KR20200023572A - 이동성을 갖는 캐시를 활용한 콘텐츠 캐싱 방법 - Google Patents

이동성을 갖는 캐시를 활용한 콘텐츠 캐싱 방법 Download PDF

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Abstract

기지국에 의한 무선 통신 셀 커버리지 내에서 이동성을 갖는 적어도 하나의 모바일 헬퍼를 이용하는 콘텐츠 캐싱 방법이 제공된다. 여기서, 상기 모바일 헬퍼는 상기 셀 커버리지 내에 존재하는 다수의 일반 통신 단말과의 관계에서 D2D(Device to Device) 통신을 통한 콘텐츠 제공을 수행하다. 본 발명의 실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 방법은, (a) 요청된 콘텐츠를 청크(chunk) 단위로 구분하는 단계; (b) 콘텐츠 소비 시간을 고려하여 청크 별 D2D 통신 커버리지를 계산하는 단계; (c) 계산된 청크 별 D2D 통신 커버리지를 반영하여 콘텐츠 선호도를 청크 단위로 재정렬하는 단계; (d) 청크 단위로 재정렬된 콘텐츠 선호도에 기초하여 상기 모바일 헬퍼의 캐시에 저장할 청크 별 우선순위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

이동성을 갖는 캐시를 활용한 콘텐츠 캐싱 방법{CONTENT CACHHING MEHTOD USING MOBILE CACHE}
본 발명은 차세대 이동통신 시스템에서 IoT(Internet of Things) 환경을 구현할 때 다수의 MTC(Machine Type Communication) 디바이스를 효과적으로 지원하기 위한 것으로서, 이동성을 갖는 캐시의 이동 특성을 활용한 콘텐츠 캐싱 방법에 관한 것이다.
최근 유선 및 무선 네트워크에서의 데이터 트래픽이 폭발적으로 증가하고 있다. 이는 콘텐츠 기반의 서비스에 기인한 것으로 볼 수 있다. VOD(video on demand)나 OOT(over the top) 스트리밍 서비스의 증가로 전체 데이터 트래픽에서 비디오 데이터 트래픽이 매우 큰 부분을 차지한다. 그리고 2020년에는 이동통신에서의 전체 데이터 트래픽 중 4분의 3 이상이 비디오 콘텐츠에 의해 발생할 것으로 예측되고 있다. 급증하는 데이터 트래픽은 네트워크에 부담을 줄 수 있으며, 이미 유선 네트워크에서는 코어 네트워크에서의 병목을 줄여주기 위해서 캐시를 지리적으로 분산시켜 배치하는 방법을 사용하기도 한다.
무선 네트워크에서는 유선 네트워크와는 다르게 기지국과 일반 사용자, 즉, 기지국과 디바이스 사이에서 활용하는 무선 자원에 병목 현상이 발생할 수 있다. 기지국의 백홀은 광 케이블로 연결되어 있어 충분한 백홀 스루풋(throughput)을 갖는 반면, 무선 네트워크에서는 사용자의 수와 요청이 급증할 경우 기지국이 사용하는 주파수 등의 무선 자원이 부족하게 되는 경우에 발생할 수 있으며, 이에 따라 병목 현상이 발생할 수 있다.
도 1은 무선 네트워크에서 기지국과 디바이스 사이의 무선 자원에서 병목 현상이 발생하는 경우를 보여주고 있다. 만약 기지국이 사용할 수 있는 무선자원(①, ②, ③, ④)으로 감당할 수 있는 요청보다 많은 수의 디바이스로부터 요청이 일어날 경우, 기지국에서 활용할 수 있는 무선 자원이 부족하여 요청에 대한 응답을 하지 못하게 된다. 종래에는 대역폭 효율을 높이거나, 새로운 주파수 대역을 사용하는 방식 및 네트워크의 밀도를 높이는 방식 등을 활용하여 병목 현상을 개선하는 방법들을 적용하였지만, 그럼에도 불구하고 무선 자원에는 한계가 있고 6GHz 미만의 주파수는 사용할 수 있는 양이 거의 없다. 또한 밀리미터파(mmWave) 대역의 경우 고주파 특성 때문에 광케이블로 연결된 비교적 크기가 큰 매크로 셀(macro cell)을 지원하기에는 적합하지 않으며, 이미 조밀한 네트워크가 구성되어 있는 한계점이 있는 바, 최근에는 무선 네트워크에서도 유선 네트워크와 마찬가지로 캐시를 활용하여 병목을 완화하는 방법이 고려되고 있다.
