KR102221956B1

KR102221956B1 - 이동통신 시스템에서 컨텐츠 제공 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102221956B1
Application number: KR1020200003461A
Authority: KR
Inventors: 문지철; 김우재; 조기호; 이동진
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-03-04
Also published as: KR20200007058A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 코어 캐시 서버에서 데이터 전송 방법은, 소스 기지국으로부터 코어 캐시 검색 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 코어 캐시 검색 신호에 따라 릴레이 코어 캐시 유닛을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 릴레이 코어 캐시 유닛을 통해 컨텐츠 데이터를 타겟 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 캐시 서버는 컨텐츠 데이터를 저장하는 1개 이상의 코어 캐시 유닛; 소스 기지국으로부터 코어 캐시 검색 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신된 코어 캐시 검색 신호에 따라 상기 1개 이상의 코어 캐시 유닛 중 릴레이 코어 캐시 유닛을 선택하는 제어부; 및 상기 선택된 릴레이 코어 캐시 유닛을 통해 컨텐츠 데이터를 타겟 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명을 이용하면, LTE 시스템에서 기지국 간 logical 인터페이스를 사용하여, 단말 핸드오버시, 소스 기지국은 타겟 기지국으로 세션 정보 및 컨텐츠를 전송하여 단말에게 끊김 없이 컨텐츠를 제공할 수 있다. 이는 코어 캐시(cache)기능을 추가로 구비 함으로써 기지국에 캐시 기능이 없는 서버로 이동할 경우에도 컨텐츠를 원활하게 제공하는 것이 가능하다. 따라서 핸드오버로 인한 백홀 비용 감소 및 유저에게 체감품질 향상을 제공할 수 있게 된다.

Description

이동통신 시스템에서 컨텐츠 제공 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING CONTENTS IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 그 이동통신 시스템에서 컨텐츠를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 이동 통신 단말이 복수의 기지국 사이에서 컨텐츠를 수신하면서 핸드오버를 수항하는 경우에도 상기 단말에 끊김 없이 컨텐츠를 제공할 수 있는 방법 및 장치에 관한 발명이다.

3GPP의 표준 프로토콜인 UMTS 및 LTE의 핸드오버 방식은 단말로 내려가거나 단말로부터 올라오는 데이터들이 손실되고 이를 보안하기 위해 재전송이 이루어지는 비효율적인 방식으로 구성되어 있다.

이러한 비효울적인 방식을 보안하기 위해 UMTS 및 LTE와 같은 이동통신 네트워크에 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)를 추가로 구성된다. 상기 MME는 evolved packet core(EPC)로 언급될 수 있다.

EPC는 UMTS 와 LTE 같은 이동통신 네트워크를 구성하는 구성들 간 어느 한 곳에 위치한다. 즉 EPC는 RNC(Radio Network Controller)와 SGSN(Serving GPRS Support Node 사이, SGSN과 GGSN(GPRS Core Network) 사이 또는 기지국과 서빙 게이트웨이(S-GW; Serving GatWay) 사이, S-GW와 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(P-GW; Packet data network GateWay 사이에 위치할 수 있다. 그리고 EPC는 RNC-ID 또는 기지국-ID의 정보 및 EPC 간의 정보를 공유하여 매핑된 데이터를 보유한다.

EPC는 다음과 같은 기능들을 수행할 수 있다. 첫번째 기능은 항상 IuPS 및 S1 인터페이스에서 user data-plane과 control-plane을 intercepting하여 단말이 사용 중인 어플리케이션을 모니터하는 기능이다. 그리고 두번째 기능은 단말이 핸드오버를 하는지 동작을 감시하는 기능이다. 다음으로 세번째 기능은 단말의 핸드오버 동작이 감지되면, mapping data를 바탕으로 이동할 기지국 정보 및 관련된 EPC를 확인하여 EPC간 logical interface를 맺는 기능이다. 또한 네번째 기능은 EPC 간 인터페이스를 사용하여 이동하기 전 EPC와 단말 간 데이터 전송이 이루어지도록 데이터 전달 기능을 수행한다

