KR20140144226A

KR20140144226A - 무선 액세스 네트워크에서의 콘텐츠 전달을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140144226A
Application number: KR1020147029077A
Authority: KR
Inventors: 지안 리; 짐 자오; 웬제 저우
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2014-12-18
Also published as: EP2817927A4; US8923195B2; EP2817927A1; WO2013139276A1; JP2015518195A; BR112014023248A2; CN104205743A; US20130250849A1; JP6034948B2; KR101640105B1; BR112014023248A8; BR112014023248B1; MX2014011252A

Abstract

무선 통신 네트워크에서 대역폭을 개선하기 위한 다양한 방법 및 통신 디바이스가 제공된다. 일 예로서는, 무선 액세스 네트워크에서의 효율적 콘텐츠 전달은, 무엇보다도 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP) 계층, 송신 제어 프로토콜(TCP) 계층, 및 중복 제거, 렘펠 지브(LZ) 압축/압축해제, 및 캐싱 계층을 가지는 스택을 구현하도록 구성되는 가속기 모듈을 사용함으로써 달성된다.

Description

무선 액세스 네트워크에서의 콘텐츠 전달을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTENT DELIVERY IN RADIO ACCESS NETWORKS}

관련 출원들에의 상호-참조

본 출원은 2012 년 3 월 20 일에 출원되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Content Delivery in Radio Access Networks"인 Jian Li 등의 미국 특허 출원 번호 제 13/425192 호에 대한 우선권을 주장하는데, 이것은 그 전체로서 반복되는 것처럼 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 개시물은 일반적으로 디지털 통신을 위한 시스템 및 방법에 관련되며, 및 좀 더 자세하게 설명하면 셀룰러 무선 통신 네트워크에서의 콘텐츠 및 애플리케이션 가속을 위한 시스템 및 방법에 관련된다.

또한 공통적으로 사용자 장비(UE)라고 불리는 모바일 통신 디바이스, 이동국, 단말, 스마트 폰, 및 기타 등등이 기술적으로 점점 더 발전함에 따라 이들은 단지 음성 접속을 넘은 더 많은 것들을 제공할 수 있게 되어 왔다. 음성 접속을 제공하는 것에 추가적으로, 기술적으로 진보된 모바일 통신 디바이스는 사용자가 계속하여 증가하는 데이터 레이트에서 웹 서핑을 하고, 멀티미디어를 스트리밍하며, 이미지를 공유하고, 컴퓨터에 대한 액세스 포인트로서 기능하도록 하는 등을 할 수 있도록 할 수도 있다.

진보된 모바일 통신 디바이스의 월드-와이드 시장 보급은 계속하여 증가한다. 더욱이, 데이터(예를 들어, 웹-데이터, 멀티미디어, 이미지, 컴퓨터 데이터, 및 기타 등등)도 역시 매년 계속하여 증가한다. 일 예로서, 모바일 인터넷은 사용자가 정보 및 콘텐츠를 진보된 모바일 통신 디바이스를 사용하여 공유하도록 허용하는 공통 플랫폼이 되어 왔다. 하이퍼-텍스트 전송 프로토콜(HTTP)/송신 제어 프로토콜(TCP)에 기초하여 비디오 애플리케이션을 스트리밍하는 것이 모바일 인터넷에서 주된 트래픽 패턴이 되어 오고 있다. 그러나, 이러한 애플리케이션은 매우 큰 양의 대역폭을 소모할 수도 있다.

그러므로 이러한 큰 개수의 발전된 모바일 통신 디바이스를 배치하는 것은 무선 통신 네트워크의 대역폭 능력에 큰 부하를 지울 수도 있고, 이것은 사용자 요구를 만족시키기 위하여 적당한 성능을 보장하기 위해서는 대역폭 능력을 계속하여 증가시켜야 한다. 일면으로는, 이것은 모바일 인터넷 제공자에게 고비용이 되어 왔고 그들의 기조(bottom line)를 크게 잠식시켜 왔다. 반면에, 모바일 사용자는 셀룰러 무선 접속을 통하여 인터넷 콘텐츠에 액세스할 상당히 더 큰 레이턴시를 경험해 왔다.

일반적으로 기술적 장점들은 최종 사용자에게 음성에 추가한 데이터 콘텐츠를 역시 서빙하는 셀룰러 무선 통신 네트워크에서의 콘텐츠 및 애플리케이션 가속을 위한 시스템 및 방법을 제공하는 본 개시물의 실시예에 의하여 달성된다.

일 실시예에서, 데이터를 송신하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법에서, 패킷은 콘텐츠 제공자로부터 수신된다. 무선 액세스 네트워크의 일측의 가속기 모듈 내에 스택이 구현된다. 스택은 무선 액세스 네트워크(RAN)를 통하여 진행하는 트래픽의 양을 감소시키고 요청된 콘텐츠를 수신하기 위한 UE에 대한 레이턴시를 감소시키도록 구성된다. 패킷은 무선 액세스 네트워크의 타측에 배치된 협력 가속기 모듈로 송신된다. 협력 가속기 모듈은, 구현될 경우 패킷 내의 포인터 또는 압축된 데이터로부터 원본 콘텐츠를 복구하도록, 또는 콘텐츠를 국지적으로 UE로 서빙하도록, 또는 클라이언트에게 콘텐츠 제공자로부터 직접적으로 콘텐츠를 획득하려는 목적으로 업데이트된 정보가 있는 요청을 재전송하도록 명령하도록 구성되는 대응하는 스택을 포함한다.