캐시는 기지국 또는 디바이스에 배치할 수 있다. 캐시를 기지국에 배치하는 경우 디바이스보다 큰 저장공간을 갖기 때문에 크기가 큰 캐시를 설치할 수 있는 장점은 있으나, 기지국과 디바이스 사이에서 발생하는 병목 현상을 해결하기엔 적합하지 않을 수 있다. 이에 따라 디바이스에 캐시를 설치하는 경우를 고려할 수 있는데, 디바이스에 캐시를 설치 하는 경우 사용자가 밀집하는 특정 시간 및 장소에서는 디바이스의 수가 증가 할수록 전체적인 캐시 사이즈가 확대되는 효과를 얻을 수 있다. 또한 디바이스는 자체적으로 응용 프로그램을 활용하여 콘텐츠 선호도, 이동 성향 같은 정보를 추출하기 용이할 뿐만 아니라 D2D(Device to Device) 통신을 활용해서 다른 디바이스들에게 콘텐츠를 제공할 수 있다. 하지만 사용자가 소지하는 스마트폰 등과 같은 일반적인 다수의 디바이스들은 충분한 크기의 캐시를 확보하기 어렵고, 배터리가 한정되어 있기 때문에 다른 디바이스에게 콘텐츠를 제공하는 것이 어려울 수 있다는 제약이 존재하기도 한다. 이와 같이 모든 디바이스에 충분한 캐시를 설치하여 운영하기 어렵기 때문에, 대용량 캐시를 가져 데이터 트래픽이 급증하는 셀룰러 피크 시간에서 D2D 통신으로 타 디바이스에 콘텐츠를 제공하는 일부 디바이스를 헬퍼(helper)라고 한다. 헬퍼는 이동성 유무에 따라 mobile 헬퍼, nomadic 헬퍼, fixed 헬퍼로 구분된다.
본 발명은 모바일 헬퍼(mobile helper)의 이동 특성을 고려하여 캐싱할 콘텐츠를 선택하여 더 많은 사용자 요청을 처리함으로써 무선 네트워크의 병목을 해결하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기지국에 의한 무선 통신 셀 커버리지 내에서 이동성을 갖는 적어도 하나의 모바일 헬퍼를 이용하는 콘텐츠 캐싱 방법이 제공된다. 여기서, 상기 모바일 헬퍼는 상기 셀 커버리지 내에 존재하는 다수의 일반 통신 단말과의 관계에서 D2D(Device to Device) 통신을 통한 콘텐츠 제공을 수행하다.
본 발명의 실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 방법은, (a) 요청된 콘텐츠를 청크(chunk) 단위로 구분하는 단계; (b) 콘텐츠 소비 시간을 고려하여 청크 별 D2D 통신 커버리지를 계산하는 단계; (c) 계산된 청크 별 D2D 통신 커버리지를 반영하여 콘텐츠 선호도를 청크 단위로 재정렬하는 단계; (d) 청크 단위로 재정렬된 콘텐츠 선호도에 기초하여 상기 모바일 헬퍼의 캐시에 저장할 청크 별 우선순위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (b) 단계는, 상기 D2D 통신이 이루어지는 기본 통신 커버리지에, 청크 별 콘텐츠 소비 시간 및 상기 모바일 헬퍼의 이동 특성으로서 이동 속도에 의해 결정되는 여유 시간 분의 통신 커버리지 추가분이 합산되는 방식으로, 상기 청크 별 D2D 통신 커버리지가 계산될 수 있다.