EPC는 이동통신 네트워크 상의 각 구성들 사이에 놓여 user data-plane 및 control-plane를 모니터하여 데이터를 모두 intercept하는 동작을 수행한다. 이에 GTP packet 디코딩 및 인코딩 작업이 이중으로 수행되며, data latency 지연이 발생된다는 문제점이 있다. 또한 필요없는 과정을 반복해야 함으로, 처리 과정에 낭비가 발생한다. 또한 상기 단말이 특정 컨텐츠를 수신하면서 복수개의 기지국 사이를 핸드오버를 진행할 경우 이동통신 시스템에서 끊김없이 컨텐츠를 제공하는 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 코어 캐시 서버에서 데이터 전송 방법은, 소스 기지국으로부터 코어 캐시 검색 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 코어 캐시 검색 신호에 따라 릴레이 코어 캐시 유닛을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 릴레이 코어 캐시 유닛을 통해 컨텐츠 데이터를 타겟 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 캐시 서버는 컨텐츠 데이터를 저장하는 1개 이상의 코어 캐시 유닛; 소스 기지국으로부터 코어 캐시 검색 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신된 코어 캐시 검색 신호에 따라 상기 1개 이상의 코어 캐시 유닛 중 릴레이 코어 캐시 유닛을 선택하는 제어부; 및 상기 선택된 릴레이 코어 캐시 유닛을 통해 컨텐츠 데이터를 타겟 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 단말의 데이터 수신 방법은 소스 기지국으로부터 컨텐츠 데이터를 수신하는 단계; 상기 소스 기지국으로 상기 단말의 통신 상태 측정 보고를 하는 단계; 및 상기 단말의 통신 상태 측정 보고에 따라 핸드오버 된 타겟 기지국을 통해 상기 컨텐츠 데이터를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 컨텐츠 데이터는 상기 소스 기지국 및 상기 타겟 기지국과 연결된 코어캐시에 의해 중계되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 데이터 송수신 단말은 소스 기지국으로부터 컨텐츠 데이터를 수신하는 수신부; 및 상기 소스 기지국으로 상기 단말의 통신 상태 측정 보고를 송신하는 송신부를 포함하며, 상기 수신부는 상기 단말의 통신 상태 측정 보고에 따라 핸드오버 된 타겟 기지국을 통해 상기 컨텐츠 데이터를 수신하며, 상기 컨텐츠 데이터는 상기 소스 기지국 및 상기 타겟 기지국과 연결된 코어캐시에 의해 중계되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 이용하면, LTE 시스템에서 기지국 간 logical 인터페이스를 사용하여, 단말 핸드오버시, 소스 기지국은 타겟 기지국으로 세션 정보 및 컨텐츠를 전송하여 단말에게 끊김 없이 컨텐츠를 제공할 수 있다. 이는 코어 캐시(cache)기능을 추가로 구비 함으로써 기지국에 캐시 기능이 없는 서버로 이동할 경우에도 컨텐츠를 원활하게 제공하는 것이 가능하다. 따라서 핸드오버로 인한 백홀 비용 감소 및 유저에게 체감품질 향상을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 실시 예에 따른 통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 실시 예에 따른 핸드 오버 과정에서 신호 전송 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 예에 따른 코어 캐시 서버의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 4는 또 다른 실시 예에 따른 코어 캐시 서버의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 5는 실시 예에 따른 통신 시스템의 컨텐츠의 흐름을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 휴대 단말기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 실시 예에 따른 통신 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 실시 예의 통신 시스템은 단말(105)과 정보를 송수신 할 수 있는 제1기지국(110), 제2기지국(120) 및 제3기지국을 포함할 수 있다. 상기 기지국들은 통신시스템의 상위 엔티티에서 수신한 신호를 기반으로 단말(105)과 정보를 송수힌 할 수 있다.

제1기지구(110) 및 제2기지국(120)은 각각 동작을 제어하는 제어부(112, 122) 및 단말(105)에 송신하는 데이터를 저장할 수 있는 엑세스캐시(114, 124)를 포함할 수 있다.

제어부(112, 122)는 각 기지국의 동작을 제어하고, 단말(105) 및 EPC(140)과 정보를 송수신 할 수 있다.

엑세스 캐시(114, 124)는 EPC(140)등으로부터 수신한 컨텐츠를 단말(105)에 제공하기 위해 저장할 수 있다. 상기 컨텐츠는 동영상, 음악, 사진 및 웹페이지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이외에도 상기 컨텐츠는 사용자가 요청하는 데이터를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 액세스 캐시(114, 124)에는 사용자의 사용빈도가 높은 컨텐츠를 저장할 수 있다. 이와 같이 사용자가 빈번하게 접근하는 컨텐츠를 엑세스 캐시(114, 124)에 저장하고, 단말이 요구할 때 액세스 캐시(114, 124)로부터 데이터를 전송함으로써 상위 엔티티로부터 데이터를 복수회 송수신하는 로드를 줄일 수 있다.

또한 제1기지국(110) 및 제2기지국(120)은 각각 캐시 인터페이스(116)로 연결되어서 각 엑세스 캐시(114, 124)에 저장된 내용을 용이하게 공유할 수 있다. 또한 상기 각 기지국이 캐시 인터페이스(116)로 연결됨으로써 단말(105)이 상기 각 기지국 사이에서 핸드오버를 하는 경우에도 용이하게 컨텐츠 데이터를 전달할 수 있는 특징이 있다.

상기 상위 엔티티는 EPC(140)를 포함할 수 있다. EPC(140)는 MME로 언급될 수 있으며 단말이 이동성 관리를 위한 동작을 수행할 수 있다. EPC(140)는 상기 각 기지국과 S1인터페이스를 통해 연결될 수 있다.

EPC(140)는 라우터(150)를 통해 인터넷망(160)에 연결될 수 있다. 실시예에 따라 라우터(150)는 스위치와 동일한 역할을 할 수 있다. 상기 라우터는 통신시 로드 분배를 위한 동작을 수행할 수 있다. 따라서 라우터(150)는 스위칭 동작을 통해서도 로드 분배를 할 수 있는 특징이 있다.

인터넷망(160)은 단말(105)이 요구하는 컨텐츠를 가지고 있는 원본 서버를 포함할 수 있다. 실시 예의 통신 시스템은 단말이 요구하는 컨텐츠를 인터넷망(160)을 통해 원본 서버에서 상기 컨텐츠를 단말로 전달할 수 있다.