일 실시예에서, 데이터를 수신하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법에서, 무선 액세스 네트워크의 일측으로부터 송신된 패킷이 수신된다. 패킷은 가속기 모듈 내의 스택을 사용하여 감소된 콘텐츠를 운반한다. 무선 액세스 네트워크의 타측 상의 협력 가속도 모듈 내의 대응하는 스택이 구현된다. 스택은 원본을 LAN을 통하여 연결된 다른 통신 디바이스로 전달하기 전에 복원한다.

일 실시예에 따르면, 통신 디바이스가 제공된다. 통신 디바이스는 무선 액세스 네트워크의 일측에 배치된 콘텐츠 제공자로부터 패킷을 수신하도록 구성되는 수신기, 상기 패킷을 압축하기 위한 스택을 구현하도록 구성되는 가속기 모듈, 및, 무선 액세스 네트워크의 타측의 통신 디바이스에 상기 패킷을 송신하여 상기 패킷이 수신될 때 대응 스택이 있는 협력 가속기 모듈을 사용하여 압축해제되도록 허용하도록 구성되는 송신기를 포함한다. RAN의 일측에 배치된 통신 디바이스는 LAN을 통하여 UE에 연결된다. RAN의 타측의 통신 디바이스는 무선 코어 네트워크를 통하여 인터넷에 연결된다.

일 실시예에 따르면, 통신 디바이스가 제공된다. 통신 디바이스는 무선 액세스 네트워크의 일측의 네트워크 디바이스로부터 패킷을 수신하도록 구성되는 수신기를 포함한다. 패킷 내에서 운반되는 콘텐츠는 콘텐츠 중복 제거 및 렘펠 지브(LZ)/수축(deflate) 압축법에 의하여 크게 감소되었다. 또한, 통신 디바이스는 대응하는 스택이 그것의 수신 시에 원본 콘텐츠를 복구하도록 구현되는 협력 가속기 모듈 및 패킷을 무선 액세스 네트워크의 타측 상의 통신 디바이스로 송신하도록 구성되는 송신기를 포함한다.

일 실시예에서, 가속기 스택은 무선 액세스 네트워크(RAN)를 통하여 진행하는 프로토콜 핸드쉐이킹 메시지의 개수를 감소시키고 요청된 콘텐츠를 수신하기 위한 UE에 대한 레이턴시를 감소시키도록 구성되는 HTTP 계층을 포함한다. HTTP 계층은 메타데이터 캐싱, 301 리디렉트 캐싱(redirect caching), 인증 캐싱, 오브젝트 캐싱, 접속 풀링(connection pooling)을 수행할 수도 있고, 또한 중복 제거 결과를 개선시키기 위하여 콘텐츠 길이 및 헤더 길이에 관련된 힌트를 중복 제거 계층으로 제공할 수도 있다.

일 실시예에서, 가속기 스택은 전송될 데이터의 양을 제어하도록 구성되고 패킷 손실의 경우 데이터 재송신을 관리하도록 구성되는 송신 제어 프로토콜(TCP) 계층을 포함한다. 또한, TCP 계층은 확인 스트림(또는 다른 파라미터)에 기초하여 데이터 전송 윈도우를 조절한다. 확인 스트림, 또는 ACK 스트림은 네트워크 상태의 표시를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 네트워크 혼잡은 ACK 패킷이 도달하기 위하여 걸리는 시간 및/또는 몇몇 ACK 패킷의 부재를 통하여 결정될 수도 있다. 또한, TCP 계층은 실제 콘텐츠가 송신되기 이전에 필요한 TCP 핸드쉐이킹의 양을 감소시키기 위하여, UE 및 콘텐츠 제공자의 상이한 쌍 사이에서 TCP 세션을 집합시킬 수도 있다(aggregate).

본 개시물, 및 그 장점에 대한 더 완벽한 이해를 위하여, 첨부 도면과 더불어 이루어진 후속하는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 이제 참조한다:
도 1 은 대역폭 활용을 개선하기 위하여 가속기 모듈을 가진 통신 디바이스(예를 들어, 무선 네트워크 제어기(RNC), 액세스 디바이스, 등)를 채용한 범용 모바일 원격통신 시스템(UMTS)의 일 실시예의 단순화된 개략도이다;
도 2 는 대역폭 활용을 개선하기 위하여 가속기 모듈을 가진 통신 디바이스(예를 들어, 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이, 액세스 디바이스, 등)를 채용한 장기 진화(LTE) 네트워크의 일 실시예의 단순화된 개략도이다;
도 3 은 가속기 모듈을 가지며 도 1 의 UMTS 또는 도 2 의 LTE 네트워크 내에 채용되는 통신 디바이스 중 하나의 단순화된 개략도이다;
도 4 는 도 3 의 가속기 모듈에 의하여 채용되는 소프트웨어 스택의 일 실시예의 단순화된 개략도이다;
도 5 는 도 3 의 가속기 모듈을 사용하여 데이터를 송신하는 방법이다;
도 6 은 도 3 의 가속기 모듈을 사용하여 데이터를 수신하는 방법이다; 그리고
도 7 은 도 3 의 가속기 모듈을 가지는 통신 디바이스가 사용될 경우의 셀룰러 무선 네트워크를 통한 정보 흐름의 일 예이다.

