간을 확보하는 단계; 상기 네트워크를 통해 하향 링크 데이터를 추가적으로 수신하여 상기 캐시 메모리의 확보된 공간에 저장하는 단계; 및 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 D2D 통신을 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. In the processing step, when the number of user terminals in the D2D area is more than a certain standard, uplink data corresponding to non-real-time data is transmitted to another IoT gateway in which the number of user terminals in the D2D area is less than a certain standard. Transmitting to secure a space of the cache memory; Additionally receiving downlink data through the network and storing it in a reserved space of the cache memory; And transmitting downlink data corresponding to the content requested from the user terminal existing in the D2D area to the user terminal through D2D communication during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference.

본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 시스템에 있어서, 상기 IoT 게이트웨이는 캐시 메모리 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 복수의 IoT 디바이스들로부터 상향 링크 데이터를 각각 수신하고, 상기 각각 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성을 판단하며, 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성과 상기 상향 링크 데이터가 전송되는 네트워크의 부하에 기초하여 상기 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전송할 수 있다. In a content caching system performed by an IoT gateway according to an embodiment of the present invention, the IoT gateway includes a cache memory and a processor, and the processor receives uplink data from a plurality of IoT devices, respectively, and each of the A delay characteristic of the received uplink data may be determined, and the uplink data may be transmitted to the network based on the delay characteristic of the uplink data and a load of a network through which the uplink data is transmitted.

상기 프로세서는 상기 복수의 IoT 디바이스들이 제공하는 서비스의 종류에 기초하여 상기 각각 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성을 실시간성 데이터 또는 비실시간성 데이터로 판단할 수 있다.The processor may determine a delay characteristic of each of the received uplink data as real-time data or non-real-time data based on a type of service provided by the plurality of IoT devices.

상기 프로세서는 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성이 실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하에 관계없이 상기 실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 상기 네트워크로 전송할 수 있다. When the delay characteristic of the uplink data is determined as real-time data, the processor may transmit the uplink data determined as real-time data to the network without delay, regardless of the load of the network.

상기 프로세서는 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성이 비실시간성 데이터로 판단된 경우, (1) 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대에는 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전송하고, (2) 상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에는 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장한 후 오프-피크 시간 대에 상기 네트워크로 전송할 수 있다. When the delay characteristic of the uplink data is determined to be non-real-time data, (1) the processor determines the non-real-time data during an off-peak time when the load of the network is less than a predetermined reference. The uplink data is transmitted to the network, and (2) the uplink data determined as the non-real-time data is stored in the cache memory during a peak time when the load of the network is greater than the predetermined reference. It can be transmitted to the network during the off-peak time.

상기 프로세서는 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대에 하향 링크 데이터를 수신하여 상기 캐시 메모리에 저장하고, 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터 중 주변에 위치한 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다. The processor receives downlink data in the cache memory during an off-peak time when the network load is less than a predetermined reference, and stores the downlink data in the cache memory during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference. Among the link data, downlink data corresponding to content requested from a user terminal located in the vicinity may be transmitted to the user terminal through direct communication (Device-to-Device, D2D).

상기 프로세서는 상기 피크 시간 대에 선호도가 가장 낮은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 제거할 수 있다. The processor may remove downlink data corresponding to the content having the lowest preference during the peak time period.

본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 시스템에 있어서, 상기 IoT 게이트웨이는 캐시 메모리 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 복수의 IoT 디바이스들로부터 수신된 상향 링크 데이터 및 주변에 위치하는 복수의 사용자 단말들에 콘텐츠 캐싱을 제공하기 위하여 네트워크를 통해 수신된 하향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리를 공유하여 저장하고, 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 위한 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수에 기초하여 타 IoT 게이트웨이와 연동함으로써 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 처리할 수 있다. In a content caching system performed by an IoT gateway according to an embodiment of the present invention, the IoT gateway includes a cache memory and a processor, and the processor includes uplink data received from a plurality of IoT devices and surrounding In order to provide content caching to a plurality of user terminals, the downlink data received through the network is shared and stored, and exists in the D2D area for direct communication between terminals (Device-to-Device, D2D). The uplink data and downlink data stored in the cache memory may be processed by interworking with other IoT gateways based on the number of user terminals.

상기 프로세서는 상기 복수의 IoT 디바이스들이 제공하는 서비스의 종류에 기초하여 상기 수신된 상향 링크 데이터를 실시간성 데이터 또는 비실시간성 데이터로 판단하고, 상기 상향 링크 데이터가 비실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장할 수 있다. The processor determines the received uplink data as real-time data or non-real-time data based on the type of service provided by the plurality of IoT devices, and when it is determined that the uplink data is non-real-time data, Uplink data determined as the non-real-time data may be stored in the cache memory during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference.

상기 프로세서는 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 타 IoT 게이트웨이로부터 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 수신하고, 상기 타 IoT 게이트웨이로부터 수신된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터와 교체하며, 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전달할 수 있다. When the number of user terminals in the D2D area is less than a predetermined standard, the processor receives uplink data corresponding to non-real-time data from another IoT gateway in which the number of user terminals in the D2D area is greater than or equal to a predetermined standard, and , The uplink data received from the other IoT gateway is replaced with downlink data stored in the cache memory, and the uplink stored in the cache memory during an off-peak time when the network load is less than a predetermined reference Link data can be delivered to the network.

상기 프로세서는 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 타 IoT 게이트웨이로 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 전송하여 상기 캐시 메모리의 공간을 확보하고, 상기 네트워크를 통해 하향 링크 데이터를 추가적으로 수신하여 상기 캐시 메모리의 확보된 공간에 저장하며, 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 D2D 통신을 통해 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다. The processor transmits uplink data corresponding to non-real-time data to other IoT gateways in which the number of user terminals in the D2D area is less than a certain standard when the number of user terminals in the D2D area is more than a certain standard. Secures space of the cache memory, additionally receives downlink data through the network and stores it in the secured space of the cache memory, and exists in the D2D area during peak times when the load of the network is greater than a predetermined standard. Downlink data corresponding to the content requested from the user terminal may be transmitted to the user terminal through D2D communication.