실시 예에서 통신시스템은 코어 캐시 서버(170)를 포함할 수 있다. 코어 캐시 서버(170)은 복수개의 코어 캐시 유닛(172, 174)을 포함할 수 있다. 상기 코어 캐시 유닛은 각각 단말에 전송하는 컨텐츠를 저장할 수 있으며, 상기 단말과 세션을 형성하여 데이터를 송수신 할 수 있다. 코어 캐시 서버(170)이 복수개의 코어 캐시 유닛(172, 174)를 포함함으로써 로드분배 및 서버 성능관리를 할 수 있다. 상기 복수개의 코어 캐시 유닛(172, 174)은 독자적으로 기지국과 데이터를 송수신 할 수도 있다. 또한 코어 캐시 서버(170)는 상기 통신 시스템 내의 다른 구성요소에 데이터를 송신할 수 있는 송신부, 상기 통신 시스템 내의 다른 구성요소로부터 데이터를 수신할 수 있는 수신부 및 송수신된 데이터를 기반으로 코어 캐시 서버(170)의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

코어 캐시 서버(170)은 기지국(110, 120)과 캐시 인터페이스(178)을 통해 연결될 수 있다. 실시 예에 따라 캐시 인터페이스(178)는 유선 백홀로 형성될 수 있다. 캐시 인터페이스(178)를 통해 연결됨으로써 보다 원활한 데이터 송수신이 가능하다.

도 2는 실시 예에 따른 핸드 오버 과정에서 신호 전송 과정을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면 단말(201)과 소스기지국(202)사이에는 세션1-1(210)이 형성될 수 있다. 소스기지국(202)과 코어 캐시 서버(205)사이에는 세션1-2(212)가 형성될 수 있다. 또한 코어 캐시 서버(205)와 인터넷망(208)사이에는 세션1-3(214)가 형성될 수 있다. 상기 세션은 실시예를 설명하기 위한 일 예로 모든 세션이 반드시 연결되어야 하는 것은 아니다.

보다 구체적으로 소스 기지국(202)의 엑세스 캐시가 단말(201)로 Session 1-1(210) 상에서 컨텐츠를 전달하고 있을 때 handover가 발생하는 경우 동작을 기술하도록 할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 엑세스 캐시에 상기 컨텐츠가 저장되어 있지 않을 경우 (Access Cache MISS) 상기 엑세스 캐시는 Session 1-2(212) 상에서 상기 컨텐츠를 다운로드 받을 수 있다. 이때 Session 1-2(212)는 S1 interface를 통해 송수신 될 수 있다.

다른 실시 예에서 코어 캐시 서버(205)에 상기 컨텐츠가 저장되어 있지 않을 경우 (Core Cache MISS) 코어 캐시 서버(205)는 Session 1-3(214) 상에서 인터넷 망(208)으로부터 상기 컨텐츠를 다운로드 받을 수 있다.

단말(User Equipment, UE)(201)은 소스기지국(Source eNodeB)(202)에서 타겟기지국(Target eNodeB)(203)로 핸드오버를 진행한다. 상기 핸드오버를 진행하기 전에 단말은 소스기지국(202)를 통해 컨텐츠를 수신하고 있고, 핸드오버 과정에서 상기 컨텐츠를 원활하게 송신할 수 있도록 기지국(202, 203)과 코어 캐시 서버(205) 사이에 데이터 송수신이 있을 수 있다. 상기 타겟 기지국은 엑세스 캐시를 포함한 기지국일 수 있으나 핸드오버 동작을 위해 반드시 상기 엑세스 캐시의 구성이 필요한 것은 아니다.

단계 220에서 단말(201)은 시스템 정보나 규격 등의 규칙들에 따라 소스 기지국(202)로 MessurementReport 메시지를 보낼 수 있다. 상기 MessurementReport는 통신채널의 상태 및 신호 송수신 강도 정보를 포함할 수 있다. 소스 기지국(202)은 상기 수신된 MessurementReport 메시지와 라디오 자원 관리 정보에 기반하여 단말(201)을 핸드오버시킬지 여부를 결정할 수 있다. 실시 예에서 소스기지국(202)은 단말(201)을 핸드오버하는 것으로 결정하고 그에 따른 절차를 수행할 수 있다.

단계 222에서 소스기지국(202)는 핸드오버에 필요한 정보를 포함하는 HANDOVER REQUEST 메시지를 타겟 기지국으로 전송할 수 있다. 타겟 기지국은 상기 수신한 HANDOVER REQUEST메시지에 포함된 E-RAB 및 QoS 정보 중 하나 이상에 기반하여 관리 제어를 수행할 수 있다.

단계 224에서 소스기지국(202)의 제어부는 단말(201)에 대해 핸드오버를 준비할 수 있는 정보를 포함하는 HO_Preparation_Notify를 소스기지국(202)의 엑세스캐시에 송신할 수 있다.

상기 단계 222 및 단계 224의 순서는 실시예에 따라 유동적으로 수행될 수 있다.