본 발명의 실시예들의 제조 및 사용이 아래에서 상세하게 논의된다. 그러나, 본 개시물이 매우 다양한 특정한 콘텍스트에서 구현될 수 있는 많은 적용가능한 진보적 개념을 제공한다는 것이 인정되어야 한다. 논의된 특정한 실시예들은 단순히 예시적인 것이며 본 개시물의 범위를 제한하지 않는다.

본 개시물은 특정한 콘텍스트, 즉 데이터 능력이 있는 통신 디바이스, 즉, 3-세대(3G) 및 제 4-생성(4G) 통신 디바이스를 지원하는 무선 통신 시스템에 대하여 설명될 것이다. 그러나, 본 개시물의 개념들은 일반적으로 데이터 가능 통신 디바이스를 지원하는 무선 통신 시스템 에도 역시 적용될 수도 있다.

도 1 은 예를 들어, 3G 애플리케이션을 위한 범용 모바일 원격통신 시스템(UMTS)과 같은 셀룰러 무선 통신 네트워크(100)의 고수준 도면을 도시한다. 무선 통신 시스템(100)은 도 1 에서 사용자 장비(UE)(102)(예를 들어, 스마트 폰, 또는 네트워크형 태블릿 컴퓨터)에 의하여 표현되는 통신 디바이스를 포함한다. 비록 통신 디바이스가 도 1 에서 UE(102)에 의하여 표현되지만, 통신 디바이스는 예를 들어, 근거리 네트워크(LAN)에 접속된 태블릿 컴퓨터와 같은 다른 통신 디바이스일 수도 있다.

UE(102)는 LAN(링크(104)을 거쳐 액세스 디바이스(106)에 접속된다. 일 실시예에서 링크(104)는 무선 충실도(wireless fidelity; WiFi) 접속이다. 액세스 디바이스(106)는 UE(102)로의 그리고 그로부터의 통신을 제어할 수도 있다. 이와 같이, 액세스 디바이스(106)는 UE(102)의 네트워크 액세스를 제어한다. 액세스 디바이스(106)(예를 들어, 모바일 핫 스폿 등)는 3G/4G 셀룰러 무선(링크(108))을 통하여 노드 B(NB)(110)로 접속된다. 일 실시예에서, 링크(108)는 액세스 디바이스(106) 및 NB(110) 사이에 존재하는 무선 액세스 네트워크(radio access network; RAN)를 나타낸다. 또한 NB(110)는 기지국, 제어기, 통신 제어기, 및 기타 등등으로 지칭될 수도 있다. NB(110)는 무선 통신 시스템(100)의 구성, 하루 중 시간, 및 기타 등등에 의존하여 다수 개의 UE에 서비스를 제공할 수도 있다.

NB(110)는 인터넷 프로토콜/비동기 전송 모드(Internet Protocol/Asynchronous Transfer Mode; IP/ATM) 액세스 네트워크(112)를 통하여 무선 네트워크 제어기(RNC)(114) 또는 3G 애플리케이션을 위한 다른 콘텐츠 인식 디바이스(content aware device; CAD)에 접속될 수도 있다. RNC(114)는 인터넷 프로토콜/비동기 전송 모드(IP/ATM) 코어 네트워크(116)를 통하여 GPRS 지지 노드(GPRS support node; SGSN) 또는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(gateway GPRS support node; GGSN)(118)에 접속될 수도 있다. 노드(118)는 콘텐츠(예를 들어, 패킷)를 콘텐츠 서비스 제공자, 데이터 센터, 등(예를 들어, 도 2 에 도시된 바와 같은 콘텐츠 서비스 제공자/데이터 소스(224))으로부터 수신하도록 구성된다.

도 2 는 예를 들어, 4G 애플리케이션을 위한 장기 진화(LTE) 서비스와 같은 무선 통신 시스템(200)의 고수준 도면을 도시한다. 무선 통신 시스템(200)은 도 2 에서 UE(202)에 의하여 표현되는 통신 디바이스를 포함한다. 비록 통신 디바이스가 도 2 에서 UE(202)에 의하여 표현되지만, 통신 디바이스는 예를 들어, 네트워크 서버, 네트워크형 태블릿 컴퓨터, 등과 같은 다른 통신 디바이스일 수도 있다.

UE(202)는 액세스 디바이스(206)에 의하여 무선으로(링크(204)를 거쳐) 서빙될 수도 있다. 일 실시예에서 링크(204)는 근거리 네트워크(LAN)이다. 액세스 디바이스(206)는 UE(202)로의 그리고 그로부터의 통신을 제어할 수도 있다. 이와 같이, 액세스 디바이스(206)는 UE(202)의 네트워크 액세스를 제어한다. 액세스 디바이스(206)(예를 들어, 모바일 핫 스폿, 등)는 무선으로(링크(208)를 통하여) eNB(210)에 의하여 서빙될 수도 있다. 일 실시예에서, 링크(208)는 액세스 디바이스(206) 및 eNB(210) 사이에 존재하는 RAN을 나타낸다. 또한 eNB(210)는 기지국, 제어기, 통신 제어기, 및 기타 등등으로 지칭될 수도 있다. eNB(210)는 무선 통신 시스템(200)의 구성, 하루 중 시간, 및 기타 등등에 의존하여 다수 개의 UE에 서비스를 제공할 수도 있다.

eNB(210)는 링크(212)를 통하여 서비스 아키텍처 진화(service architecture evolution; SAE) 게이트웨이(214)로 접속될 수도 있다. SAE 게이트웨이(214) may는 링크(216)를 통하여 패킷 데이터 네트워크(packet data network; PDN) 게이트웨이(218)로 접속될 수도 있다. PDN 게이트웨이(218)는 링크(220)를 통하여 라우터(222)로 접속되는데 이것은 네트워크(226)(예를 들어, 인터넷, 사설 네트워크, 또는 이들의 조합)를 통하여 데이터 소스 또는 콘텐츠 제공자(224)로의 액세스를 제공한다.