여기서, 상기 (c) 단계는, 공통 콘텐츠 선호도에 따른 해당 콘텐츠의 초기 선호도에, 상기 계산된 청크 별 D2D 통신 커버리지에 따른 기본 통신 커버리지 대비 커버리지 확대 비율을 곱하는 방식으로, 청크 단위의 콘텐츠 선호도가 계산되는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 D2D(Device to Device) 통신을 통한 콘텐츠 제공은, 상기 일반 통신 단말에서의 자체 캐시로부터의 셀프 오프로딩이 실패한 경우에 실행되되, 상기 (b) 단계를 통해 계산된 D2D 통신 커버리지를 고려할 때 상기 일반 통신 단말과 D2D 통신이 가능한 모바일 헬퍼에 의해 상기 청크 단위로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 D2D 통신은 D2D 언더레이(underlay) 통신 방식에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 콘텐츠 캐싱 방법이 기록되며 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체 제품이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 이동성을 갖는 캐시를 활용한 콘텐츠 캐싱 방법에 따르면, 캐시가 이동성이 있을 경우 D2D 통신으로 콘텐츠를 오프로딩(offloading)할 수 있는 확률이 높아지고, 길이가 긴 콘텐츠를 제공 해야 할 때 캐싱 및 오프로딩이 더 효과적으로 일어날 수 있는 이점이 있다. 아울러, 일반 사용자가 콘텐츠 요청을 발생했을 때, 모바일 헬퍼로부터 콘텐츠를 전달받기까지 기다릴 수 있는 여유 시간이 있을 경우, 해당 여유 시간 안에만 헬퍼로부터 콘텐츠를 제공 받으면 되므로, D2D 통신을 활용한 콘텐츠 캐싱 효율이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 무선 네트워크에서의 병목 현상을 설명하기 위한 예시 도면.
도 2는 본 발명에 적용 가능한 3단계 오프로딩 방식을 설명하기 위한 예시 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 헬퍼의 이동성을 고려한 콘텐츠 캐싱 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 콘텐츠의 청크화 및 각 청크 별 D2D 커버리지 변화를 설명하기 위한 예시 도면.
도 5는 모바일 헬퍼를 이용한 청크 별 콘텐츠 캐싱 방법을 설명하기 위한 예시 도면.
도 6은 헬퍼의 이동 속도에 따른 오프로딩 정도를 보여주는 시뮬레이션 그래프.
도 7은 콘텐츠 길이에 따른 오프로딩 정도를 보여주는 시뮬레이션 그래프.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하나 이상의 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있음을 의미한다.
도 2는 본 발명에 적용 가능한 3단계 오프로딩 방식을 설명하기 위한 예시 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 헬퍼의 이동성을 고려한 콘텐츠 캐싱 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 또한 도 4는 콘텐츠의 청크화 및 각 청크 별 D2D 커버리지 변화를 설명하기 위한 예시 도면이고, 도 5는 모바일 헬퍼를 이용한 청크 별 콘텐츠 캐싱 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다. 또한 도 6은 헬퍼의 이동 속도에 따른 오프로딩 정도를 보여주는 시뮬레이션 그래프이고, 도 7은 콘텐츠 길이에 따른 오프로딩 정도를 보여주는 시뮬레이션 그래프이다.
