KR20110003539A - 무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법 및 기지국 - Google Patents

무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법 및 기지국 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면 모바일 네트워크가 이웃하는 데이터 스토어에 데이터 요청을 전달하여 데이터를 사전-페치할 수 있는 방법 및 장치가 제공된다. 특히, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 프로토콜이 확립되어 모바일 네트워크 내의 로컬 데이터 스토어가 이웃 데이터 스토어에게 데이터 요청을 통지하고, 그에 따라 이웃하는 데이터 스토어가 요청될 수 있는 데이터를 사전-페치함으로써 연속적인 캐시 누락을 방지할 수 있다. 이러한 통지는 캐시 누락의 횟수를 감소시킬 수 있고, 모바일 네트워크 내에서 사용자가 이동하여 데이터 소스가 변경됨에 따른 데이터 다운로드의 대기시간을 감소시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 통신 데이터용 프로토콜은 모바일 사용자를 지원하는 네트워크 내의 로컬 저장 센터들 사이에서 데이터 요청을 전달하는 프로토콜이 제공된다.

Description

무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법 및 기지국{METHOD AND APPARATUS FOR PRE-FETCHING DATA IN A MOBILE NETWORK ENVIRONMENT USING EDGE DATA STORAGE}
본 발명은 일반적으로 모바일 통신 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모바일 네트워크 환경에서의 데이터 전달을 최적화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
모바일 통신 네트워크(예컨대, 셀룰러 폰 시스템)에서, 모바일 단말을 가지고 있는 사용자들은, 전화 음성 대화를 나눌 뿐 아니라 예컨대 인터넷 웹 페이지 및 다운로드 비디오와 같은 멀티미디어 데이터를 수신할 수 있다. 이렇게, 모바일 디바이스의 사용자에게 실질적인 데이터 "콘텐트"를 제공해야할 필요성이 높아지고 있다. 이러한 목적 및 효율성을 위해서, 다운로드되는 데이터를 버퍼링 또는 캐시(cache)하기 위해서, 코어 네트워크(CORE)보다는 모바일 원격통신 네트워크의 무선 액세스 네트워크(RAN) 부분에 로컬 저장을 제공하는 것이 바람직할 수 있음이 최근에 인지되어왔다. 즉, 예를 들어, 임의의 기지국과 통신하는 모바일 단말에게 전달되는 데이터를 버퍼링하기 위해서, 모바일 기지국에서 로컬 캐시를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
그러나, RAN 내에 로컬 캐시를 구비하는 이러한 아키텍처는 모바일 네트워크 내의 이러한 로컬 데이터 소스들 사이에서 사용자가 이동하는 상황, 즉 예를 들어 다수의 기지국에 로컬 캐시를 갖는 아키텍처에서 모바일 사용자가 하나의 모바일 기지국으로부터 다른 기지국과 통신하도록 이동하는 경우를 고려한다. 모바일 사용자가 로컬 데이터 소스를 사용하고 있는 중에 하나의 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동할 때, 사용자는 사용 중이던 로컬 데이터 스토어에 대한 액세스를 잃는다. 따라서, 새로운 위치에서의 로컬 데이터 스토어(즉, 모바일 디바이스가 현재 통신하고 있는 기지국)는 모바일에 의해 다운로드되고 있었던 데이터, 즉 이전에 통신하고 있던 기지국의 메모리 스토어에 저장되어 있었던 데이터를 새롭게 로딩해야할 것이다.
단말과 데이터 소스 간의 통신 경로는 로컬 경로(local path)와 글로벌 경로(global path)로 나누어질 수 있다. 로컬 경로는 사용자가 이동할 때 변화하는 모바일 단말과 데이터 소스 간의 경로의 일부이다. 예를 들어, 로컬 경로는 현재 통신하고 있는 모바일 기지국과 사용자 단말 간의 경로일 수 있다.
예를 들어, 사용자가 우연히 연관된 로컬 저장 캐시 내에 저장되어 있지 않은 데이터를 요청한다고 가정하자. 이러한 "제 1" 로컬 캐시는 일부 다른 데이터 스토어(에컨대, CORE 네트워크 내의 데이터 스토어)로부터 데이터를 요청할 것이고, 이로 인해 1/2 내지 수초의 전형적인 지연이 발생할 것이다. 그러나, 빠르게 이동하는 모바일 사용자(예컨대, 기차를 타고 이동하는 사용자)는 수초마다 서로 다른 로컬 경로를 갖도록 변경될 수 있다. 사용자가 이러한 다른, "제 2" 로컬 경로로 이동하였을 때, 제 2 로컬 경로를 지원하는 데이터 스토어 역시 요청된 데이터가 누락되어 있을 수 있으며, 그로 인해 동일한 데이터를 요청함으로써 추가 지연을 발생시킬 수 있다. 로컬 캐시로 전달하는 데에 수초의 시간이 소요되는 대용량 데이터 요청에 있어서, 사용자는 제 2 로컬 스토어가 데이터 공급을 시작할 수 있기도 전에 다시 이동하게 될 수 있다. 작은 용량의 데이터 요청에 있어서도, 데이터에 대한 로컬 데이터 스토어 및 단말에서의 대기로 인한 대기시간이 단말로의 스루풋을 크게 감소시킬 수 있다.
사용자가 계속 이동하는 이러한 시나리오에서, 각 연속적인 캐시에 데이터가 누락되어 있을 수 있으며, 이는 누락 캐스케이드(a cascade of misses)를 발생시킨다. 최소한, 이러한 캐스케이드 캐시 누락은 데이터 전달에 있어서 매우 긴 지연을 발생시킬 수 있다. 최악의 시나리오에서, 만약 사용자가 계속해서 이동하고 요청된 데이터가 충분히 대용량인 경우, 사용자의 다운로드가 영구적으로 중단될 수 있다.