소스기지국(202)은 Session 1-2(212)가 연결되어 있는 경우, 단계 226에서 소스 기지국(202)은 Session 1-2(212)의 피어(peer)가 어떤 코어 캐시 유닛인지 찾기 위해 Core_Cache_Discover 신호를 코어 캐시 서버(205)에 송신할 수 있다.

코어 캐시 서버(205)복수개의 코어 캐시 유닛(206, 207)이 설치되어 있을 경우 EPC(204)와 인터넷 망(208) 구간 사이의 network 장비 (router, L4 switch 등)는 자체 부하 분산 알고리즘에 따라서 세션 별로 코어 캐시 유닛을 할당할 수 있다. 따라서 사전 설정에 따라서 상기 세션에 해당하는 코어 캐시 유닛을 찾는 방법은 적용하기 어렵다.

상기 Core_Cache_Discover 신호는 소스 기지국(202)의 엑세스 캐시가 Session 1-2(212)에서 패킷 송신시 사용하는 TCP/IP 헤더를 포함할 수 있다. 상기 Core_Cache_Discover 신호의 TCP/IP 헤더는 Session 1-2(212)가 송수신 될 때 패킷의 TCP/IP 헤더와 동일한 헤더를 사용할 수 있다. 따라서 network 장비가 상기 Session 1-2(212)에 해당하는 코어 캐시 유닛(실시 예에서는 제1코어 캐시 유닛(206))을 할당할 수 있다.

실시 예에 따라 상기 Core_Cache_Discover의 TCP header의 reserved field 또는 TCP option header에는 Core_Cache_Discover 패킷임을 표시하는 구분자를 포함할 수 있다. 상기 구분자를 이용하여 상기 Core_Cache_Discover를 수신한 코어 캐시 유닛이 신호를 정상적으로 수신한 Ack를 보낼 수 있다. 또한 실시 예에 따라 상기 Core_Cache_Discover 패킷의 TCP payload에는 엑세스 캐시의 ID (예,IP address 등)를 표시할 수 있다. 실시 예에서 상기 Core_Cache_Discovery 패킷은 S1 interface와 EPC를 경유한 후 EPC와 Internet 구간 사이의 network 장비의 부하 분산 알고리즘에 따라서 제1코어 캐시 유닛에 전달 될 수 있다.

단계 228에서 제1코어 캐시 유닛은(206)은 Core_Cache_Discover 패킷을 수신하였음을 알리는 Core_Cache_Discovery_Ack 패킷을 소스 기지국(202)에 송신할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 수신된 Core_Cache_Discovery 패킷의 IP source address와 IP destination address간 swap하고 TCP source port와 TCP destination port간 swap함으로써 Core_Cache_Discovery_Ack 패킷을 생성할 수 있다. 또한 TCP header의 reserved field 또는 TCP option header를 이용하여 Core_Cache_Discover_Ack 패킷임을 표시할 수 있다.

실시 예에 따라 제1코어 캐시 유닛(206)은 Core_Cache_Discover_Ack 패킷의 TCP payload에 Core Cache의 ID (예,IP address)를 표시할 수 있다. 실시 예에서 Core_Cache_Discover_Ack 패킷은 EPC, S1 interface를 경유하여 소스 기지국(202)의 엑세스 캐시에 도달할 수 있다.

단계 230에서 소스 기지국은 Core_Cache_Discovery 패킷을 송신하여 Session 1-1(210)을 relay할 코어 캐시 유닛을 찾을 수 있다.

실시 예서 상기 Core_Cache_Discovery 패킷은 Session 1-1(210)의 TCP/IP 헤더를 이용하여 상기 단계 226에서 기술된 방식과 동일하게 생성될 수 있다. 실시 예에서 상기 Core_Cache_Discovery 패킷은 S1 interface와 EPC를 경유한 후 EPC와 Internet 구간 사이의 network 장비의 부하 분산 알고리즘에 따라서 제2코어 캐시 유닛(207)에 도달할 수 있다.

본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 별도의 코어 캐시 유닛에 Core_Cache_Discover 패킷이 도달하나 실시 예에 따라서는 제1코어 캐시 유닛(206) 및 제2코어 캐시 유닛(207)은 동일한 코어 캐시 유닛일 수 있다. 따라서 network 장비의 부하 분산 알고리즘에 따라서 제226단계에서 패킷이 송신되는 코어 캐시 유닛과 단계 230에서 페킷이 송신되는 코어 캐시 유닛이 결정될 수 있다. 따라서 실시 예에 따라 동일한 코어 캐시 유닛이 선택될 수도 각기 다른 코어 캐시 유닛이 선택될 수도 있다.

단계 232에서 제2코어 캐시 유닛(207)은 단계 230에서 수신한 Core_Cache_Discover에 대응하여 Core_Cache_Discovery_Ack 패킷을 소스기지국(202)에 송신할 수 있다.

실시 예에 따라 상기 Core_Cache_Discovery_Ack 패킷은 단계 228에서 생성되는 방식과 동일한 방식으로 생성될 수 있다. 따라서 상기 Core_Cache_Discover_Ack 패킷은 EPC, S1 interface를 경유하여 소스 기지국(202)으로 도달할 수 있다.