본 명세서에서는 콘텐츠 캐싱을 위한 헬퍼로서 셀 내의 이동성을 지닌 자동차나 버스 등의 디바이스와 같이 대용량 캐시를 두고 운영 가능한 모바일 헬퍼가 활용되는 경우를 주로 가정하여 본 발명을 설명하기로 한다. 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기지국에 의한 무선 통신 셀 커버리지 내에서 이동성을 갖는 적어도 하나의 모바일 헬퍼를 이용하는 콘텐츠 캐싱 방법이 제공된다. 여기서, 상기 모바일 헬퍼는, 상기 셀 커버리지 내에 존재하는 다수의 일반 통신 단말과의 관계에서 D2D(Device to Device) 통신을 통한 콘텐츠 제공을 수행하다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 시스템은, 매우 많은 수의 유니폼(uniform)하게 존재하는 일반 통신 단말와 소수의 모바일 헬퍼가 존재하는 한 개의 기지국에 의해 만들어진 원형 셀을 기본으로 한다. 이때, D2D 통신으로는 셀룰러 주파수와 독립적으로 운영되는 D2D underlay communication system을 활용하도록 한다. 기존 방식에 따를 때, 무선 네트워크의 병목이 일어나지 않는 오프 피크 시간에서 헬퍼는 기지국으로부터 전달받은 공통 콘텐츠 선호도를 토대로 요청 확률이 높은 순서대로 캐시 크기만큼 콘텐츠를 저장해둔다. 그리고 일반 통신 단말은 자기 자신이 응용 프로그램을 통해 알고 있는 개인 콘텐츠 선호도를 기준으로 콘텐츠를 저장한다. 이때, 헬퍼의 개인 콘텐츠 선호도는 없다고 가정한다. 피크 시간에서는 일반 통신 단말이 도 2에서와 같은 3단계 오프로딩을 수행하게 된다.
1단계로서, 오프 피크 시간에 자기 자신이 저장해 둔 콘텐츠와 비교하여 일치하는 것이 있으면 자기 자신의 캐시로부터 콘텐츠를 가져오는 셀프 오프로딩 수행한다.
2단계로서, 셀프 오프로딩을 실패 할 경우, 자신이 주변 헬퍼의 D2D 반경 안에 있고, 해당 헬퍼의 캐시에 자신이 요청한 콘텐츠가 존재하면 D2D 오프로딩으로 콘텐츠를 제공받는다.
3단계로서, D2D 오프로딩을 수행하지 못할 경우 셀룰러 망을 통해 기지국으로부터 콘텐츠를 제공받게 된다.
따라서, 모바일 헬퍼 만을 고려한 D2D 캐싱 시스템에서 셀룰러 피크 시간에 일반 통신 단말이 특정 콘텐츠에 대한 요청을 발생시켰을 때는 다음과 같은 과정을 거친다. 만약 일반 통신 단말이 자신의 캐시에 오프 피크시간 때 저장한 콘텐츠와 요청한 콘텐츠가 일치하면 셀프 오프로딩을 성공하게 된다. 셀프 오프로딩을 실패 할 경우 자신이 주변 헬퍼의 D2D 반경에 속하는지 확인 후, 해당 헬퍼의 캐시에 요청한 콘텐츠가 자리할 경우 D2D 통신을 통하여 오프로딩을 받을 수 있다. 여기서 고려하는 헬퍼는 이동하므로, 일반 사용자는 콘텐츠 요청을 발생시킨 시점에 헬퍼의 D2D 반경에 속해있지 않더라도, 일정 시간이 지난 뒤에는 헬퍼의 D2D 반경 안에 속할 수 있다. 그리고 해당 헬퍼가 요청한 콘텐츠를 갖고 있다면 일정시간, 즉 딜레이를 갖고 콘텐츠를 D2D 로 전달받아서 셀룰러 무선 자원을 절약할 수 있게 된다. 따라서 본 발명은 콘텐츠 요청이 발생한 뒤에 콘텐츠를 제공할 수 있는 헬퍼의 반경 안에 일반 통신 단말이 위치할 확률이 높아지도록 여유 시간을 갖고 오프로딩하는것이 종래의 방식에서와 가장 큰 차이라고 할 수 있다.