본 발명의 원리에 따르면, 상기의 문제점은 무선 통신(즉, 모바일) 네트워크가 특정한 모바일 단말로 콘텐트를 전달하는 데이터 스토어로부터의 데이터 요청을 다른 이웃하는 데이터 스토어로 전달함으로써 이웃하는 데이터 스토어가 추후에 모바일 단말로 전달하도록 요청될 수 있는 데이터를 사전-페치할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 사용하여 해소된다(만약 특정한 모바일 단말이 이웃하는 데이터 스토어의 지리학적 지역으로 이동하였을 경우). 본 명세서에서 사용된 "사전-페치(pre-fetch)"라는 용어는 데이터가 사전-페치된 데이터를 갖는 특정한 데이터 스토어에 의해 전달될 필요가 없을 수 있다는 사실과 무관하게, 데이터를 전달해야 하기 이전에 미리 데이터를 다운로딩하는 것을 지칭한다.
특히, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 프로토콜이 확립되어 모바일 네트워크 내의 로컬 데이터 스토어가 이웃 데이터 스토어에게 데이터 요청을 통지하고, 그에 따라 이웃하는 데이터 스토어가 요청될 수 있는 데이터를 사전-페치함으로써 연속적인 캐시 누락을 방지할 수 있다. 이러한 통지는 캐시 누락의 횟수를 감소시킬 수 있고, 모바일 네트워크 내에서 사용자가 이동하여 데이터 소스가 변경됨에 따른 데이터 다운로드의 대기시간을 감소시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 통신 데이터용 프로토콜은 모바일 사용자를 지원하는 네트워크 내의 로컬 저장 센터들 사이에서 데이터 요청을 전달하는 프로토콜이 제공된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 예시적인 실시예는 무선 통신 네트워크에서 특정한 모바일 단말로 콘텐트를 전달하는 방법을 제공하며, 무선 통신 네트워크는 데이터 스토어와 연관된 상응하는 지리학적 지역 내에 위치된 하나 이상의 모바일 단말로 전달될 콘텐트의 로컬 저장(local storage)을 제공하는 복수의 데이터 스토어(data store)를 포함하고, 상기 방법은 특정한 모바일 단말이 현재 위치된 지리학적 지역과 연관된 특정한 데이터 스토어에서 수행되며, 상기 방법은, 특정한 데이터 스토어를 이용하는 특정한 모바일 단말로 콘텐트의 적어도 일부를 전달하는 단계와, 복수의 데이터 스토어 중 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 하나 이상의 데이터 스토어를 식별하는 단계와, 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 하나 이상의 데이터 스토어로 통지 메시지(notification message)를 전송하는 단계를 포함하되, 통지 메시지는 특정한 모바일 단말이 특정한 데이터 스토어에 의해서 특정한 모바일 단말로 전달된 콘텐트의 적어도 일부를 가지고 있음을 나타내며, 그에 따라 통지 메시지가 전송되었던 하나 이상의 데이터 스토어 각각이, 추후에 있을 수 있는 특정한 모바일 단말로의 전달시에 이용하도록 미리 콘텐트의 적어도 일부를 사전-페치할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 다른 예시적인 실시예는 무선 통신 네트워크에서 특정한 모바일 단말로 콘텐트를 전달하는 방법으로서, 무선 통신 네트워크는 데이터 스토어와 연관된 상응하는 지리학적 지역 내에 위치된 하나 이상의 모바일 단말로 전달될 콘텐트의 로컬 저장을 제공하는 복수의 데이터 스토어를 포함하고, 특정한 데이터 스토어는 특정한 모바일 단말이 현재 위치된 지리학적 지역과 연관되고, 이 방법은 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 다른 데이터 스토어에서 수행되며, 상기 방법은, 특정한 데이터 스토어로부터, 모바일 단말이 특정한 데이터 스토어에 의해서 모바일 단말에게 전달된 콘텐트의 적어도 일부를 가지고 있다는 통지 메시지를 수신하는 단계와, 수신된 통지 메시지에 응답하여, 추후에 특정한 모바일 단말로 콘텐트의 적어도 일부를 전달하게 되는 경우에 이용하도록 미리 콘텐트의 적어도 일부를 하나 이상의 네트워크 데이터 소스로부터 다른 데이터 스토어로 사전-페치하는 단계를 포함한다.
도 1은 CORE 네트워크 내에 위치된 데이터 스토어를 구비하는 전형적인 계층적 모바일 통신 네트워크의 예시를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다수의 예시적인 실시예를 사용할 수 있는 로컬 데이터 저장부를 구비하는 "플래터(flatter)" 모바일 통신 네트워크의 예시를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 것과 같은, 본 발명의 다수의 예시적인 실시예가 바람직하게 이용될 수 있는 모바일 통신 네트워크 내의 복수의 로컬 데이터 소스 중 하나에 의해 서비스되는 단말의 예시적인 환경을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 데이터에 대한 사용자 요청을 수신하여 이웃 데이터 스토어에 통지(notification)를 전송하는 예시적인 방법의 순서도.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이웃 데이터 스토어로부터 수신된 통지를 수신 및 프로세싱하는 예시적인 방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이웃 데이터 스토어에 재통지(re-notification)를 전송하는 예시적인 방법의 순서도.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이웃 데이터 스토어로부터 수신된 통지 답변(notification reply)을 수신 및 프로세싱하는 예시적인 방법의 순서도.