총괄하여 도 1 및 도 2 를 참조하면, 통신 디바이스들 중 수 개, 특히 RNC(114), 액세스 디바이스(106), PDN 게이트웨이(218), 및 액세스 디바이스(206)는 각각 가속기 모듈(250)로 설비된다. 아래 완전하게 설명될 바와 같이, 가속기 모듈(250)은 셀룰러 무선 통신 네트워크 내의 대역폭 활용을 개선하고 네트워크를 통해 요청 콘텐츠를 획득하기 위한 UE에 대한 액세스 레이턴시를 감소시키도록 구성된다. 추가적으로, 클라이언트 측에서의(예를 들어, 액세스 디바이스에서의) 애드-온 가속도 모듈(250)은 경쟁 제품에 대해 단말 디바이스에 가치를 더할 수도 있다. 이와 유사하게, 무선 네트워크의 타측(예를 들어, RNC(114)에서의) 장비 내에 채용된 애드-온 가속도 모듈(250)은 서비스 제공자에게 판매되는 장비에 가치를 더할 수도 있다.

가속기 모듈(250) 중 하나가 도 1 에서 RNC(114) 내에 예시되는 반면에, 일 실시예에서는 가속기 모듈은 SGSN/GGSN(118), 액세스 네트워크(112), 코어 네트워크(116)에서, 또는 도 1 에서 도시된 바와 같은 RAN의 좌측에 배치된 몇몇 다른 통신 디바이스 또는 시스템에서 발견될 수도 있다. 추가적으로, 비록 가속기 모듈(250) 중 하나가 도 1 에서 액세스 디바이스(106) 내에 예시되지만, 일 실시예에서 가속기 모듈은 UE, LAN 내에, 또는 도 1 에 도시된 바와 같은 RAN의 우측에 배치된 몇몇 다른 통신 디바이스 또는 시스템 내에서 발견될 수도 있다. 실시예에서, 가속기 모듈(250)은 배터리에 대한 UE의 의존성에 기인하여 UE 중 하나에 구현되는 것 대신에 액세스 디바이스(106)에 구현되는데, 배터리는 가속기 모듈(250)에 의하여 수행되는 방대한 계산 태스크 도중에 너무 빨리 닳아버릴 수도 있다.

위와 유사하게, 비록 가속기 모듈(250) 중 하나가 도 2 의 PDN 게이트웨이(218) 내에 예시되지만, 일 실시예에서 가속기 모듈은 SAE 게이트웨이(214), 라우터(222) 내에, 또는 도 2 에 도시된 바와 같은 RAN의 좌측에 배치된 몇몇 다른 통신 디바이스 또는 시스템 내에서 발견될 수도 있다. 추가적으로, 비록 가속기 모듈(250) 중 하나가 도 2 에서 액세스 디바이스(206) 내에 예시되지만, 일 실시예에서 가속기 모듈은 UE, LAN 내에, 또는 도 2 에 도시된 바와 같은 RAN의 우측에 배치된 몇몇 다른 통신 디바이스 또는 시스템 내에서 발견될 수도 있다.

이제 도 3 을 참조하면, 가속기 모듈(250) 중 하나를 가지는 통신 디바이스(300)(예를 들어, RNC(114), 액세스 디바이스(106), PDN 게이트웨이(218), 액세스 디바이스(206) 등)의 단순화된 개략도가 묘사된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 통신 디바이스(300)는 일반적으로 인입하는 정보를 수신하기 위하여 사용되는 수신 유닛(302)을 포함하는데, 정보는 일반적으로 IP 패킷의 형태이다. 통신 디바이스(300)는 외부로 나가는 정보를 송신하기 위하여 사용되는 송신 유닛(304)을 더 포함할 수도 있다. 수신 유닛(302) 및 송신 유닛(304)은 유선 및/또는 무선 유닛일 수도 있다. 일반적으로, 패킷은 수신 유닛(302)을 통하여 통신 디바이스(300)에 도달할 수도 있고 송신 유닛(304)을 통하여 떠날 수도 있다.

일 실시예에서, 통신 디바이스(300)는 제어 유닛(306)을 더 포함한다. 제어 유닛(306)은 통신 디바이스(300)의 동작을 제어하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 고려되는 중인 통신 디바이스(300)의 타입에 의존하여, 제어 유닛(306)은 라우팅 기능, 검출 오류에 기초하여 루트를 계산하고, UE에 대한 앵커로서 서빙하며, 제어 유닛(306)에 의하여 서빙되는 UE로의 송신 기회를 허락 및 스케줄링하고, 부착 요청(attach requests)을 처리하며, 핸드오버에 참여하는 등을 하기 위하여 사용될 수도 있다. 제어 유닛(306)은 범용 또는 특수 목적 프로세서 또는 제어기, 조합 로직, 상태 머신, 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수도 있다.