본 발명은 상향 링크 데이터의 지연 특성과 상향 링크 데이터가 전송되는 네트워크의 부하에 기초하여 해당 상향 링크 데이터의 실시간 전송 여부를 결정할 수 있다. The present invention may determine whether to transmit corresponding uplink data in real time based on a delay characteristic of uplink data and a load of a network through which uplink data is transmitted.

또한, 본 발명은 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대에 하향 링크 데이터를 수신하여 IoT 게이트웨이의 캐시 메모리에 저장하고, 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 D2D 통신을 통해 사용자 단말로 전송할 수 있다.In addition, the present invention receives downlink data during off-peak times when the network load is less than a certain reference and stores it in the cache memory of the IoT gateway, and through D2D communication during the peak times when the network load is greater than a certain reference. Can be transmitted to the user terminal.

또한, 본 발명은 IoT 게이트웨이의 캐시 메모리를 공유하여 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 저장함으로써 네트워크의 부하를 줄일 수 있다. In addition, the present invention can reduce the load on the network by sharing the cache memory of the IoT gateway to store uplink data and downlink data.

도 1은 본 발명의 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이를 이용하여 콘텐츠를 전달하기 위한 콘텐츠 캐싱 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이의 상향 링크 데이터 처리 방법을 플로우챠트로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이의 하향 링크 데이터 처리 방법을 플로우챠트로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이의 캐시 메모리 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 시스템에서 콘텐츠 캐싱 효율을 높이기 위한 복수의 IoT 게이트웨이들 간 동작 방법을 도시한 도면이다.
1 is a diagram showing a content caching system for delivering content using an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of processing uplink data by an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of processing downlink data by an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a method of controlling a cache memory of an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an operation method between a plurality of IoT gateways to increase content caching efficiency in a content caching system according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the rights of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be interpreted as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 게이트웨이를 이용하여 콘텐츠를 전달하기 위한 콘텐츠 캐싱 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a content caching system for delivering content using an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 콘텐츠 캐싱 시스템(100)은 IoT 게이트웨이(110), 복수의 IoT 디바이스들(120), 기지국(130) 및 사용자 단말(140)로 구성될 수 있다. 이때, IoT 게이트웨이(110)는 캐시 메모리(111) 및 프로세서(112)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the content caching system 100 may include an IoT gateway 110, a plurality of IoT devices 120, a base station 130, and a user terminal 140. In this case, the IoT gateway 110 may include a cache memory 111 and a processor 112.

먼저, IoT 게이트웨이(110)의 프로세서(112)는 주변에 위치하는 복수의 IoT 디바이스들(120)로부터 상향 링크 데이터를 각각 수신할 수 있다. 이때, 수신되는 상향 링크 데이터는 지연 없이 네트워크의 기지국(130)을 통해 전송되어야 하는 실시간성 데이터와 해당 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작아질 때까지 기다릴 수 있는 비실시간성 데이터로 구분될 수 있다. 이때, 네트워크는 셀룰러 네트워크에 대응할 수 있다.First, the processor 112 of the IoT gateway 110 may each receive uplink data from a plurality of IoT devices 120 located nearby. At this time, the received uplink data may be divided into real-time data that must be transmitted through the base station 130 of the network without delay and non-real-time data that can wait until the load of the network becomes smaller than a predetermined reference. In this case, the network may correspond to a cellular network.

따라서, 프로세서(112)는 네트워크의 기지국(130)에 일정 기준 보다 큰 부하가 발생하는 피크(peak) 시간 대에는 실시간성 데이터만 상향 링크로 전송하고, 피크 시간이 끝날 때까지 기다릴 수 있는 비실시간성 데이터는 캐시 메모리(111)에 저장한 후 기지국(130)의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크(off-peak) 시간 대에 저장된 비실시간성 데이터를 네트워크로 전송할 수 있다.Therefore, the processor 112 transmits only real-time data through the uplink during peak times when a load greater than a certain reference occurs on the base station 130 of the network, and can wait until the peak time ends. After the sex data is stored in the cache memory 111, the non-real-time data stored in an off-peak time period when the load of the base station 130 is less than a predetermined reference may be transmitted to the network.

일례로, IoT 디바이스인 고화질의 영상을 촬영할 수 있는 감시 카메라들이 높은 밀도로 설치되어 있는 경우, 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에는 전체 감시 카메라들을 통해 촬영된 고화질 영상들 모두를 네트워크로 전송하는데 어려움이 있을 수 있다.For example, if surveillance cameras capable of shooting high-definition images, which are IoT devices, are installed at a high density, all high-definition images captured by all surveillance cameras are transferred to the network during peak times when the network load is greater than a certain standard. There may be difficulties in transmitting.

이 경우, IoT 게이트웨이(110)의 프로세서(112)는 피크 시간 대에 고화질이 아닌 제한된 화질(저화질) 영상 또는 특별히 요구되는 감시 카메라의 고화질 영상 일부를 실시간으로 전송하고, 나머지 고화질 영상들은 캐시 메모리(111)에 저장한 뒤 오프-피크 시간 대에 차례대로 전송할 수 있다.In this case, the processor 112 of the IoT gateway 110 transmits, in real time, a limited quality (low quality) image that is not high quality or a part of a high quality image of a specially required surveillance camera during peak times, and the remaining high quality images 111) and then can be transmitted sequentially during the off-peak time.

한편, 본 발명의 콘텐츠 캐싱 시스템(100)은 IoT 게이트웨이(110)의 여유 저장 공간에 하향 링크 콘텐츠를 저장하고, 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 D2D 통신을 통해 사용자 단말(140)로 전송하는 콘텐츠 캐싱 기술을 제공할 수 있다. On the other hand, the content caching system 100 of the present invention stores the downlink content in the free storage space of the IoT gateway 110, and the user terminal 140 through D2D communication during peak times when the network load is greater than a predetermined standard. It is possible to provide a content caching technology that is transmitted to.