본 발명의 다수의 예시적인 실시예를 기술하기 위해, 먼저 종래의 계층적 모바일 통신 네트워크 및 보다 최근에 제안되는 "플래터(flatter)" 모바일 통신 네트워크 모두를 기술하는 것이 바람직하다. 먼저, 도 1은 CORE 네트워크 내에 위치된 데이터 스토어를 구비하는 전형적인 계층적 모바일 통신 네트워크의 예시를 도시한다. 현재 개발되어 있는 "1G"(1 세대) 내지 "3G"(3 세대) 상업적 네트워크와 같은 현존하는 계층적 모바일 네트워크에서, 통신 흐름은 도 1에 도시된 바와 같이 무선 액세스 네트워크 RAN(13)와 코어 네트워크 CORE(11) 사이에 위치된 중간 노드인 노드(12)를 이용하여 운영된다. (중간 노드인 노드(12)는 별개의 하드웨어 구성요소일 수 있거나 또는 CORE(11) 또는 RAN(13) 내에 설계된 기능적 프로퍼티(property)일 수 있다. CORE(11)는 이동하지 않는 중간 노드(12)를 통해 단말(14)로 라우팅할 수 있다. CORE(11)는 이러한 중간 노드(12)를 통해 단말(14)과 통신하는 동시에, 중간 노드는 바람직하게는 RAN(13) 내에서 단말(14)이 발견될 수 있는 위치를 알고 있다. 이러한 네트워크 내의 데이터 소스(10)가 CORE(11) 측에 존재하기 때문에, 데이터 소스(10)와 단말(14) 간의 데이터 접속은 절대 끊어지지 않는다. 단말(14)이 이동할 때, RAN(10) 내에서의 라우팅만이 변경되면 된다. 다시 말하면, 데이터 소스는 고정된 위치에 존재하며 사용자가 이동하더라도 이동하지 않는다.
다른 한편으로, 도 2는 본 발명의 다수의 예시적인 실시예를 바람직하게 사용할 수 있는 로컬 데이터 저장부를 구비하는 "플래터(flatter)" 모바일 통신 네트워크의 예시를 도시한다. "3GPP LTE(Long Term Evolution)" 또는 WiMAX에 대해 제안된 것과 같은 이러한 보다 새로운 네트워크 아키텍처는 덜 계층적인, 즉 보다 편평한(flatter) 구조를 갖는다. 이러한 플래터 아키텍처에서, 데이터는 바람직하게는 단말(25)에 더욱 가까운 데이터 소스(21) 및/또는 데이터 소스(20) 내에 저장될 수 있다. 특히, 각각의 이러한 데이터 스토어는 바람직하게는 예를 들어 캐시 내의 단말을 위한 데이터의 로컬 복사본을 저장한다. 단말(25)이 데이터 소스(20)에서 데이터를 수신하는 것으로부터 데이터 소스(21)로부터 데이터를 수신하도록 이동할 때, 전송되고 있는 데이터는 현재 데이터 소스 내에 존재해야 한다. 단말의 시각에서, 콘텐트의 소스는 이제 이동성을 갖게 된다.
전술된 바와 같이, 단말과 데이터 소스 간의 통신 경로는 로컬 경로 및 글로벌 경로로 나누어질 수 있다. 로컬 경로는 사용자가 이동할 때 변경되는 데이터 소스와 모바일 단말 간의 경로의 일부이다. 도 1에서, RAN(13)로부터 단말(14)로의 네트워크의 일부는 로컬 경로의 일부분들이다. CORE(11)는 글로벌 경로의 일부이다. 데이터는 CORE 내에 존재하고, 따라서 이동하지 않는 경로인 글로벌 경로의 일부이다. 사용자가 어디로 이동하더라도, 데이터는 동일한 데이터 스토어에 의해 제공될 것이다.
그러나, CORE는 네트워크 계층 내에 깊이 위치되어 있으며, 데이터 소스를 가능한 한 사용자에 가까이 유지시키는 것이 대기시간과 대역폭 관리 모두에 이득을 준다. 이러한 이득을 갖기 위해서, 캐시들이 RAN 내에 존재하도록 따라서 로컬 경로, 즉 사용자가 이동함에 따라서 변화하는 경로 내에 존재하도록 계획되어왔다. 로컬 경로 내에 저장된 데이터는 로컬 저장으로 불린다.
모바일 단말로 데이터를 제공하는 실제 데이터 소스는, 예를 들어 서버, 데이터베이스, 로컬 캐시 또는 로컬 버퍼, 즉 모바일 디바이스로 전달하고자 하는 정보의 메모리 스토어가 존재하는 임의의 네트워크 요소일 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 "데이터 스토어(data store)"라는 용어는 임의의 및/또는 모든 데이터 소스를 포함할 수 있다. 또한, 모바일 단말에 의해 요청된 데이터는 예를 들어 비디오 다운로드 또는 파일 첨부물, 데이터베이스로부터의 데이터 블록, 또는 웹 페이지를 형성하는 복수의 파일들의 세트와 같은 단일 파일일 수 있다(대다수의 웹 페이지들은 실질적으로 개별적으로 다운로드되는 다수의 서로 다른 파일들을 필요로 하기 때문). 따라서, 본 명세서에서 사용되는 "콘텐트", "데이터" 또는 "데이터 요청"이라는 용어는 일부 및/또는 모든 이러한 상황들을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다수의 예시적인 실시예들이 바람직하게 사용될 수 있는, 도 2에 도시된 것과 같은 모바일 통신 네트워크 내의 복수의 로컬 데이터 소스 중 하나에 의해 서비스되는 단말의 예시적인 환경을 도시한다. 특히, 도 3과 관련하여, 모바일 단말(30)은 로컬 데이터 스토어(31)로부터 데이터를 요청한다. 편의를 위해, 로컬 데이터 스토어(31)를 데이터 저장 및 모바일 단말로의 데이터 릴레이와 같은 두 가지 별개의 기능을 수행하는 단일 네트워크 요소로서 지칭한다. 본 발명의 다수의 예시적인 실시예에서, 이러한 로컬 데이터 스토어 요소는 복수의 저장 디바이스로 접속하는 노드에 서비스를 제공하는 모바일 단말 또는 복수의 서비스 노드로 접속하는 저장 디바이스를 갖는 두 개의 개별적인 네트워크 요소, 또는 하나 이상의 서비스 노드와 하나 이상의 로컬 저장 디바이스를 갖는 소정의 유형의 클러스터일 수 있다.