통신 디바이스(300)는 구성 정보, 라우팅 정보, UE 특정한 정보, 스크래치 메모리, 송신용 버퍼 공간, 및 기타 등등을 저장하기 위하여 사용되는 메모리(308)를 더 포함한다. 메모리(308)는 판독-전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 프로그래밍가능한 판독-전용 메모리, 및 기타 등등의 조합일 수도 있다.

일 실시예에서, 통신 디바이스(300)의 가속기 모듈(250)은 수신 유닛(302), 송신 유닛(304), 제어 유닛(306), 및 메모리(308) 중 하나 이상에 동작적으로 커플링된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 가속기 모듈(250)은 구현되면 무선 통신 시스템(예를 들어, UMTS 또는 LTE 네트워크)에서의 대역폭 활용을 개선하는 가속기 스택(350)을 포함한다. 가속기 스택(350)은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 몇 가지 조합일 수도 있다.

이제 도 4 를 참조하면, 가속기 스택(350)의 단순화된 개략도가 도시된다. 아래에서 더 완전히 설명될 바와 같이서, 가속기 스택(350)은 도 1 의 무선 시스템(100) 내의 RNC(114) 및 액세스 디바이스(106) 사이 그리고 도 2 의 무선 시스템(200) 내의 PDN 게이트웨이(218) 및 액세스 디바이스(206) 사이의 데이터 또는 콘텐츠 전송을 용이화하도록 채용된다. 일 실시예에서, 도 1 의 액세스 디바이스(106) 및 도 2 의 액세스 디바이스(206)가 대향 UE(102) 및 UE(202)를 각각 가지는 스택은 스택(350)과는 다른 스택이다.

가속기 스택(350)은 패킷들이 디바이스에 의하여 수신되는(즉, 디바이스로 향하는) 경우 일반적으로 하단(352)으로부터 상단(354)으로 구현되고, 패킷들이 디바이스로부터 송신되고 있는(즉, 그 밖으로) 경우에는 상단(354)으로부터 하단(352)으로 구현된다. 일 실시예에서, 가속기 스택(350)은 무선 통신을 위하여 일반적으로 구성되고 이것과 호환가능하다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 가속기 스택(350)은 콘텐츠 중복 제거(DEDUPE) 계층(400)을 포함한다. 실시예에서, DEDUPE 계층(400)은 디바이스의 캐시 내에 이미 저장된 콘텐츠를 식별하고, 콘텐츠를 네트워크를 통해 재-송신하는 대신에 이전에-저장된 콘텐츠로의 포인터만을 송신하도록 동작한다. 사이즈에 있어서 콘텐츠에 상대적으로 훨씬 더 작은 포인터를 사용할 때에, 대역폭은 다른 통신을 위하여 보존될 수 있다. 일 예로서는, 도 1 의 UE(102)는 콘텐츠에 대한 요청을 액세스 디바이스(106)로 제출할 수도 있다. 그러면 액세스 디바이스(106)는 그 요청을 계속하여 RAN을 통하여 NB(110)로 전달한다. 차례대로, NB(110)는 그 요청을 액세스 네트워크(112)를 통하여 RNC(114)로 송신한다. RNC(114)는 UE 요청을 콘텐츠 제공자로 전달한다. 콘텐츠 제공자는 요청된 콘텐츠를 RNC(114)로 전송한다. 요청된 콘텐츠가 RNC(114)에 의하여 수신되는 경우, 가속기(250)는 그 콘텐츠를 자신의 캐시 내의 콘텐츠와 비교하고 동일한 콘텐츠가 액세스 디바이스(106)에 캐싱된다고 결정한다. 그러므로, 네트워크를 통해 이러한 콘텐츠를 재송신하는 대신에, RNC(114) 상의 가속기(250)는 액세스 디바이스(106) 상의 캐시 내의 이러한 콘텐츠에 대한 참조 포인터를 전송한다. 포인터는 예를 들어, 콘텐츠가 저장된 바 있는, 액세스 디바이스(106)(또는 아마도 도 1 에서 RAN의 우측의 다른 디바이스)의 메모리(308) 내의 위치를 식별한다. 사실, 동일한 콘텐츠가 RNC(114) 및 액세스 디바이스(106) 모두에서 캐싱된다.

가속기 스택은 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP) 검사 계층(402)을 더 포함한다. HTTP 계층(402)은 무선 액세스 네트워크(RAN)를 통해 진행하는 프로토콜 핸드쉐이킹 메시지의 개수를 감소시키기 위한 다수의 동작을 수행하고, 따라서 요청된 콘텐츠를 수신하기 위한 UE에 대한 레이턴시를 감소시킨다. 일 실시예에서 HTTP 계층(402)은 메타데이터 캐싱을 수행하여, 예를 들어 e-태그, 만료 시간, "마지막 변경" 시간, 및 최대 에이지(age)와 같은 데이터를 캐싱한다. 일 실시예에서, HTTP 계층(402)은 또한 리디렉트 캐싱을 수행하여(301) 영구 리디렉트 응답을 서버로부터 캐싱하고, 인증 캐싱을 수행하여 미승인된 응답을 서버로부터 캐싱한다(401). 일 실시예에서, 액세스 디바이스(106)의 가속기(250) 내의 HTTP 계층(402)은 또한 오브젝트 캐싱을 수행하여 그러한 오브젝트를 요청하는 제 1 클라이언트에 의하여 요청된 오브젝트를 캐싱할 수도 있고, 오브젝트 선-페칭(pre-fetching)을 수행하여 웹 리소스가 실제 클라이언트에 의하여 요청되기 전에 그들을 캐싱할 수도 있다. 일 실시예에서, HTTP 계층(402)은 또한 접속 풀링을 수행하여 RAN을 통한 지속적 TCP 접속을 유지할 수도 있다. 일 실시예에서, HTTP 계층(402)은 또한 중복 제거 결과를 개선하기 위하여 콘텐츠 길이 및 헤더 길이에 대한 힌트를 DEDUPE 계층(400)으로 제공할 수도 있다.