단계 234에서 타겟 기지국(203)은 HANDOVER REQUEST에 응답하여 HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE를 소스 기지국(202)로 송신할 수 있다. 상기 HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE는 mobileControlInfo IE를 포함하는RRCConnectionReconfiguration 메시지를 포함할 수 있다.

단계 236에서 소스기지국(202)는 단말(201)에 핸드오버에 필요한 정보를 포함하는 RRCConnectionReconfiguration를 송신할 수 있다. 상기 RRCConnectionReconfiguration를 수신한 단말(201)은 타겟기지국(203)으로 핸드오버를 준비할 수 있다.

단계 238에서 소스기지국(202)는 타겟기지국(203)으로 SN STATUS TRANSFER를 송신할 수 있다. 실시 예에서 상기 SN STATUS TRANSFER은 단말(201)과의 통신에서 PDCP 상태가 보존되어야 하는 E-RAB들의 uplink PDCP SN receiver 상태와 downlink PDCP SN transmitter 상태를 포함할 수 있다.

단계 240에서 소스기지국(202)의 제어부는 엑세스 캐시에게 HO_Notify를 송신할 수 있다. 상기 HO_Notify를 수신한 상기 엑세스 캐시는 단말(201)에 전송하는 컨텐츠를 핸드오버 하는 준비를 수행할 수 있다.

단계 242에서 소스 기지국(202)의 엑세스 캐시는 제1코어 캐시 유닛(206)에 Cache_Path_Switch_Req 메시지를 송신할 수 있다. 상기 Cache_Path_Switch_Req 메시지를 수신한 제1코어 캐시 유닛(206)은 Session 1-2(212)를 통해 송수신되는 컨텐츠의 경로를 변경할 수 있다.

실시 예에 따라 소스 기지국(202)의 엑세스 캐시는 단계 226에서 획득한 Core Cache ID을 이용하여 제1코어 캐시 유닛(206)을 지정하며, Cache_Path_Switch_Req 메시지는 캐시 인터페이스를 통해 코어 캐시 서버(207)의 제1 코어 캐시 유닛으로 전달 될 수 있다.

단계 244에서 제1코어 캐시 유닛(206)은 상기 수신한 Cache_Path_Switch_Req에 응답하여, Cache_Path_Switch_Req_Ack 메시지를 소스 기지국(202)의 엑세스 캐시로 송신할 수 있다.

실시 예에 따라 이후 Session 1-2(212)에 따른 컨텐츠의 전송은 캐시 인터페이스를 이용해서 제1코어 캐시 유닛(206)과 소스기지국(202)의 엑세스 캐시 사이에서 이루어질 수 있다.

단계 246에서 소스 기지국(202)의 액세스 캐시는 제2코어 캐시 유닛에 Cache_Session_Relay_Req 메시지를 송신할 수 있다. 상기 Cache_Session_Relay_Req 메시지는 제2코어 캐시 유닛에 대해 Session 1-1(210)을 릴레이(relay)하도록 요청하는 정보를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라 Cache_Session_Relay_Req 메시지는 단계 230에서 획득한 Core Cache ID을 이용하여 제2코어 캐시 유닛을 지정할 수 있으며 상기 Cache_Session_Relay_Req 메시지는 캐시 인터페이스를 이용해서 제2코어 캐시 유닛으로 전달될 수 있다.

단계 248에서 제2코어 캐시 유닛은 상기 수신한 Cache_Session_Relay_Req 메시지에 응답하여 Cache_Session_Relay_Req_Ack 메시지를 송신할 수 있다. 이후 제2코어 캐시 유닛은 Session 1-1(210)를 릴레이 할 수 있다.

단계 250에서 단말(201)은 mobileControlInfo IE를 포함하는RRCConnectionReconfiguration 메시지를 받은 후 타겟 기지국(203)과 동기화를 수행하고 Random Access CHannel (RACH)을 통하여 타겟 기지국(203)이 관리하는 target cell에 접속할 수 있다. 실시 예에 따라 타겟 기지국은 UL 할당과 timing advance로 응답할 수 있다.

단계 252에서 단말(201)은 성공적으로 target cell에 접속하였다는 정보를 포함하는 RRCConnection-ReconfigurationComplete 메시지를 타겟 기지국(203)에 송신할 수 있다.

단계 254에서 타겟 기지국(203)은 단말(201)이 연결된 셀이 변경되었음을 알리는 정보를 포함하는 PATH SWITCH REQUEST 메시지를 EPC(204)에 전송한다.

단계 256에서 EPC(204)는 단계 254에서 수신한 PATH SWITCH REQUEST 대해 성공적으로 수신하였음을 알려주는 PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE 메시지를 타겟 기지국(203)에 전송할 수 있다.

단계 258에서 타겟 기지국(203)은 핸드오버의 성공을 알리는 정보를 포함하는UE CONTEXT RELEASE 메시지를 소스기지국(202)에 전송한다. 상기 UE CONTEXT RELEASE메시지를 수신한 소스 기지국(202)는 단말(201)과의 통신에 사용되는 자원을 해제할 수 있다. 실시 예에서 소스 기지국(202)은 상기 UE CONTEXT RELEASE 메시지를 수신할 경우 UE context와 관련된 radio와 control plane 관련 자원을 해제할 수 있다.