보다 구체적으로 피크 시간이 되기 전 IoT 게이트웨이(110)의 캐시 메모리(111)는 여유 저장 공간이 많으므로, 기지국(130)을 통해 선호도가 높은 콘텐츠를 공급 받아 여유 저장 공간을 채울 수 있다. 그리고, IoT 게이트웨이(110)의 프로세서(112)는 여유 저장 공간에 저장된 콘텐츠 중 주변에 위치한 사용자 단말(140)로부터 요청 받은 콘텐츠를 D2D 통신을 통해 해당 사용자 단말(140)로 전송할 수 있다.More specifically, since the cache memory 111 of the IoT gateway 110 has a large amount of free storage space before peak time, it is possible to fill the free storage space by receiving content with high preference through the base station 130. In addition, the processor 112 of the IoT gateway 110 may transmit the content requested from the user terminal 140 located nearby among the contents stored in the free storage space to the corresponding user terminal 140 through D2D communication.

이와 같이 본 발명의 IoT 게이트웨이(110)는 캐시 메모리(111)를 공유하여 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 저장함으로써 네트워크의 부하를 줄일 수 있다.As described above, the IoT gateway 110 of the present invention can reduce the load on the network by sharing the cache memory 111 to store uplink data and downlink data.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사물 인터넷 게이트웨이의 상향 링크 데이터 처리 방법을 플로우챠트로 도시한 도면이다.2 is a flowchart illustrating a method of processing uplink data by an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 단계(210)에서, IoT 게이트웨이(110)는 복수의 IOT 디바이스들(120)로부터 상향 링크 데이터를 각각 수신할 수 있다. Referring to FIG. 2, in step 210, the IoT gateway 110 may each receive uplink data from a plurality of IOT devices 120.

그리고, 단계(220)에서, IoT 게이트웨이(110)는 각각 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성을 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 IoT 게이트웨이(110)는 수신되는 상향 링크 데이터를 지연 없이 네트워크의 기지국(130)을 통해 전송되어야 하는 실시간성 데이터와 해당 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작아질 때까지 기다릴 수 있는 비실시간성 데이터로 구분될 수 있다.Then, in step 220, the IoT gateway 110 may determine a delay characteristic of each received uplink data. More specifically, the IoT gateway 110 provides real-time data to be transmitted through the base station 130 of the network without delay for the received uplink data, and non-real-time data that can wait until the load of the network becomes smaller than a predetermined standard. It can be divided into data.

이때, IoT 게이트웨이(110)는 복수의 IoT 디바이스들(120)이 제공하는 서비스의 종류에 기초하여 수신된 상향 링크 데이터의 실시간성 여부를 판단할 수 있다. 하루를 기준으로 모바일 트래픽의 양은 일정 시간 때(보통 저녁 시간) 집중되는 경향을 보이며 이를 피크 시간으로 지정할 수 있다. 이와 같은 피크 시간에는 데이터의 전송이 용이하지 않으므로 비실시간성 데이터는 저장했다가 피크 시간이 끝난 후 전송을 할 수 있다. 따라서 비실시간성 데이터의 정의는 피크 트래픽의 지속 시간 동안(보통 수 시간) 사용되지 않아도 무방한 데이터이며, 저장용(감시카메라에서 저장을 위한 비디오)이나 통계용 등으로 사용될 수 있는 데이터에 해당할 수 있다. 그러나 이와 같은 비실시간성 데이터라고 하더라도 일부가 급하게 필요하면 요청에 의해서 피크 시간에 전송이 될 수도 있다.In this case, the IoT gateway 110 may determine whether the received uplink data is real-time based on the type of service provided by the plurality of IoT devices 120. The amount of mobile traffic on a daily basis tends to be concentrated at certain times (usually in the evening), and this can be designated as peak hours. Since data is not easily transmitted during such peak times, non-real-time data can be stored and transmitted after the peak time is over. Therefore, the definition of non-real-time data is data that does not need to be used for the duration of peak traffic (usually several hours), and corresponds to data that can be used for storage (video for storage in surveillance cameras) or statistics. I can. However, even with such non-real-time data, if a part is urgently needed, it may be transmitted at peak times by request.

예를 들어, 도로 위험 상황을 실시간으로 감지하고, 교통 상황을 관리하기 위한 서비스가 제공된다면, 해당 서비스를 제공하고자 하는 서버는 도로에 설치된 각종 센서 및 자동차의 센서로부터 각종 상향 링크 데이터를 지연 없이 실시간으로 수신하여 분석하는 것이 중요할 수 있다. 따라서, 이와 같은 서비스는 상향 링크 데이터를 실시간으로 전송해야 한다.For example, if a service for detecting road hazards and managing traffic conditions is provided in real time, the server that wants to provide the corresponding service can detect various uplink data from various sensors installed on the road and automobile sensors in real time without delay. It can be important to receive and analyze. Therefore, such a service must transmit uplink data in real time.

이와는 달리 어떠한 목적을 수행하는 서비스를 위하여 빅데이터 분석이 필요한 경우, 이에 필요한 통계 데이터 등은 수 시간 정도의 지연이 발생하여도 큰 문제가 되지 않을 수 있다. 따라서, 이와 같은 서비스는 상향 링크 데이터를 비실시간으로 전송할 수 있다.Contrary to this, when big data analysis is required for a service that performs a certain purpose, statistical data required for this may not be a big problem even if a delay of several hours occurs. Accordingly, such a service can transmit uplink data in non-real time.

단계(230)에서, IoT 게이트웨이(110)는 상향 링크 데이터의 지연 특성과 상향 링크 데이터가 전송되는 네트워크의 부하에 기초하여 상향 링크 데이터를 네트워크로 전송할 수 있다. 보다 구체적으로 IoT 게이트웨이(110)는 상향 링크 데이터의 지연 특성이 실시간성 데이터로 판단된 경우, 네트워크의 부하에 관계없이 항상 실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 네트워크로 전송할 수 있다. In step 230, the IoT gateway 110 may transmit the uplink data to the network based on the delay characteristic of the uplink data and the load of the network through which the uplink data is transmitted. More specifically, when the delay characteristic of the uplink data is determined as real-time data, the IoT gateway 110 may always transmit the uplink data determined as real-time data to the network without delay, regardless of the load of the network.