일 실시예에서, 가속기 스택(350)은 또한 송신 제어 프로토콜(TCP) 계층(404)을 포함한다. TCP 계층(404)은 전송될 데이터의 양을 제어하고, 패킷 손실의 경우 데이터 재송신을 관리한다. TCP 계층(404)은 도 1 의 RNC(114) 상의 가속기 모듈(250) 및 액세스 디바이스(106) 상의 가속기(250) 사이의 데이터 전송 윈도우를 액세스 디바이스(106)로부터 수신된 확인 스트림(또는 다른 파라미터)에 기초하여 조절하도록 동작한다. 확인 스트림, 또는 ACK 스트림은 네트워크 상태 웹 런 타임(web run time; WRT)의 표시를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 네트워크 혼잡은 ACK 패킷이 도달하기 위하여 걸리는 시간 및/또는 몇몇 ACK 패킷의 부재를 통하여 결정될 수도 있다.

일 실시예에서, 가속기 스택(350)은 또한 인터넷 프로토콜(IP) 계층(406), 일반 패킷 무선 서비스(GPRS) 터널링 프로토콜(GPRS tunneling protocol; GTP) 계층(408), 사용자 데이터 프로토콜(UDP) 계층(410), 추가적 IP 계층(412), 및 더 낮은 레벨 계층 L2(414) 및 L1(416)을 포함한다.

IP 계층(406)은 GTP 계층이 GPRS를 UMTS 및 LTE 네트워크 내에서 운반하도록 사용되는 IP-기초 통신 프로토콜을 제공하는 반면에, IP-기초 통신 프로토콜은 실제 UE 및 서버 어드레스를 제공 및/또는 핸들링한다. UDP 계층(410)은 사용자 데이터에 대한 프로토콜을 제공하고, 추가적 IP 계층(412)은 터널링 프로토콜을 제공한다. 마지막으로, 더 낮은 레벨 계층 L2(414) 및 L1(416)은 RAN 및 물리적 링크 각각의 세부사항(specific)을 핸들링하기 위한 데이터 링크를 제공한다.

이제 도 5 를 참조하면, 데이터를 송신하는 방법(500)이 예시된다. 블록 502 에서, 패킷들은 스택(350)의 계층(406 내지 416)이 가속기 모듈(250) 내에 구현된 바 있는 이후에 수신된다. 블록 504 에서, 피어링 디바이스로부터의 콘텐츠에 대한 요청이 구현된 스택(350)의 계층(402)을 사용하여 추출된다. 블록 506 에서, 콘텐츠에 대한 요청은 정규 네트워크 스택에 따라 콘텐츠 제공자로 전달된다. 블록 508 에서, 확인(ACK) 스트림은 스택(350)의 계층(406 내지 416)이 구현된 바 있는 이후에 UE로 다시 전송된다.

블록 510 에서, 콘텐츠는 IP 패킷의 형태로 콘텐츠 제공자로부터 수신된다. 블록 512 에서, HTTP는 검사되고, 자신의 성능을 개선하기 위하여 DEDUPE 계층(400)(즉, 중복 해제 엔진)에 의하여 사용될 수도 있는 관련된 정보가 저장된다. 블록 514 에서, RAN의 일측의 가속기 모듈(250) 내의 스택(350)은 RAN을 통한 송신을 위하여 콘텐츠의 압축시키기(즉, 콘텐츠 사이즈의 감소시키기) 위하여 구현된다. 특히, 가속기 모듈 내의 스택은 LZ-타입 압축 및 데이터 중복 해제 기술을 통하여 콘텐츠 사이즈를 감소시키도록 구현된다. 다른 실시예들에서, 다른 타입의 압축 기술들이 콘텐츠 사이즈를 감소시키기 위하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에 원용에 의하여 그 전체로서 통합된 미국 특허 출원 번호 제 13/400,527 호인 "System and Method for Content and Application Acceleration in a Wireless Communications System"에 설명되는 압축 방법이 채용될 수도 있다. 블록 516 에서, 패킷들은 RAN의 타측에 배치된 협력 가속기 모듈(250)에 대하여 형성된다. 특히, 패킷들은 RAN을 위하여 최적화된 TCP 윈도윙 매커니즘에 따라 피어링 가속기 모듈에 대하여 형성된다. 블록 518 에서, 패킷들은 스택(350)의 계층(406 내지 416)의 구현에 후속하여 피어링 디바이스로 송신된다. 협력 가속기 모듈은 구현될 때 무선 통신 시스템에서의 대역폭 활용을 개선하기 위하여 원본 콘텐츠를 복원(예를 들어, 패킷을 압축해제)하도록 구성되는 대응하는 스택을 포함한다.