어떠한 시점에 로컬 데이터 스토어는 단말(30)에 대한 데이터 요청을 서비스하지만, 단말(30)은 로컬 데이터 스토어(32) 중 지리학적으로 "가까운" 스토어로 스위칭할 수 있다. 만약 데이터 스토어(31)에 의해 전달되고 있는 콘텐트가 스위칭된 데이터 스토어(32)에서 이용가능하지 않으면, 데이터는 중앙화 서버와 같은 다른 소스 또는 데이터 스토어(31)로부터 요청되어야만 한다. 전술된 바와 같이, 콘텐트 요청에서의 이러한 래그(lag)는 사용자에게 낮은 품질의 서비스를 제공하게 하고 만약 사용자가 계속해서 새로운 데이터 스토어로 이동하면 전달될 수 있는 콘텐트의 크기를 제한하게 된다. 그러나, 본 발명의 다수의 예시적인 실시예에 따르면, 단말(30)이 데이터를 요청한 시간에, 데이터 스토어(31)는 바람직하게는 콘텐트가 전달되었음을 지리학적으로 "이웃하는(neighboring)" 데이터 스토어(32)에 통지하고 일부 메타데이터를 제공할 수 있다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시예에 따르면, 각각의 데이터 스토어(32)는 데이터에 대한 잠재적인 필요성에 우선하여 이러한 콘텐트를 사전-페칭(pre-fetching) 또는 검색하는 옵션을 가질 수 있다. 즉, 주변의 데이터 스토어(32)는 예를 들어 대역폭, 저장 용량, 프로세서 이용, 및/또는 핸드오프 시에 단말(30)을 검색할 가능성과 같은 고려에 기초하여 콘텐트를 다운로드하도록 결정할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 데이터 스토어는 바람직하게는 다음과 같은 정보의 조각들을 보유할 수 있다. 먼저, 데이터 스토어는 각 단말에 대한 고유한 식별자에 대한 지식을 가질 수 있다. 이는 예를 들어 애플리케이션 층에서 단말의 IP 어드레스를 명시함으로써 다루어질 수 있거나, 또는 더 낮은 레벨에서 예컨대 EV-DO UATI(Universal Access Terminal Identifier), 또는 네트워크, 단말 및 데이터 스토어의 위치에 적합한 임의의 다른 고유한 식별자를 명시함으로써 다루어질 수 있다. 둘째로, 데이터 스토어는 바람직하게는 자신의 이웃들의 테이블을 구비한다. 이러한 이웃들의 리스트는 바람직하게는 핸드오프에서 단말이 수신할 수 있는 모든 데이터 스토어를 포함한다. 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면 모바일 네트워크 기지국 둘레의 단일의 최근접한 지형적으로 토러스(torus) 형태인 고리(도 3에 예시적으로 도시된 것과 같음)가 사용될 수 있지만, 단말이 실질적으로 보다 넓은 영역으로부터 신호를 수신할 수 있기 때문에 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 이웃들의 보다 넓은 세트가 포함될 수 있다. (데이터 스토어가 핸드오프를 담당하는 네트워크 소자인 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 바람직하게는 이러한 리스트를 미리 구비할 수 있다.) 선택적으로, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면, 데이터 스토어는 단말이 임의의 특정한 이웃으로 핸드오프할 가능성을 나타내는 변화 벡터(transition vector)를 보유할 수 있다. 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 이러한 컨셉의 보다 정리된 버전은 바람직하게는 데이터 스토어에게 (각각의 가능한 데이터 스토어 x 및 y 쌍에 대해서) 결과적으로 이웃 y에게 전달되는 이웃 x로부터 수신된 단말의 핸드오프 가능성의 매트릭스를 제공할 수 있다.
본 발명의 다수의 예시적인 실시예에 따르면, 바람직하게는 상기 데이터 스토어들 중 하나로부터 이웃 데이터 스토어로 전달될 수 있는 다양한 정보("통지(notification)"는 다음을 포함할 수 있다:
1. 고유한 식별 ID 넘버
2. 예를 들어 동적 웹 페이지와 같은 생성된 콘텐트 및/또는 파일(예컨대, 비디오 클립)을 포함할 수 있는 다운로드되고 있는 데이터 소스의 명칭 또는 명칭들
3. 다운로드되고 있는 데이터 소스로의 오프셋(offset)(예컨대, 바이트 오프셋). 이러한 정보는 바람직하게는 이웃 데이터 스토어가 매번 시작하는 다운로드를 개시하지 않는 것을 가능케 하고, 그에 따라 검색될 수 있는 파일의 크기에 대한 제한을 없앨 수 있으며, 따라서 직렬로 이미 전달된 파일 일부가 단말로 전달된 후에 로컬 스토어에 다운로드되는 상황을 방지하도록 돕는다.
4. 사용자의 현재 데이터 레이트. 이 정보는 바람직하게는 이웃 데이터 스토어가 다운로드까지 얼마나 걸리는지를 예측할 수 있게 하고 핸드오프의 정확한 시간에 대한 단말의 민감성을 허용한다.