이와 같이 핸드오버가 이루어 진 뒤 컨텐츠 데이터의 송수신은 단계 270 내지 276에서 이루어질 수 있다.

단계 270은 Core Cache MISS의 경우로 코어 캐시 서버(205)는 Session 1-3을 통해 인터넷망(208)으로부터 컨텐츠 데이터를 수신할 수 있다.

단계 272는 Access Cache MISS의 경우로, 소스 기지국(202)는 코어 캐시 서버(205)로부터 Session 1-2를 통해 컨텐츠 데이터를 수신한다. 상기 데이터 수신은 코어캐시 서버(205) 와 소스기지국(202) 사이에 형성된 캐시 인터페이스를 통해 진행될 수 있다.

단계 274 및 단계 276은 코어 캐시 서버(205)를 통해 데이터를 릴레이 하는 방식을 나타낸 것이다. 코어 캐시 서버(205)는 소스 기지국(202)의 엑세스 캐시로부터 Session 1-1을 통해 데이터를 수신한다. 상기 수신한 데이터를 단계 276에서 Session 1-1을 사용하여 단말(201)로 릴레이 함으로써 컨텐츠 데이터에 대한 핸드오버를 수행할 수 있다. 단계 274에서 데이터 전송은 소스 기지국(202)와 코어 캐시 서버(205) 사이에 형성된 캐시 인터페이스를 통해 진행될 수 있다. 단계 276에서 데이터 전송은 S1인터페이스를 통해 진행될 수 있다.

상기 단계 226, 228, 242 및 244의 경우 소스기지국(202)의 엑세스 캐시에 컨텐츠 데이터가 있을 경우 수행되지 않을 수 있는 선택적인 단계이다.

도 3은 실시 예에 따른 코어 캐시 서버의 동작을 설명하는 순서도이다.

도 3을 참조하면 단계 310에서 상기 코어 캐시 서버는 소스 기지국으로부터 Core_Cache_Discover를 수신할 수 있다. 상기 Core_Cache_Discover는 상기 소스 기지국과 단말 사이에 형성된 세션과 관련된 코어 캐시 유닛을 찾기 위한 정보를 포함할 수 있다. 상기 Core_Cache_Discover는 S1인터페이스를 통해 수신될 수 있으며, 상기 Core_Cache_Discover에 포함된 정보에 따라 상기 코어 캐시 서버에 포함된 코어 캐시 유닛 중 하나가 상기 Core_Cache_Discover에 대한 응답 메시지를 보낼 수 있다.

상기 코어 캐시 서버가 Core_Cache_Discover를 성공적으로 수신할 경우 상기 코어 캐시 서버는 Core_Cache_Discover_Ack를 상기 소스 기지국으로 전송할 수 있다.

단계 320에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국으로부터 Cache_Session_Relay_Req를 수신할 수 있다. 상기 Cache_Session_Relay_Req는 상기 관련된 코어 캐시 유닛에 전달 될 수 있다. 또한 상기 Cache_Session_Relay_Req는 상기 소스 기지국의 액세스 캐시에 저장된 데이터를 릴레이 하기 위한 요청일 수 있다.

상기 코어 캐시 서버가 상기 Cache_Session_Relay_Req를 성공적으로 수신할 경우 상기 코어 캐시 서버는 Cache_Session_Relay_Req_Ack를 상기 소스기지국에 전송할 수 있다.

단계 330에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국의 엑세스 캐시로부터 컨텐츠 데이터를 수신하고 이를 상기 단말로 릴레이 할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 코어 캐시 서버에서 상기 단계 310에서 상기 Core_Cache_Discover를 수신한 코어 캐시 유닛은 상기 소시 기지국의 엑세스 캐시로부터 캐시 인터페이스를 통해 컨텐츠 데이터를 수신하고, 이를 다시 S1인터페이스를 통해 상기 단말로 릴레이 할 수 있다.

도 4는 또 다른 실시 예에 따른 코어 캐시 서버의 동작을 설명하는 순서도이다.

도 4를 참조하면 단계 410에서 상기 코어 캐시 서버는 소스 기지국으로부터 제1 Core_Cache_Discover를 수신할 수 있다. 상기 제1 Core_Cache_Discover는 상기 소스 기지국의 코어 캐시 서버에 컨텐츠 데이터가 없을 경우, 상기 컨텐츠 데이터가 상기 코어캐시 서버에 저장되었는지 확인하기 위해 상기 소스 기지국으로부터 발신 될 수 있다. 상기 코어 캐시 서버가 상기 제1 Core_Cache_Discover를 성공적으로 수신할 경우 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국으로 제1 Core_Cache_Discover_Ack을 송신할 수 있다.

단계 420에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국으로부터 제2 Core_Cache_Discover를 수신할 수 있다. 실시 예에서 상기 제2 Core_Cache_Discover는 상기 소스 기지국에 포함된 엑세스 캐시가 상기 소스기지국 및 단말이 형성한 세션을 통해 컨텐츠 데이터를 릴레이 하는 코어 캐시 유닛을 찾기 위해 송신할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 Core_Cache_Discover는 S1인터페이스를 통해 상기 코어 캐시 서버에 수신될 수 있으며, 네트웍 스위치 등의 부하 관리 알고리즘에 따라 선택된 코어 캐시 유닛이 상기 제2 Core_Cache_Discover를 수신할 수 있다. 상기 제2 Core_Cache_Discover를 성공적으로 수신한 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국으로 제2 Core_Cache_Discover_Ack를 송신할 수 있다.