IoT 게이트웨이(110)는 상향 링크 데이터의 지연 특성이 비실시간성 데이터로 판단된 경우, 네트워크의 부하에 따라 서로 다른 방법을 통해 상향 링크 데이터를 처리할 수 있다. 먼저, IoT 게이트웨이(110)는 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대에는 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 네트워크로 전송할 수 있다.When the delay characteristic of the uplink data is determined to be non-real-time data, the IoT gateway 110 may process the uplink data through different methods according to the load of the network. First, the IoT gateway 110 may transmit uplink data determined as non-real-time data to the network without delay during an off-peak time when the network load is less than a predetermined reference.

이와는 달리 IoT 게이트웨이(110)는 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간대에는 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 캐시 메모리(111)에 저장한 후, 오프-피크 시간 대에 네트워크로 전송할 수 있다.In contrast, the IoT gateway 110 may store uplink data determined as non-real-time data in the cache memory 111 during peak times when the network load is greater than a certain reference, and then transmit them to the network during off-peak times. have.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사물 인터넷 게이트웨이의 하향 링크 데이터 처리 방법을 플로우챠트로 도시한 도면이다.3 is a flowchart illustrating a downlink data processing method of an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 단계(310)에서, IoT 게이트웨이(110)는 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대, 특히 피크 시간이 되기 전에 캐시 메모리(111)의 여유 저장 공간이 가장 크므로, 해당 시간 대에 기지국(130)으로부터 선호도가 높은 콘텐츠를 공급 받아 저장할 수 있다.Referring to FIG. 3, in step 310, the IoT gateway 110 has the largest free storage space of the cache memory 111 in the off-peak period when the network load is less than a certain reference, especially before the peak time. As such, content with high preference may be supplied and stored from the base station 130 during the corresponding time period.

단계(320)에서, IoT 게이트웨이(110)는 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 주변에 위치한 사용자 단말(140)로부터 특정 콘텐츠에 대한 요청을 수신할 수 있다.In step 320, the IoT gateway 110 may receive a request for a specific content from a user terminal 140 located nearby during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference.

단계(330)에서, IoT 게이트웨이(110) 사용자 단말(140)로부터 요청 받은 특정 콘텐츠가 캐시 메모리(111)에 저장되어 있는 경우, D2D 통신을 통해 해당 특정 콘텐츠를 사용자 단말(140)로 전송할 수 있다.In step 330, when the specific content requested from the user terminal 140 of the IoT gateway 110 is stored in the cache memory 111, the specific content may be transmitted to the user terminal 140 through D2D communication. .

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사물 인터넷 게이트웨이의 캐리 메모리 제어 방법을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a method of controlling a carry memory of an IoT gateway according to an embodiment of the present invention.

이동통신망의 과부하가 걸리는 피크 시간대와 데이터 전송에 여유가 있는 오프-피크 시간대가 일정한 주기를 가지고 번갈아 발생된다고 가정할 때 오프-피크 시간에서 피크 시간으로 넘어 가기 직전에는 IoT 게이트웨이(110)의 캐시 메모리(111)는 거의 비어 있을 것이다.The cache memory of the IoT gateway 110 just before the peak time from the off-peak time goes over, assuming that the peak time period when the mobile communication network is overloaded and the off-peak time period with sufficient data transmission occur alternately with a certain period. (111) will be almost empty.

한편, 피크 시간이 시작되어 네트워크의 트래픽 부하가 커지면서 캐시 메모리(111)에 비실시간성 데이터가 쌓여 나가며, 피크 시간이 끝나서 오프-피크 시간으로 넘어 가기 직전에 최대로 많은 양의 비실시간성 데이터가 저장되어 있을 것이다. 실제로는 피크 시간이 언제 끝날지 정확히 예측하기 어려울 수 있으므로 IoT 게이트웨이(110)는 용량에 여유가 있는 캐시 메모리(111)를 가질 수 있으며, 그에 따라 피크 시간 중에도 대부분의 시간 동안 저장 용량에 여유가 있을 수 있다.Meanwhile, as the peak time begins and the network traffic load increases, non-real-time data accumulates in the cache memory 111, and the maximum amount of non-real-time data is stored just before the peak time ends and goes to the off-peak time. It will be saved. In practice, it may be difficult to accurately predict when the peak hours will end, so the IoT gateway 110 may have a cache memory 111 with sufficient capacity, and thus storage capacity may be free for most of the time even during peak hours. have.

위에서 언급한 바와 같이 본 발명의 IoT 게이트웨이(110)는 캐시 메모리(111)의 여유 저장 공간에 하향 링크 데이터를 저장하고 피크 시간 대에 D2D 통신을 이용하여 사용자 단말(140)로 지원할 수 있다. 이때, 피크 시간이 되기 전 IoT 게이트웨이(110)의 캐시 메모리(111)는 여유 저장 공간이 가장 많을 것이므로 도 4의 (a)와 같이 오프-피크 시간 대에 기지국(130)으로부터 선호도가 높은 콘텐츠를 공급 받아 저장할 수 있다. As mentioned above, the IoT gateway 110 of the present invention may store downlink data in the free storage space of the cache memory 111 and support the user terminal 140 using D2D communication during peak times. At this time, before the peak time, the cache memory 111 of the IoT gateway 110 will have the most free storage space, so content with high preference from the base station 130 during the off-peak time period as shown in FIG. 4A Can be supplied and stored.

피크 시간이 시작하면 트래픽 부하가 크므로 IoT 게이트웨이(110)는 복수의 IoT 디바이스들(120)로부터 수신된 상향 링크 데이터를 모두 네트워크로 전송하지 못하므로, 전송되지 않은 상향 링크 데이터를 도 4의 (b)와 같이 캐시 메모리(111)의 여유 저장 공간에 저장될 수 있다. When the peak time starts, the traffic load is large, so the IoT gateway 110 cannot transmit all of the uplink data received from the plurality of IoT devices 120 to the network. As shown in b), it may be stored in the free storage space of the cache memory 111.