이제 도 6 을 참조하면, 데이터를 수신하는 방법(600)이 예시된다. 블록 602 에서, UE 요청을 운반하는 패킷들이 정규 네트워크 스택에 따라 수신된다. 블록 604 에서, UE 로부터의 요청은 액세스 디바이스(206) 내에 이식된 스택(350)의 계층(402)을 사용하여 추출된다. 블록 606 에서, 확인(ACK) 스트림이 요청 시에 UE로 재전송된다. 블록 608 에서, 클라이언트는 요청을 수정하고, 로컬 캐시를 위하여 요청된 콘텐츠를 서빙하며, 또는 요청을 피어링 디바이스로 전달하도록 요청된다.

블록 610 에서, 무선 액세스 네트워크의 일측으로부터 송신된 바 있는 콘텐츠가 수신된다. 특히, 콘텐츠는 포인터, 압축된 정보, 및/또는 원본 콘텐츠의 단편(fragment)의 형태로 수신된다. 패킷은 가속기 모듈(250) 내의 스택을 사용하여 압축된 바 있다(즉, 콘텐츠는 감소된 바 있다). 블록 612 에서, RAN의 타측에 배치된 협력 가속도 모듈(205) 내의 대응하는 스택이 구현된다. 스택은 무선 통신 시스템에서의 대역폭 활용을 개선하기 위하여 원본 콘텐츠를 복원(예를 들어, 패킷을 압축해제)한다. 블록 614 에서, TCP 패킷은 다른 통신 디바이스(예를 들어, 도 2 의 UE(205))에 대하여 형성된다. 그 이후에, 블록 616 에서 패킷들은 정규 네트워크 스택에 따라 다른 통신 디바이스로 송신된다.

이제 도 7 을 참조하면, 통신 디바이스가 본 명세서에서 설명되는 가속기 모듈을 채용할 경우 셀룰러 무선 네트워크를 통한 정보 흐름의 일 실시예의 예시(700)가 도시된다. 도시된 바와 같이, 가속기 모듈(가속기 2)을 가지는 액세스 디바이스(예를 들어, MiFi 액세스 디바이스)가 요청을 UE 1 으로부터 수신한다. 액세스 디바이스는 요청에 응답하고 수정된 요청을 수신할 수도 있다. 요청 또는 수정된 요청은 가속기 모듈(가속기 1)을 가지는 RNC로, GGSN으로, 및 콘텐츠 제공자/데이터 센터로 전달된다. 콘텐츠 제공자/데이터 센터는 원본 콘텐츠로써 응답하고, 이것은 다시 RNC로 전달된다. RNC는 원본 콘텐츠를 감소(예를 들어, 압축) 시키고, 그 감소된 콘텐츠를 액세스 디바이스로 전달한다. 일 실시예에서, 원본 콘텐츠의 감소는 무손실 콘텐츠 감소이다. 액세스 디바이스는 UE 1 에 대하여 원본 콘텐츠를 복원한다. UE 2 의 요청 시에, 임의의 캐싱된 콘텐츠는 액세스 디바이스에 의하여 UE 2 로 송신된다.

비록 위에서 설명된 실시예가 3GPP-LTE 셀룰러 네트워크와 같은 셀룰러 통신 네트워크의 사양 내에서 동작하지만, WiMAX, GSM, Wi-Fi, 및 다른 무선 통신 시스템을 포함하는 다른 무선 통신 구성들도 일 실시예의 넓은 범위 내에 속하는 것으로 고찰된다.

그렇지 않다고 표시되지 않는 한, 여기에 설명된 기능은 인간의 개입이 있거나 없이, 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 이들의 몇 가지 조합으로 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 기능들은 컴퓨터 또는 전자적 데이터 프로세서와 같은 프로세서에 의하여 컴퓨터 프로그램 코드, 소프트웨어와 같은 코드에 따라, 그리고/또는 그렇지 않다고 표시되지 않으면 이러한 기능들을 수행하도록 코딩된 집적 회로에 의하여 수행된다.

이 개시물이 예시적인 실시예를 참조하여 이루어졌지만, 이러한 상세한 설명은 한정적 의미로 해석되는 것이 의도되지 않는다. 예시적인 실시예 및 다른 실시예의 다양한 변경 및 조합은 이러한 설명을 참조하면 당업자에게 명백해질 것이다. 그러므로 첨부된 청구항이 임의의 이러한 변경 또는 실시예를 포함하는 것이 의도된다.