단계 430에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국으로부터 Cache_Path_Switch_Req를 수신할 수 있다. 상기 Cache_Path_Switch_Req를 수신한 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국과 상기 코어 캐시 서버 사이에 형성된 세션을 통해 전송되는 컨텐츠의 경로를 핸드오버에 맞추어 변경할 수 있다.

단계 440에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국으로부터 Cache_Session_Relay_Req를 수신할 수 있다. 상기 Cache_Session_Relay_Req를 수신한 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국 및 상기 단말 사이에 형성된 세션을 통해 전송되는 컨텐츠 데이터를 릴레이 할 수 있다.

상기 단계 410 내지 단계 440은 실시 예에 따라 순서가 유동적으로 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 Core_Cache_Discover를 수신하고, 상기 제1 Core_Cache_Discover를 수신한 뒤 Cache_Session_Relay_Req를 수신하고, 최종적으로 Cache_Path_Switch_Req를 수신할 수 있다.

단계 450에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 단말 및 상기 소스 기지국 사이에 전송되는 컨텐츠 데이터가 상기 코어 캐시 서버에 포함된 코어 캐시 유닛에 저장되어 있는지 확인한다.

만약 상기 컨텐츠가 저장되어 있지 않은 경우 상기 코어 캐시 서버는 단계 460에서 인터넷 망과 새로운 세션을 형성하고, 상기 컨텐츠를 상기 인터넷 망으로부터 다운로드 할 수 있다.

단계 470에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 코어 캐시 서버에 포함된 코어 캐시 유닛에 저장된 컨텐츠 데이터를 상기 소스 기지국으로 송신할 수 있다. 상기 컨텐츠 데이터는 상기 인터넷 망으로부터 다운로드 된 것이거나, 상기 코어 캐시 서버에 저장된 컨텐츠일 수 있다.

단계 480에서 상기 코어 캐시 서버는 상기 소스 기지국으로부터 핸드 오버에 필요한 컨텐츠 데이터를 수신하고, 단계 490에서 상기 수신한 데이터를 상기 단말로 송신하는 릴레이 동작을 수행할 수 있다.

도 5는 실시 예에 따른 통신 시스템의 컨텐츠의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 통신 시스템에서 단말(미도시)는 소스 기지국(510)에서 타겟 기지국(520)으로 핸드오버 할 수 있다.

소스 기지국(510)은 신호를 송수신 하고 소스 기지국(510) 전반의 동작을 제어하는 제어부(512) 및 단말에 송신하는 컨텐츠 데이터 중 기 설정된 기준에 만족하는 데이터를 저장하는 엑세스 캐시(514)를 포함할 수 있다.

타겟 기지국(520)은 소스 기지국(510)과 동일한 구성을 포함할 수 있다. 실시 예에 따라서 타겟 기지국(520)은 신호를 송수신하고, 타겟 기지국(510)의 동작 전반을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 다만 엑세스 캐시의 경우 선택적인 구성일 수 있다.

소스 기지국(510) 및 타겟 기지국(520)은 S1 인터페이스(516, 526)를 통해 EPC(530)와 연결될 수 있다. EPC(530)는 스위칭 및 로드 벨런싱 중 하나 이상의 역할을 하는 라우터(540)을 통해 인터넷 망(560)에 연결될 수 있다.

라우터(540)에는 코어 캐시 서버(550)가 연결 될 수 있다. 코어 캐시 서버(550)는 사용자 단말에 송수신되는 컨텐츠 데이터 중 일정 기준을 만족하는 데이터를 저장할 수 있으며, 로드 벨런싱 등을 위해 코어 캐시 서버(550)는 복수개의 코어 캐시 유닛을 포함할 수 있다. 실시 예에서 제1코어 캐시 유닛(552) 및 제2코어 캐시 유닛(554)을 기반으로 설명을 하며, 상기 코어 캐시 유닛들은 동일한 코어 캐시 유닛이거나 같은 코어 캐시 유닛일 수 있다.

코어 캐시 서버(550)는 소스 기지국(510)과 캐시 인터페이스(556)을 통해 연결될 수 있다. 따라서 코어 캐시 서버(550)에 포함된 데이터와 엑세스 캐시(514)에 포함된 데이터를 용이하게 송수신하는 것이 가능하다.

이하에서는 컨텐츠 데이터가 송수신 되는 실시 예에 대해서 설명한다. 단말은 소스 기지국(510)에서 타겟 기지국(520)으로 핸드오버 되며 이에 따른 컨텐츠 데이터의 흐름을 설명하도록 한다.