이때, IoT 게이트웨이(110)는 복수의 IoT 디바이스들(120)로부터 수신된 상향 링크 데이터의 크기가 캐시 메모리(111)의 여유 저장 공간 보다 커지면, 도 4의 (c)와 같이 저장된 하향 링크 데이터들 중 선호도가 가장 낮은 데이터로부터 차례대로 삭제하고, 추가적인 상향 링크 데이터를 저장할 수 있다.At this time, when the size of the uplink data received from the plurality of IoT devices 120 is larger than the free storage space of the cache memory 111, the IoT gateway 110 stores downlink data as shown in FIG. 4C. Among the data having the lowest preference, it is sequentially deleted and additional uplink data can be stored.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 시스템에서 콘텐츠 캐싱 효율을 높이기 위한 복수의 사물 인터넷 게이트웨이들 간 동작 방법을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a method of operating between a plurality of IoT gateways to increase content caching efficiency in a content caching system according to an embodiment of the present invention.

IoT 게이트웨이(110)는 비교적 통신이 잘 되는 위치에 설치되어 있을 수 있으므로 서로 간에도 D2D 통신이 이루어질 가능성이 있다. IoT 게이트웨이(110) 마다 캐시 메모리(111)의 저장 용량이 틀릴 수 있으며 D2D 커버리지 및 D2D 커버리지 안에 있는 사용자 단말(140)의 개수도 차이가 있을 수 있다.Since the IoT gateway 110 may be installed in a location where communication is relatively good, there is a possibility that D2D communication can be performed with each other. The storage capacity of the cache memory 111 may be different for each IoT gateway 110, and the number of user terminals 140 in the D2D coverage and the D2D coverage may be different.

도 5의 (a)와 같이 만일 특정 IoT 게이트웨이(A)의 D2D 커버리지 안에 다른 IoT 게이트웨이(B)와 비교하여 일정 기준 이상의 사용자 단말(140)이 존재한다면, 특정 IoT 게이트웨이(A)는 보다 많은 양의 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 캐시 메모리(111)에 저장함으로써 사용자 단말(140)로의 오프로딩 확률을 증가시킬 수 있다.As shown in (a) of FIG. 5, if there is a user terminal 140 above a certain standard in the D2D coverage of a specific IoT gateway (A) compared to other IoT gateways (B), a specific IoT gateway (A) is It is possible to increase the probability of offloading to the user terminal 140 by storing downlink data corresponding to the contents of the cache memory 111.

따라서, 특정 IoT 게이트웨이(A)는 캐시 메모리(111)의 여유 저장 공간을 확보하기 위하여 IoT 디바이스들(120)로부터 수신된 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터 중 일부를 다른 IoT 게이트웨이(B)로 이동시킬 수 있다.Therefore, the specific IoT gateway (A) transfers some of the uplink data corresponding to the non-real-time data received from the IoT devices 120 to another IoT gateway (B) in order to secure a free storage space of the cache memory 111 Can be moved to.

그러면, 특정 IoT 게이트웨이(A)는 상향 링크 데이터의 이동으로 인해 확보된 캐시 메모리(111)의 여유 저장 공간에 콘텐츠 캐싱을 위한 콘텐츠를 수신하여 저장함으로써 주변 사용자 단말(140)로의 오프로딩 확률을 증가시킬 수 있다.Then, the specific IoT gateway (A) increases the probability of offloading to the neighboring user terminals 140 by receiving and storing content for caching content in the free storage space of the cache memory 111 secured by the movement of uplink data. I can make it.

이와는 달리 도 5의 (b)와 같이 만일 특정 IoT 게이트웨이(A)의 D2D 커버리지 안에 다른 IoT 게이트웨이(B)와 비교하여 일정 기준 미만의 사용자 단말(140)이 존재한다면, 특정 IoT 게이트웨이(A)는 다른 IoT 게이트웨이(B)로부터 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 수신하여 저장할 수 있다. 이를 통해 다른 IoT 게이트웨이(B)는 여유 저장 공간에 콘텐츠 캐싱을 위한 콘텐츠를 보다 많이 저장함으로써 사용자 단말(140)로의 오프로딩 확률을 증가시킬 수 있다.On the contrary, as shown in (b) of FIG. 5, if there is a user terminal 140 less than a certain standard within the D2D coverage of a specific IoT gateway (A) compared to other IoT gateways (B), a specific IoT gateway (A) is It is possible to receive and store uplink data corresponding to the non-real-time data from another IoT gateway (B). Through this, the other IoT gateway B may increase the probability of offloading to the user terminal 140 by storing more content for content caching in the spare storage space.

정리하면, 두 개의 IoT 게이트웨이가 인접한 위치에 존재하는 경우, 상대적으로 캐시의 효용성이 높은 IoT 게이트웨이(같은 크기의 캐시라면 누가 하향 링크 데이터를 더 많이 공급하는가)에 하향 링크 데이터를 최대한 유지시키는 것이 필요하고, 다른 IoT 게이트웨이에 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 전송함으로써 콘텐츠 캐싱 시스템에서 콘텐츠 캐싱 효율을 향상시킬 수 있다.In summary, if two  IoT gateways exist in adjacent locations, it is necessary to keep the downlink data as much as possible in the IoT gateway (who supplies more downlink data if the cache is the same size) with relatively high cache effectiveness. And, it is possible to improve content caching efficiency in the content caching system by transmitting uplink data corresponding to the non-real-time data to another IoT gateway.

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.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

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.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to behave as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodyed in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.

100 : 콘텐츠 캐싱 시스템
110 : IoT 게이트웨이
111 : 캐시 메모리
112 : 프로세서
120 : 복수의 IoT 디바이스들
130 : 기지국
140 : 사용자 단말
100: content caching system
110: IoT gateway
111: cache memory
112: processor
120: multiple IoT devices
130: base station
140: user terminal

Claims (20)