Claims

데이터를 송신하는 방법으로서,
콘텐츠 제공자로부터 패킷을 수신하는 단계;
무선 액세스 네트워크의 일측의 제 1 가속기 모듈에, 상기 패킷 내에서 운반되는 원본 콘텐츠의 크기를 줄이도록 구성된 제 1 스택(first stack)을 구현하는 단계;
상기 패킷이, 대응하는 스택을 가지는 협력 가속기 모듈(cooperating accelerator module)에 의해 상기 무선 액세스 네트워크의 타측에서 수신될 때, 상기 원본 콘텐츠를 재구성하는 데 사용되도록 상기 무선 액세스 네트워크를 통해 상기 패킷을 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
콘텐츠 데이터 중복 제거(content de-duplication), 렘펠 지브(Lempel-Ziv; LZ), 압축/압축해제, 및 캐싱(caching) 계층을 개시(initiate)함으로써 상기 제 1 가속기 모듈에 상기 제 1 스택을 구현하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
하이퍼텍스트 전송 프로토콜 계층을 개시함으로써 상기 제 1 가속기 모듈에 상기 제 1 스택을 구현하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
송신 제어 프로토콜 계층을 개시함으로써 상기 제 1 가속기 모듈에 상기 제 1 스택을 구현하는 단계를 더 포함하는, 방법.
데이터를 수신하는 방법으로서,
무선 액세스 네트워크의 일측으로부터, 제 1 가속기 모듈 내의 제 1 스택을 사용하여 압축된 바 있는 패킷을 수신하는 단계;
상기 무선 액세스 네트워크의 타측에 배치된 협력 가속 모듈 내에, 상기 패킷을 압축해제하는 대응 스택(corresponding stack)을 구현하는 단계; 및
다른 통신 장치에 상기 패킷을 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
제 5 항에 있어서,
콘텐츠 데이터 중복 제거(content de-duplication), 렘펠 지브(Lempel-Ziv; LZ), 압축/압축해제, 및 캐싱(caching) 계층을 개시(initiate)함으로써 상기 협력 가속기 모듈 내에 상기 대응 스택을 구현하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 5 항에 있어서,
하이퍼텍스트 전송 프로토콜 계층을 개시함으로써 상기 대응 가속기 모듈 내에 상기 대응 스택을 구현하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 5 항에 있어서,
무선 액세스 네트워크(Radio Access Network, RAN)에 최적화된 혼잡 제어 메커니즘이 있는 송신 제어 프로토콜 계층을 개시함으로써 상기 협력 가속기 모듈 내에 상기 대응 스택을 구현하는 단계를 더 포함하는, 방법.
통신 디바이스로서,
무선 액세스 네트워크의 일측에 배치된 콘텐츠 제공자로부터 패킷을 수신하도록 구성되는 수신기;
상기 패킷에 포함된 원본 콘텐츠의 크기를 줄이기 위해 제 1 스택을 구현하도록 구성되는 제 1 가속기 모듈; 및
수신되는 경우, 상기 패킷이 대응 스택이 있는 협력 가속기 모듈을 사용하여 상기 원본 콘텐츠를 재구성하는 데 사용되는 무선 액세스 네트워크의 타측의 통신 디바이스에 상기 패킷을 송신하도록 구성되는 송신기를 포함하는, 통신 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 수신기, 상기 제 1 가속기 모듈, 및 상기 송신기는 무선 네트워크 제어기에 배치되는, 통신 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 수신기, 상기 제 1 가속기 모듈, 및 상기 송신기는 지원 노드(support node)에 배치되는, 통신 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 수신기, 상기 제 1 가속기 모듈, 및 상기 송신기는 서비스 아키텍처 에볼루션(service architecture evolution, SAE) 게이트웨이에 배치되는, 통신 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 수신기, 상기 제 1 가속기 모듈, 및 상기 송신기는 패킷 데이터 네트워크(packet data network, PDN) 게이트웨이에 배치되는, 통신 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 가속기 모듈의 스택은 콘텐츠 중복 제거(중복 제거) 계층, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(hypertext transfer protocol, HTTP) 계층, 및 송신 제어 프로토콜(transmission control protocol, TCP) 계층 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 디바이스.
통신 디바이스로서,
무선 액세스 네트워크의 일측의 네트워크 디바이스로부터, 제 1 가속기 모듈의 제 1 스택을 구현함으로써 생성된 감소된 크기의 콘텐츠를 운반하는 패킷을 수신하도록 구성되는 수신기;
상기 패킷의 수신 시에 상기 감소된 크기의 콘텐츠로부터 원본 콘텐츠를 재구성하기 위해 대응 스택을 구현하도록 구성된 협력 가속기 모듈; 및
상기 무선 액세스 네트워크의 타측의 통신 디바이스에 상기 원본 콘텐츠를 송신하도록 구성된 송신기를 포함하는, 통신 디바이스.
제 15 항에 있어서,
상기 협력 가속기 모듈은 상기 원본 콘텐츠를 직접 서빙하도록, 상기 원본 콘텐츠를 캐시로부터 서빙하도록, 그리고 콘텐츠 요청을 다시 포맷(reformat)하도록 콘텐츠 요청자(content requestor)에게 지시하도록 구성되는, 통신 디바이스.
제 15 항에 있어서,
상기 통신 디바이스는 상기 무선 액세스 네트워크의 일측의 무선 네트워크 제어기(radio network controller; RNC) 및 상기 무선 액세스 네트워크의 타측의 사용자 장비에 연결되는, 통신 디바이스.
제 15 항에 있어서,
상기 수신기, 상기 제 1 가속기 모듈, 및 상기 송신기는 근거리 통신망(local area network, LAN)에 배치되는, 통신 디바이스.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 가속기 모듈의 제 1 스택은 중복 제거 계층을 포함하고,
상기 중복 제거 계층은 요청 디바이스의 캐시 내에 이미 저장되는 패킷을 식별하도록 구성되는, 통신 디바이스.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 가속기 모듈은,
렘펠 지브(Lempel-Ziv, LZ) 압축/압축해제, 및 캐싱 계층, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(hypertext transfer protocol, HTTP) 계층, 및 송신 제어 프로토콜(transmission control protocol, TCP) 계층 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 디바이스.