5. 데이터의 총 크기. 만약 데이터 요청이 거의 완료되었고 데이터 레이트가 높다면, 데이터 스토어는 다운로드하지 않을 것을 선택할 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, "플래그(flag)" 값은 예를 들어 브로드캐스트 텔레비전 소스와 같은 "무제한" 콘텐트를 나타내도록 이러한 필드에 배치될 수 있다.
6. 단말이 현재 데이터 스토어로 전달된 이래의 시간
7. 단말이 특정한 이웃 데이터 스토어로 이동할 변화 가능성
8. 예를 들어 보안 목적으로 사용될 수 있는 단말의 고유한 식별자.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 아이템 3 내지 7은 바람직하게는 수신 데이터 스토어가 다운로드에 대한 "가중치(weight)"를 계산하도록 함으로써, 바람직하게는 필요한 대상이 경합하는 다운로드 요청들 사이에서 우선화될 수 있도록 하고, 바람직하게는 캐시 누락이 정체된 상황에 대해서도 방지될 수 있다. 특히, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 아이템 7은 바람직하게는 수신 데이터 스토어가 복수의 단말들이 데이터의 공통 부분을 요청할 때를 식별할 수 있게 하며, 그에 따라 데이터가 상기 데이터 스토어들 중 하나로부터 궁극적으로 필요하게될 가능성을 증가시킨다.
본 발명의 다수의 예시적인 실시예에 따르면, 데이터 스토어 이웃에 통지하도록 데이터 스토어에 의해 사용되는 결정 프로세스는 간단할 수 있거나 또는 다수의 시나리오에 맞도록 보다 복잡하게 만들어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 데이터 스토어는 다음과 같은 경우에 자신의 이웃에게 통지를 전송할 수 있다:
1. 데이터 스토어가 서비스하고 있는 단말이 새로운 데이터 다운로드를 요청하는 경우,
2. 단말이 다운로드 중간에 핸드오프에서 수신되는 경우, 및/또는
3. 트리거링 상황이 발생한 경우, 이때 트리거링 상황은 마지막 통지가 전송된 이래의 시간 및/또는 단말이 곧 핸드오프될 가능성에 기초할 수 있다.
본 발명의 다수의 예시적인 실시예에 따르면, 상황 3은 임의의 네트워크 사용을 위해 "튜닝(tuned)"될 수 있다. 이러한 "튜닝" 조정은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면, 재통지 가중치 r은 바람직하게는 마지막 통지가 전송된 이래의 경과 시간 t에 단말이 다음 s초 내에 이동할 (즉, 핸드오프) 가능성을 곱한 것과 같도록 계산된다. 그 다음, 만약 r이 사전결정된 문턱값 h보다 높으면, 바람직하게는 재통지가 수행된다. 예시적으로, h는 핸드오프가 실제로 발생된 r의 평균값이도록 계산될 수 있다. s에 대한 값은 바람직하게는 히스토리 데이터를 이용하여 계산될 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 데이터에 대한 사용자 요청을 수신하여 이웃 데이터 스토어에 통지를 전송하는 예시적인 방법의 순서도를 도시한다. 먼저, 블록(40)에서, 데이터 스토어가 예로서 데이터에 대한 새로운 요청을 개시하는 사용자 단말을 통해, 또는 이미 새로운 데이터 스토어로 핸드오프되고 있는 데이터 다운로딩 프로세스 중인 사용자 단말을 통해 데이터에 대한 사용자 요청을 수신한다. 블록(41)은 요청된/필요한 데이터(즉, 요청의 대상)가 이미 데이터 스토어(즉, 캐시) 내에 저장되어 있는지 여부를 결정한다. 만약 그렇지 않으면, 블록(42)은 데이터 검색을 시작한다. (다수의 캐시 누락이 존재한다고 가정하면, 이웃 데이터 스토어에 통지하기 앞서 현재 단말에 서비스를 제공하고 있는 캐시가 데이터를 요청하는 것이 바람직하다. 만약 모든 캐시가 동일한 소스로부터 누락된 데이터를 동시에 요청하면, 리소스 다툼은 해당 데이터를 가장 필요로 하는 캐시, 즉 현재 단말을 지원하는 캐시가 얼마나 신속하게 데이터를 이용할 수 있는지에 영향을 미칠 수 있다.)