캐시 메모리를 포함하는 사물 인터넷(Internet of Things, 이하 IoT) 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법에 있어서,
상기 IoT 게이트웨이의 주변에 위치하는 복수의 사용자 단말들에 콘텐츠 캐싱을 제공하기 위하여 네트워크를 통해 수신된 하향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장하는 단계;
상기 IoT 게이트웨이와 연결된 복수의 IoT 디바이스들로부터 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성 및 상기 상향 링크 데이터가 전송되는 네트워크의 부하를 식별하는 단계; 및
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 크고, 상기 수신된 상향 링크 데이터가 상기 지연 특성에 기초하여 비실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 하향 링크 데이터가 저장되고 남은 상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하는 단계
를 포함하고,
상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하는 단계는,
상기 유휴 영역에 저장되는 상향 링크 데이터의 크기가 상기 유휴 영역의 크기를 초과하는 경우, 상기 캐시 메모리에 저장된 일부 하향 링크 데이터를 삭제하고, 삭제된 영역에 추가적인 상향 링크 데이터를 저장하는 콘텐츠 캐싱 방법.
In the content caching method performed by an Internet of Things (IoT) gateway including a cache memory,
Storing downlink data received through a network in the cache memory to provide content caching to a plurality of user terminals located around the IoT gateway;
Identifying a delay characteristic of uplink data received from a plurality of IoT devices connected to the IoT gateway and a load of a network through which the uplink data is transmitted; And
When the load of the network is greater than a predetermined reference and the received uplink data is determined to be non-real-time data based on the delay characteristic, the downlink data is stored in the uplink data determined as the non-real-time data. Storing the remaining cache memory in an idle area
Including,
Storing in the idle area of the cache memory,
When the size of the uplink data stored in the idle area exceeds the size of the idle area, some downlink data stored in the cache memory is deleted, and additional uplink data is stored in the deleted area.
제1항에 있어서,
상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하는 단계는,
상기 유휴 영역에 저장되는 상향 링크 데이터의 크기가 상기 유휴 영역의 크기를 초과하는 경우, 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터들 중 선호도가 낮은 데이터부터 차례대로 삭제하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 1,
Storing in the idle area of the cache memory,
When the size of uplink data stored in the idle area exceeds the size of the idle area, data having a lower preference among downlink data stored in the cache memory is sequentially deleted.
제1항에 있어서,
상기 수신된 상향 링크 데이터가 상기 지연 특성에 기초하여 실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하에 관계없이 상기 실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 상기 네트워크로 전송하는 단계
를 더 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 1,
When the received uplink data is determined to be real-time data based on the delay characteristic, transmitting uplink data determined as real-time data to the network without delay regardless of the load of the network
Content caching method further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대의 경우, 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 상기 네트워크로 전송하는 단계
를 더 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 1,
Transmitting uplink data determined as the non-real-time data to the network without delay in case the network load is less than the predetermined criterion
Content caching method further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에 비실시간성 데이터로 판단되어 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터의 경우, 상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대에 상기 네트워크로 전송하는 단계
를 더 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 1,
In the case of uplink data stored in the cache memory because the network load is determined to be non-real-time data during a peak time period greater than the predetermined reference, the network load is less than the predetermined standard off-peak time period. Transmitting to the network at
Content caching method further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터 중 주변에 위치한 사용자 단말로부터 요청받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 단계
를 더 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 1,
During peak times when the network load is greater than a certain reference, the downlink data corresponding to the content requested from the user terminal located in the vicinity of the downlink data stored in the cache memory is directly communicated between terminals (Device-to-Device, D2D Transmitting to the user terminal through)
Content caching method further comprising a.
캐시 메모리를 포함하는 사물 인터넷(Internet of Things, 이하 IoT) 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법에 있어서,
상기 IoT 게이트웨이의 주변에 위치하는 복수의 사용자 단말들에 콘텐츠 캐싱을 제공하기 위하여 네트워크를 통해 수신된 하향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장하는 단계;
상기 IoT 게이트웨이와 연결된 복수의 IoT 디바이스들로부터 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성에 기초하여 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 하향 링크 데이터가 저장되고 남은 상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하는 단계; 및
단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 위한 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수에 기초하여 타 IoT 게이트웨이와 연동함으로써 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 처리하는 단계
를 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
In the content caching method performed by an Internet of Things (IoT) gateway including a cache memory,
Storing downlink data received through a network in the cache memory to provide content caching to a plurality of user terminals located around the IoT gateway;
Uplink data determined as non-real-time data based on a delay characteristic of uplink data received from a plurality of IoT devices connected to the IoT gateway is stored in an idle area of the cache memory remaining after the downlink data is stored. step; And
Processing uplink data and downlink data stored in the cache memory by interworking with other IoT gateways based on the number of user terminals existing in the D2D area for direct communication between terminals (Device-to-Device, D2D)
Content caching method comprising a.
제7항에 있어서,
상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하는 단계는,
상기 복수의 IoT 디바이스들이 제공하는 서비스의 종류에 따른 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성에 기초하여 상기 수신된 상향 링크 데이터를 실시간성 데이터 또는 비실시간성 데이터로 판단하는 단계; 및
상기 상향 링크 데이터가 비실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하는 단계
를 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 7,
Storing in the idle area of the cache memory,
Determining the received uplink data as real-time data or non-real-time data based on a delay characteristic of the uplink data according to a type of service provided by the plurality of IoT devices; And
When the uplink data is determined to be non-real-time data, the uplink data determined as the non-real-time data is stored in an idle area of the cache memory during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference Steps to
Content caching method comprising a.
제7항에 있어서,
상기 처리하는 단계는,
상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 타 IoT 게이트웨이로부터 상기 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 수신하는 단계;
상기 타 IoT 게이트웨이로부터 수신된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터와 교체하는 단계; 및
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전달하는 단계
를 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 7,
The processing step,
Receiving uplink data corresponding to the non-real-time data from another IoT gateway in which the number of user terminals existing in the D2D area is less than a predetermined reference when the number of user terminals in the D2D area is less than a predetermined reference;
Replacing uplink data received from the other IoT gateway with downlink data stored in the cache memory; And
Delivering uplink data stored in the cache memory to the network during an off-peak time when the network load is less than a predetermined reference
Content caching method comprising a.
제7항에 있어서,
상기 처리하는 단계는,
상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 타 IoT 게이트웨이로 상기 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 전송하여 상기 캐시 메모리의 공간을 확보하는 단계;
상기 네트워크를 통해 하향 링크 데이터를 추가적으로 수신하여 상기 캐시 메모리의 확보된 공간에 저장하는 단계; 및
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 D2D 통신을 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 단계
를 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
The method of claim 7,
The processing step,
When the number of user terminals in the D2D area is more than a certain standard, the cache by transmitting uplink data corresponding to the non-real-time data to another IoT gateway where the number of user terminals in the D2D area is less than a certain standard. Securing a memory space;
Additionally receiving downlink data through the network and storing it in a reserved space of the cache memory; And
Transmitting downlink data corresponding to the content requested from the user terminal in the D2D area to the user terminal through D2D communication during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference
Content caching method comprising a.
사물 인터넷(Internet of Things, 이하 IoT) 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 시스템에 있어서,