제1실시 예는, 엑세스 캐시(514)에 컨텐츠 데이터가 저장되어 있는 경우이다. 이 경우 소스 기지국(510)은 S1 인터페이스(516)을 통해 Core_Cache_Discovery를 코어 캐시 서버(550)로 송신할 수 있다. 실시 에에서 라우터(540)가 로드 분배 알고리즘에 의해 상기 Core_Cache_Discovery를 제2코어 캐시 유닛(554)에 전송한다. 이는 로드 분배 알고리즘에 따라 달라질 수 있다. 따라서 소스 기지국(510)은 캐시 인터페이스(556)를 통해 제2코어 캐시 유닛(554)에 컨텐츠 데이터를 전송하고(574), 제2코어 캐시 유닛(554)는 수신한 상기 컨텐츠 데이터를 S1인터페이스(526)를 통해 타겟 기지국(520)에 전송할 수 있다.

제2실시 예는, 엑세스 캐시(514)에 컨텐츠 데이터가 저장되어 있지 않고, 코어 캐시 서버(550)에 컨텐츠 데이터가 저장된 경우이다(Access Cache Miss). 이 경우 소스 기지국(510)은 S1 인터페이스(516)을 통해 Core_Cache_Discovery 메시지를 보내고, 라우터(540)의 분배 알고리즘에 의해 제1코어 캐시 유닛(552)에 상기 Core_Cache_Discovery가 전송될 수 있다. 제1코어 캐시 유닛(552)는 저장된 컨텐츠 데이터를 캐시 인터페이스(556)를 통해 소스기지국(510)에 전송한다(572). 상기 소스 기지국(510)은 전송된 데이터를 다시 코어 캐시 서버(550)으로 전송하고(574), 코어 캐시 서버는 S1인터페이스를 통해 타겟 기지국으로 전송된 데이터를 릴레이 할 수 있다(576).

제3실시 예는 제2실시 예와 동일한 상황이지만, 코어 캐시 서버(550)에서 컨텐츠 데이터를 전송할 때, 소스 기지국(510)을 거치지 않고 바로 타겟 기지국(520)으로 전송하는 차이점이 있다.

제4실시 예는, 엑세스 캐시(514) 및 커어 캐시 서버(550)에 컨텐츠 데이터가 저장되어 있지 않은 경우이다(Core Cache Miss). 이 경우 코어 캐시 서버(550)는 인터넷망(560)에서 컨텐츠 데이터를 수신한다(570). 이후 소스 기지국(510)은 S1 인터페이스(516)을 통해 Core_Cache_Discovery 메시지를 보내고, 라우터(540)의 분배 알고리즘에 의해 제1코어 캐시 유닛(552)에 상기 Core_Cache_Discovery가 전송될 수 있다. 제1코어 캐시 유닛(552)는 저장된 컨텐츠 데이터를 캐시 인터페이스(556)를 통해 소스기지국(510)에 전송한다(572). 상기 소스 기지국(510)은 전송된 데이터를 다시 코어 캐시 서버(550)으로 전송하고(574), 코어 캐시 서버는 S1인터페이스를 통해 타겟 기지국으로 전송된 데이터를 릴레이 할 수 있다(576).

제5 실시 예는 제4실시 예와 동일한 상황이지만 , 코어 캐시 서버(550)에서 컨텐츠 데이터를 전송할 때, 소스 기지국(510)을 거치지 않고 바로 타겟 기지국(520)으로 전송하는 차이점이 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

105 : 단말
110 : 제1기지국
120 : 제2기지국
130 : 제3기지국
140 : evolved packet core(EPC)
150 : 라우터
160 : 인터넷망
170 : 코어 캐시 서버

Claims

통신 시스템의 서버에서 데이터 전송 방법에 있어서,
소스 기지국으로부터 컨텐츠 데이터와 관련된 요청을 수신하는 단계;
상기 수신된 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 따라 타겟 기지국을 결정하는 단계;
상기 결정된 타겟 기지국으로, 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청을 전송하는 단계;
상기 타겟 기지국으로부터, 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답을 수신하는 단계; 및
상기 수신된 응답을 기반으로, 상기 소스 기지국으로, 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답을 전송하는 단계를 포함하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 소스 기지국으로 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답을 전송한 후에, 상기 소스 기지국으로부터 컨텐츠 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 타겟 기지국으로, 상기 수신된 컨텐츠 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답은 성공 또는 실패임을 지시하는 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
통신 시스템의 서버에 있어서,
적어도 하나의 신호를 송수신을 할 수 있는 송수신부; 및
상기 송수신부와 결합된 제어부를 포함하고,
상기 제어부는:
소스 기지국으로부터 컨텐츠 데이터와 관련된 요청을 수신하고,
상기 수신된 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 따라 타겟 기지국을 결정하고,
상기 결정된 타겟 기지국으로, 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청을 전송하고,
상기 타겟 기지국으로부터, 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답을 수신하고, 및
상기 소스 기지국으로, 상기 수신된 응답을 기반으로, 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답을 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 서버.
삭제
제5항에 있어서,
상기 소스 기지국으로 상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답을 전송한 후에, 상기 소스 기지국으로부터 컨텐츠 데이터를 수신하고,
상기 타겟 기지국으로, 상기 수신된 컨텐츠 데이터를 전송하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 서버.
제5항에 있어서,
상기 컨텐츠 데이터와 관련된 요청에 대한 응답은 성공 또는 실패임을 지시하는 메시지인 것을 특징으로 하는 서버.