만약 요청된/필요한 데이터가 데이터 스토어 내에 존재하면, 블록(42)에서 데이터의 검색이 개시된 후에, 블록(43)이 각 이웃 캐시에 대한 "통지(notification)" 스코어를 계산한다. 이러한 스코어는 바람직하게는 사용자 단말로 제공되고 있는 데이터와 관련하여 통지받는 이웃 캐시(즉, 데이터 스토어)의 상대적인 중요도를 결정할 것이다. 본 발명의 다수의 예시적인 실시예에 따르면, 통지 스코어는 예를 들어 전송되어야할 남은 데이터의 크기(즉, 데이터의 양), 사용자가 주어진 데이터 스토어로 이동할 가능성의 예측(예를 들어, 단말이 이동해온 데이터 스토어들의 히스토리에 의존할 수 있음), 및/또는 당업자에게 명백한 그외의 인자들에 기초할 수 있다. 그 다음, 블록(44)은 소정의 문턱값 τ보다 큰 스코어를 갖는 각 이웃에게 통지를 전송한다. 예를 들어, 본 발명의 간단한 예시적인 실시예에 따르면, 스코어 τ는 단말로 현재 지원되는 데이터 레이트에 의해 분할되는 전송될 데이터의 크기와 동일할 수 있으며, 만약 스코어가 τ=2보다 크면, 바람직하게는 통지가 전송된다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이웃 데이터 스토어로부터 수신된 통지를 수신 및 프로세싱하는 예시적인 방법의 순서도를 도시한다. 먼저, 블록(50)에서 통지가 이웃 데이터 스토어로부터 수신된다. 블록(51)은 요청된 데이터 대상이 이미 국부적으로 저장되었는지 여부를 결정하고, 따라서 만약 단말이 주어진 데이터 스토어로 핸드오프되었다면 캐시 누락을 발생시키지 않을 것이다. 만약 요청된 데이터 대상이 이미 국부적으로 저장되었으면, 블록(52)은 통지를 전송한 이웃 데이터 스토어에게 통지 답변(아래에 예시적으로 기술됨)을 전송하고, 프로세스를 종료한다. 만약 그렇지 않고 요청된 데이터 대상이 국부적으로 저장되지 않았다면, 블록(53)은 예를 들어 수신된 통지의 개수, 요청된 데이터의 크기 및/또는 리소스의 이용가능성에 기초하여 우선순위 가중치를 계산한다. (예를 들어, 본 발명의 간단한 예시적인 실시예에 따르면, 우선순위 가중치는 단순히 요청이 큐 내에 존재한 시간으로 분할되는 요청된 데이터의 크기에 기초할 수 있다.) 블록(54)에서 데이터 대상을 저장하라는 요청이 다운로드 우선순위 큐 내에 배치된다. 이렇게, 바람직하게는 큐 내의 우선순위에 따라 동작될 수 있다(즉, 다운로드가 시작될 수 있다).
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이웃 데이터 스토어에 재통지(re-notification)를 전송하는 예시적인 방법의 순서도를 도시한다. 특히, 본 발명의 다수의 예시적인 실시예에 따르면, 데이터 소스 노드는 바람직하게는 변화하는 상황을 검사하고 그에 따라 재통지를 자신의 이웃에 전송할 수 있다. 먼저, 블록(60)은 다운로드되고 있는 각 데이터 요청에 대한 정보를 검색한다. 그 다음 블록(61)은 도 4의 예시적인 순서도의 블록(43)에서 계산된 통지 스코어와 유사한 통지 스코어를 계산한다. 예시적으로, 도 6의 예시적인 순서도의 블록(61)에서 계산된 통지 스코어와 도 4의 예시적인 순서도의 블록(43)에서 계산된 통지 스코어의 주요한 차이는 도 6의 블록(61)에서 계산된 통지 스코어가 이웃 노드로부터 수신된 통지 답변 메시지에 추가로 기초할 수 있다는 것이다.
다음으로, 블록(62)은 블록(61)에서 계산된 스코어를 고려하여 통지를 선택된 이웃으로 전송한다. 블록(63)은 예시적인 프로세스의 다른 반복에 대해 블록(60)으로의 흐름을 반복하기 이전에 사전결정된 기간 t(예시적으로 5초) 동안 대기한다. 만약 임의의 시간에 전체 데이터 요청이 만족되거나 또는 모든 이웃이 데이터 요청의 중요한 부분을 이미 가지고 있다는 통지 답변을 전송하였다면, 주어진 데이터에 대한 새로운 통지 또는 재통지가 필요하지 않을 것이다.
전술된 바와 같은 통지 답변은 적어도 두 개의 예시적인 목적을 수행하는 데에 사용될 수 있다. 먼저, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 통지 답변은 도 6의 순서도에 의해 기술된 예시적인 프로세스로부터 불필요한 통지 및 재통지의 발생을 중지시키는 데에 사용될 수 있다. 둘째, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 통지 요청은 현재 캐시 누락이 발생한 데이터 스토어가 보다 중앙화된 소스보다 이웃 데이터 스토어로부터 필요한 콘텐트를 검색할 수 있는지 여부를 결정하는 데에 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 통지 답변은 아래의 필드들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
1. 통지 메시지로부터의 고유한 통지 ID 넘버.
2. 이미 캐시된(또는 누락) 데이터 청크(chunk)의 범위. 예를 들어, 이웃 데이터 스토어는 10MB 데이터 요청 중 처음 1MB를 가지고 있음(또는, 동일하게 마지막 9MB을 가지고 있지 않음)을 나타낼 수 있다. 이웃 데이터 스토어는, 요청된 데이터를 완전히 가지고 있음을 나타낼 수 있고, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라서, (도 6에서와 같이) 이는 재통지가 더 이상 필요하지 않으므로 전송되지 않을 것임을 의미하도록 해석될 수 있다. 또한, 도 6의 프로세스는, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면, 예를 들어 이웃이 데이터를 완전히 갖는 포인트에 단말이 가까워질 때까지 (그러나, 통과하지는 않을 때까지) 모든 재통지를 금지할 수 있다.
3. 주어진 이웃이 요청된 데이터를 저장하고자 하는 시간(다른 데이터를 대체하고자 하기 이전까지의 시간).
4. 이웃 데이터 스토어로부터 코어 네트워크 또는 중앙 저장소(예컨대, 웹 프록시)까지의 사용된 이용가능한 대역폭을 예측. (본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면, 데이터 스토어는 중앙 저장소와 물리적으로 접속될 수 있지만, 코어 네트워크를 통해 중앙 저장소에 도달할 수도 있다.) 이러한 예측은 검색되는 트래픽의 양 및/또는 이론적으로 여전히 검색 이용가능한 데이터의 최대량을 나타낸다. 만약 "파이프(pipe)"가 피크 용량으로 실행되면, 예를 들어 이웃 데이터 스토어가 새로운 다운로드가 가능하지 않음을 나타낼 수 있다.