상기 IoT 게이트웨이는, 캐시 메모리 및 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 IoT 게이트웨이의 주변에 위치하는 복수의 사용자 단말들에 콘텐츠 캐싱을 제공하기 위하여 네트워크를 통해 수신된 하향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장하고,
상기 IoT 게이트웨이와 연결된 복수의 IoT 디바이스들로부터 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성 및 상기 상향 링크 데이터가 전송되는 네트워크의 부하를 식별하며,
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 크고, 상기 수신된 상향 링크 데이터가 상기 지연 특성에 기초하여 비실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 하향 링크 데이터가 저장되고 남은 상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하고,
상기 유휴 영역에 저장되는 상향 링크 데이터의 크기가 상기 유휴 영역의 크기를 초과하는 경우, 상기 캐시 메모리에 저장된 일부 하향 링크 데이터를 삭제하고, 삭제된 영역에 추가적인 상향 링크 데이터를 저장하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
In a content caching system performed by an Internet of Things (IoT) gateway,
The IoT gateway includes a cache memory and a processor,
The processor,
To provide content caching to a plurality of user terminals located around the IoT gateway, downlink data received through a network is stored in the cache memory,
Identify a delay characteristic of uplink data received from a plurality of IoT devices connected to the IoT gateway and a load of a network through which the uplink data is transmitted,
When the load of the network is greater than a predetermined reference and the received uplink data is determined to be non-real-time data based on the delay characteristic, the downlink data is stored in the uplink data determined as the non-real-time data. Stored in the remaining idle area of the cache memory,
When the size of the uplink data stored in the idle area exceeds the size of the idle area, some downlink data stored in the cache memory is deleted, and additional uplink data is stored in the deleted area.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 유휴 영역에 저장되는 상향 링크 데이터의 크기가 상기 유휴 영역의 크기를 초과하는 경우, 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터들 중 선호도가 낮은 데이터부터 차례대로 삭제하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 11,
The processor,
When the size of the uplink data stored in the idle area exceeds the size of the idle area, data having a lower preference among downlink data stored in the cache memory is sequentially deleted.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 수신된 상향 링크 데이터가 상기 지연 특성에 기초하여 실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하에 관계없이 상기 실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 상기 네트워크로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 11,
The processor,
When the received uplink data is determined to be real-time data based on the delay characteristic, the content caching system transmits the uplink data determined as real-time data to the network without delay regardless of the load of the network.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대의 경우,상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 지연 없이 상기 네트워크로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 11,
The processor,
Content caching system for transmitting uplink data determined as the non-real-time data to the network without delay in the case of an off-peak time zone where the network load is less than the predetermined reference.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에 비실시간성 데이터로 판단되어 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터의 경우, 상기 네트워크의 부하가 상기 일정 기준 보다 작은 오프-피크 시간 대에 상기 네트워크로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 11,
The processor,
In the case of uplink data stored in the cache memory because the network load is determined to be non-real-time data during a peak time period greater than the predetermined reference, the network load is less than the predetermined standard off-peak time period. In the content caching system to transmit to the network.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터 중 주변에 위치한 사용자 단말로부터 요청받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 11,
The processor,
During peak times when the network load is greater than a certain reference, the downlink data corresponding to the content requested from the user terminal located in the vicinity of the downlink data stored in the cache memory is directly communicated between terminals (Device-to-Device, D2D ) Through a content caching system that transmits to the user terminal.
사물 인터넷(Internet of Things, 이하 IoT) 게이트웨이가 수행하는 콘텐츠 캐싱 시스템에 있어서,
상기 IoT 게이트웨이는, 캐시 메모리 및 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 IoT 게이트웨이의 주변에 위치하는 복수의 사용자 단말들에 콘텐츠 캐싱을 제공하기 위하여 네트워크를 통해 수신된 하향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장하고,
상기 IoT 게이트웨이와 연결된 복수의 IoT 디바이스들로부터 수신된 상향 링크 데이터의 지연 특성에 기초하여 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 하향 링크 데이터가 저장되고 남은 상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하며,
단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 위한 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수에 기초하여 타 IoT 게이트웨이와 연동함으로써 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 처리하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
In a content caching system performed by an Internet of Things (IoT) gateway,
The IoT gateway includes a cache memory and a processor,
The processor,
To provide content caching to a plurality of user terminals located around the IoT gateway, downlink data received through a network is stored in the cache memory,
Uplink data determined as non-real-time data based on a delay characteristic of uplink data received from a plurality of IoT devices connected to the IoT gateway is stored in the idle area of the cache memory remaining after the downlink data is stored, and ,
Content caching that processes uplink data and downlink data stored in the cache memory by interworking with other IoT gateways based on the number of user terminals in the D2D area for direct communication between terminals (Device-to-Device, D2D) system.
제17항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 복수의 IoT 디바이스들이 제공하는 서비스의 종류에 따른 상기 상향 링크 데이터의 지연 특성에 기초하여 상기 수신된 상향 링크 데이터를 실시간성 데이터 또는 비실시간성 데이터로 판단하고,
상기 상향 링크 데이터가 비실시간성 데이터로 판단된 경우, 상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크(Peak) 시간 대에 상기 비실시간성 데이터로 판단된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리의 유휴 영역에 저장하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 17,
The processor,
Determining the received uplink data as real-time data or non-real-time data based on a delay characteristic of the uplink data according to the type of service provided by the plurality of IoT devices,
When the uplink data is determined to be non-real-time data, the uplink data determined as the non-real-time data is stored in an idle area of the cache memory during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference Content caching system.
제17항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 타 IoT 게이트웨이로부터 상기 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 수신하고,
상기 타 IoT 게이트웨이로부터 수신된 상향 링크 데이터를 상기 캐시 메모리에 저장된 하향 링크 데이터와 교체하며,
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 작은 오프-피크(Off-peak) 시간 대에 상기 캐시 메모리에 저장된 상향 링크 데이터를 상기 네트워크로 전달하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 17,
The processor,
When the number of user terminals existing in the D2D area is less than a predetermined standard, uplink data corresponding to the non-real-time data is received from another IoT gateway in which the number of user terminals existing in the D2D area is greater than or equal to a predetermined standard,
Replacing uplink data received from the other IoT gateway with downlink data stored in the cache memory,
A content caching system that delivers uplink data stored in the cache memory to the network during an off-peak time when the network load is less than a predetermined reference.
제17항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 이상인 경우, 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말의 개수가 일정 기준 미만인 타 IoT 게이트웨이로 상기 비실시간성 데이터에 대응하는 상향 링크 데이터를 전송하여 상기 캐시 메모리의 공간을 확보하고,
상기 네트워크를 통해 하향 링크 데이터를 추가적으로 수신하여 상기 캐시 메모리의 확보된 공간에 저장하며,
상기 네트워크의 부하가 일정 기준 보다 큰 피크 시간 대에 상기 D2D 영역 내에 존재하는 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠에 대응하는 하향 링크 데이터를 D2D 통신을 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
The method of claim 17,
The processor,
When the number of user terminals in the D2D area is more than a certain standard, the cache by transmitting uplink data corresponding to the non-real-time data to another IoT gateway where the number of user terminals in the D2D area is less than a certain standard. Free up space in memory,
Additional downlink data is additionally received through the network and stored in a reserved space of the cache memory,
A content caching system for transmitting downlink data corresponding to the content requested from the user terminal existing in the D2D area to the user terminal through D2D communication during a peak time when the network load is greater than a predetermined reference.
KR1020190097165A 2019-08-09 2019-08-09 Apparatus and method for content caching using internet of things gateway KR102188783B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190097165A KR102188783B1 (en) 2019-08-09 2019-08-09 Apparatus and method for content caching using internet of things gateway

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190097165A KR102188783B1 (en) 2019-08-09 2019-08-09 Apparatus and method for content caching using internet of things gateway

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102188783B1 true KR102188783B1 (en) 2020-12-09

Family

ID=73786659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190097165A KR102188783B1 (en) 2019-08-09 2019-08-09 Apparatus and method for content caching using internet of things gateway

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102188783B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140103212A (en) * 2013-02-14 2014-08-26 한국전자통신연구원 Pocket cell having contents cache function and method for providing service the same
JP2017511641A (en) * 2014-03-10 2017-04-20 ノキア ソリューションズ アンド ネットワークス オサケユキチュア Popular content delivery between users and nodes of social network communities by direct proximity communication
KR20170103255A (en) * 2016-03-03 2017-09-13 에스케이텔레콤 주식회사 Method, program and recoding medium for d2d-based content caching service
KR20180043613A (en) * 2016-10-20 2018-04-30 에스케이텔레콤 주식회사 Method and Apparatus for Controlling Network Caching for Effective Contents Delivery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140103212A (en) * 2013-02-14 2014-08-26 한국전자통신연구원 Pocket cell having contents cache function and method for providing service the same
JP2017511641A (en) * 2014-03-10 2017-04-20 ノキア ソリューションズ アンド ネットワークス オサケユキチュア Popular content delivery between users and nodes of social network communities by direct proximity communication
KR20170103255A (en) * 2016-03-03 2017-09-13 에스케이텔레콤 주식회사 Method, program and recoding medium for d2d-based content caching service
KR20180043613A (en) * 2016-10-20 2018-04-30 에스케이텔레콤 주식회사 Method and Apparatus for Controlling Network Caching for Effective Contents Delivery

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"D2D 캐싱 시스템에서 헬퍼의 캐시 분할 방법"(송윤석 et al, 2019년6월) 1부.* *
"무선 D2D 캐싱 시스템에서 이동하는 헬퍼의 이동 특성을 활용한 콘텐츠 캐싱 기법"(김소이 et al, 2018년6월) 1부.* *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107466482B (en) Method and system for joint determination of computational offload and content pre-fetching in a cellular communication system
US10037231B1 (en) Method and system for jointly determining computational offloading and content prefetching in a cellular communication system
US20170214761A1 (en) Method and Wireless Communication System for Processing Data
US8320916B2 (en) Method and apparatus for pre-fetching data in a mobile network environment using edge data storage
US7962139B2 (en) Reduction of handover latencies in a wireless communication system
EP3063989B1 (en) Methods and arrangements for optimized scheduled delivery
KR101630275B1 (en) Contents delivery system, method for synchronizing a cache and apparatus thereof
KR102303776B1 (en) Method, program and recoding medium for d2d-based content caching service
US11496597B2 (en) Methods and apparatuses for content delivery over mobile networks with multi-access edge computing (MEC) control and user plane separation (CUPS)
KR101670910B1 (en) Efficient cache selection for content delivery networks and user equipments
US20140181257A1 (en) Methods and systems for loading content in a network
US9729665B2 (en) Content transmission method, content transmission device, and recording medium
KR101688835B1 (en) Apparatus and method for traffic offload in broadband wireless access system
KR102127232B1 (en) Method and system for content caching using caching network
KR102188783B1 (en) Apparatus and method for content caching using internet of things gateway
US8958798B2 (en) Radio access network, base station, and data transfer method
KR102123443B1 (en) Method and system for content caching using caching network
US10645003B2 (en) Data packet transmission method, network side device, and user equipment
KR20170103286A (en) Method for providing of content and caching, recording medium recording program therfor
KR101665864B1 (en) Method and System for Network Performance Improvement with Cooperative Caching Helper based on Offloading
KR102260693B1 (en) Content Cashing Method
US11277765B2 (en) Adaptive media service
EP2750357A1 (en) Content delivery to a user in a mobile network
KR102214244B1 (en) Method and system for partitioning cache memory of helper device
KR102077161B1 (en) Method and system for content caching using caching network

Legal Events

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