5. 모바일 측의 사용되었던 이용가능한 대역폭의 예측. 이러한 예측은 일부 경우에 필요한 콘텐트를 공급하는 것에 대한 병목현상을 나타낼 수 있는 채널 이용, 간섭 등으로 인해 공기 간섭에 대한 제한 조건의 표시를 제공한다. 이렇게, 이웃 데이터 스토어는 요청된 다운로드가 단말로 전달가능하지 않을 수 있음을 나타낼 수 있다(즉, 단말로 콘텐트를 공급할 수 없을 수 있다).
6. 다운로드 요청을 프로세싱하는 데에 이용가능한 연산 능력의 예측. 이러한 예측은 요청된 연산 리소스의 측면에서, 이웃 데이터 스토어가 얼마나 오버로드되었는지를 나타낸다. 따라서, 만약 이웃의 프로세스 사용이 너무 많으면, 다운로드 세션에 영향을 미칠 수 있으며 필요한 콘텐트를 검색 또는 서비스하는 것에 대해 병목현상을 나타낼 수 있다.
종합하여, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 전술된 예측은 이웃 노드에서의 리소스 이용 표시를 제공한다. 이렇게, 이러한 정보에 기초하여 새로운 재통지 또는 새로운 다운로드 요청이 본 발명의 예시적인 실시예에서 다수의 이웃들에 대해 전송될 수 있거나 또는 전송되지 않을 수 있다. 전술된 바와 같이, 이러한 통지 답변은 데이터가 보관될 기간과 이미 저장된 데이터에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 정보는, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 통지 스코어를 변경하고(예컨대, 이미 정보를 가지고 있는 이웃 노드를 통지할 필요가 없음을 인지) 및/또는 중앙 저장소가 반응하지 않거나 중앙 저장소의 접속이 정체되거나 동작하지 않을 경우에 이웃으로부터 직접 데이터 요청을 검색하도록, 이후에 통지 노드에 의해 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이웃 데이터 스토어로부터 수신된 통지 답변을 수신 및 프로세싱하는 예시적인 방법의 순서도를 도시한다. 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면, 통지 재통지가 수신 노드에 의해 동일하게 처리될 수 있으며, 둘 모두 동일한 통지 답변을 받을 것이다. 먼저, 블록(70)에서 예를 들어 도 5의 예시적인 순서도에 따라 통지된 이웃 노드에 의해 전송되었을 수 있는 통지 답변을 수신한다. 예를 들어, 만약 통지된 데이터 스토어가 이미 요청된 아이템을 가지고 있으며, 바람직하게는 추가로 불필요한 통지를 방지하도록 구성된 통지 답변으로 답신한다. 블록(71)은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라서 바람직하게는 도 6의 예시적인 순서도에 도시된 것과 같은 재통지 가중치를 업데이트하는 데에 사용될 수 있는 수신된 통지 답변을 프로세싱한다.
상세한 설명의 부록
전술된 설명은 단지 본 발명의 일반적인 원리를 설명하는 것임을 인지해야 한다. 당업자는 본 명세서에 명시적으로 기술 또는 도시되지 않은 다수의 다른 구성으로 본 발명의 원리를 구현할 수 있으며 이는 본 발명의 사상 및 범주 내에 포함된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에 개시된 모든 예시와 조건적인 표현은 단지 독자가 본 발명의 원리와 당업계에 발전시키는 데에 기여하는 본 발명의 컨셉를 이해할 수 있게 하기 위한 목적으로 기술된 것이며, 특정하게 개시된 예시 및 조건이 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 본 발명의 원리, 측면 및 실시예를 기술하는 본 명세서의 모든 표현과 본 발명의 특정한 예시는 본 발명의 구조적, 기능적 균등물을 포함하는 것이다. 이러한 균등물은 미래에 개발되는 균등물, 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 개발되는 임의의 소자와 현재 알려진 균등물을 모두 포함하는 것이다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 네트워크에서 특정한 모바일 단말로 콘텐트를 전달하는 방법으로서,
    상기 무선 통신 네트워크는 데이터 스토어와 연관된 상응하는 지리학적 지역 내에 위치된 하나 이상의 모바일 단말로 전달될 상기 콘텐트의 로컬 저장(local storage)을 제공하는 복수의 데이터 스토어(data store)를 포함하고,
    상기 방법은 상기 특정한 모바일 단말이 현재 위치된 지리학적 지역과 연관된 상기 복수의 데이터 스토어 중 특정한 데이터 스토어에서 수행되며,
    상기 방법은,
    상기 특정한 데이터 스토어를 이용하는 상기 특정한 모바일 단말로 상기 콘텐트의 적어도 일부를 전달하는 단계와,
    상기 복수의 데이터 스토어 중 상기 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 하나 이상의 데이터 스토어를 식별하는 단계와,
    상기 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 상기 하나 이상의 데이터 스토어로 통지 메시지(notification message)를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 통지 메시지는 상기 특정한 모바일 단말이 상기 특정한 데이터 스토어에 의해서 상기 특정한 모바일 단말로 전달된 상기 콘텐트의 적어도 일부를 가지고 있음을 나타내며, 그에 따라 상기 통지 메시지가 전송되었던 상기 하나 이상의 데이터 스토어 각각이, 추후에 있을 수 있는 상기 특정한 모바일 단말로의 전달시에 이용하도록 미리 상기 콘텐트의 적어도 일부를 사전-페치(pre-fetch)할 수 있게 하는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 상기 하나 이상의 데이터 스토어 각각에 대한 스코어(score)를 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 상기 하나 이상의 데이터 스토어로 통지 메시지를 전송하는 단계는, 각 데이터 스토어에 대해 계산된 상기 스코어가 사전결정된 문턱값을 초과할 때에만, 상기 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 상기 하나 이상의 데이터 스토어로 상기 통지 메시지를 전송하는 단계를 포함하는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통지 메시지가 전송된 상기 하나 이상의 데이터 스토어로부터 통지 답변(notification reply)을 수신하는 단계를 더 포함하는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 통지 메시지가 전송된 상기 하나 이상의 데이터 스토어로 하나 이상의 재통지 메시지(re-notification message)를 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 하나 이상의 재통지 메시지를 전송하는 단계는,
    통지 메시지가 전송되었던 데이터 스토어 각각에 대한 스코어를 계산하는 단계와,
    만약 데이터 스토어에 대해 계산된 스코어가 사전결정된 문턱값을 초과하면 사전결정된 시간만큼 지체 후에, 상기 통지 메시지가 전송되었던 하나 이상의 데이터 스토어로 상기 재통지 메시지를 전송하는 단계를 포함하는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  5. 무선 통신 네트워크에서 특정한 모바일 단말로 콘텐트를 전달하는 방법으로서,
    상기 무선 통신 네트워크는 데이터 스토어와 연관된 상응하는 지리학적 지역 내에 위치된 하나 이상의 모바일 단말로 전달될 상기 콘텐트의 로컬 저장을 제공하는 복수의 데이터 스토어를 포함하고,
    상기 복수의 데이터 스토어 중 특정한 데이터 스토어는 상기 특정한 모바일 단말이 현재 위치된 지리학적 지역과 연관되고,
    상기 방법은 상기 특정한 데이터 스토어에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 다른 데이터 스토어에서 수행되며,
    상기 방법은,
    상기 특정한 데이터 스토어로부터, 상기 모바일 단말이 상기 특정한 데이터 스토어에 의해서 상기 모바일 단말에게 전달된 상기 콘텐트의 적어도 일부를 가지고 있다는 통지 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 수신된 통지 메시지에 응답하여, 추후에 상기 특정한 모바일 단말로 상기 콘텐트의 적어도 일부를 전달하게 되는 경우에 이용하도록 미리 상기 콘텐트의 적어도 일부를 하나 이상의 네트워크 데이터 소스로부터 상기 다른 데이터 스토어로 사전-페치하는 단계를 포함하는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 특정한 모바일 단말이 상기 다른 데이터 스토어와 연관된 지리학적 지역으로 이동하였는지 여부를 결정하는 단계와,
    상기 다른 데이터 스토어를 이용하여 상기 특정한 모바일 단말로 상기 콘텐트의 적어도 일부를 전달하는 단계를 더 포함하는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 수신된 통지 메시지에 응답하여 우선순위 값을 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 콘텐트의 적어도 일부를 상기 다른 데이터 스토어로 사전-페치하는 단계는 상기 우선순위 값에 기초하여 수행되는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 특정한 데이터 스토어에게 통지 답변을 전송하는 단계와,
    상기 특정한 데이터 스토어로부터 하나 이상의 재통지 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는
    무선 통신 네트워크에서의 콘텐트 전달 방법.
  9. 무선 통신 네트워크에서 하나 이상의 모바일 단말로 콘텐트를 전달하도록 사용되는 기지국으로서,
    프로세서와,
    무선 전송기와,
    상기 기지국과 연관된 지리학적 지역에 위치하는 하나 이상의 모바일 단말로 전달될 상기 콘텐트의 로컬 저장을 제공하는 데이터 스토어를 포함하되,
    상기 무선 전송기는 상기 데이터 스토어를 이용하여 상기 기지국과 연관된 지리학적 지역에 위치된 특정한 모바일 단말로 상기 콘텐트의 적어도 일부를 전달하도록 동작할 수 있고,
    상기 프로세서는 상기 기지국에 지리학적으로 이웃하는 하나 이상의 다른 기지국을 식별하도록 동작할 수 있고,
    상기 프로세서는 상기 기지국에 지리학적으로 이웃하는 것으로 식별된 상기 하나 이상의 다른 기지국으로 통지 메시지를 전송시키도록 동작할 수 있으며,
    상기 통지 메시지는 상기 특정한 모바일 단말이 상기 기지국에 의해서 상기 특정한 모바일 단말로 전달된 상기 콘텐트의 적어도 일부를 가지고 있음을 나타내고, 그에 따라 상기 통지 메시지가 전송되었던 상기 하나 이상의 다른 기지국 각각이, 추후에 있을 수 있는 상기 특정한 모바일 단말로의 전달시에 이용하도록 미리 상기 콘텐트의 적어도 일부를 사전-페치할 수 있게 하는
    기지국.

  10. 무선 통신 네트워크에서 하나 이상의 모바일 단말로 콘텐트를 전달하도록 사용되는 기지국으로서,
    프로세서와,
    상기 기지국과 연관된 지리학적 지역에 위치하는 하나 이상의 모바일 단말로 전달될 상기 콘텐트의 로컬 저장을 제공하는 데이터 스토어를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 기지국에 지리학적으로 이웃하는 다른 기지국으로부터 통지 메시지를 수신하도록 동작할 수 있고, 상기 통지 메시지는 특정한 모바일 단말이 상기 다른 기지국에 의해 상기 특정한 모바일 단말로 전달된 상기 콘텐트의 적어도 일부를 가지고 있음을 나타내며,
    상기 프로세서는 상기 수신된 통지 메시지에 응답하여, 추후에 상기 특정한 모바일 단말로 상기 콘텐트의 적어도 일부를 전달하게 되는 경우에 이용하도록 미리 상기 콘텐트의 적어도 일부를 하나 이상의 네트워크 데이터 소스로부터 상기 데이터 스토어로 사전-페치하도록 동작할 수 있는
    기지국.
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