도 3을 참조할 때, 본 발명의 실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 방법은, 요청된 콘텐츠를 청크(chunk) 단위로 구분하는 단계[S310]; 콘텐츠 소비 시간을 고려하여 청크 별 D2D 통신 커버리지를 계산하는 단계[S320]; 계산된 청크 별 D2D 통신 커버리지를 반영하여 콘텐츠 선호도를 청크 단위로 재정렬하는 단계[S330 및 S340]; 청크 단위로 재정렬된 콘텐츠 선호도에 기초하여 상기 모바일 헬퍼의 캐시에 저장할 청크 별 우선순위를 결정하는 단계[S350]를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 S320 단계는, 상기 D2D 통신이 이루어지는 기본 통신 커버리지에, 청크 별 콘텐츠 소비 시간 및 상기 모바일 헬퍼의 이동 특성으로서 이동 속도에 의해 결정되는 여유 시간 분의 통신 커버리지 추가분이 합산되는 방식으로, 상기 청크 별 D2D 통신 커버리지가 계산될 수 있다.
여기서, 상기 S340 단계는, 공통 콘텐츠 선호도에 따른 해당 콘텐츠의 초기 선호도에, 상기 계산된 청크 별 D2D 통신 커버리지에 따른 기본 통신 커버리지 대비 커버리지 확대 비율을 곱하는 방식으로, 청크 단위의 콘텐츠 선호도가 계산되는 단계를 더 포함할 수 있다.
이에 관하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
여유시간을 갖고 콘텐츠를 받아도 실제 서비스의 질에 영향이 없으려면, 요청한 콘텐츠를 일반 통신 단말에서 소비하는 동안 다음에 필요한 콘텐츠를 저장하면 될 것이다. 예를 들어, 실제 재생 시간이 NT인 콘텐츠가 있다고 하자. 콘텐츠를 재생 시작 시점부터 일정한 길이 T로 나누어 N개의 청크를 구성한다. 이때, 오프로딩과 캐싱은 청크 단위로 이루어진다고 가정한다. 만약 일반 통신 단말이 콘텐츠에 대한 요청을 수행 할 경우, 실제로는 콘텐츠를 구성하는 청크 모두(chunk[1], chunk[2], chunk[3], …. , chunk[N])에 대한 요청을 발생하는 것과 같다. 이때, 콘텐츠를 구성하는 청크 중 첫 번째 청크(chunk1)은 요청이 발생함과 동시에 지연을 최소화하여 제공받아야 한다. 따라서 당장 셀프 오프로딩과 D2D 오프로딩이 불가능하다면, 기다리지 않고 곧장 셀룰러 통신을 통하여 기지국으로부터 콘텐츠를 제공받도록 한다. 반면 첫 번째 청크가 아닌 n번재 청크 (2≤n≤N)의 경우에는 콘텐츠 요청이 발생한 순간부터 n-1번째 청크가 재생 될 때까지 최소 (n-1)T시간 안에만 해당 청크를 전달받으면 된다. 따라서 D2D 오프로딩을 시도할 수 있는 여유 시간이 늘어나게 되고, 셀룰러 망에 부담을 덜어줄 수 있을 것이다. 이는 곧 콘텐츠를 구성하는 청크의 순서에 따라서 각 청크가 D2D로 오프로딩 할 수 있는 D2D 반경이 변화하는 효과를 얻는다고 할 수 있다.
예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 길이가 3T인 비디오 콘텐츠가 존재한다고 하자. 해당 비디오 콘텐츠는 캐싱과 오프로딩 시 길이가 T인 청크 3개로 나누어 질 수 있다. 일반단말이 요청을 발생시켰을 때 첫 번째 청크인 chunk[1]은 콘텐츠 요청과 동시에 받아야 하고, chunk[2]와 chunk[3]은 각각 chunk[1], chunk[1]~[2]가 재생되는 시간 안에 전달받아야 하므로 D2D 반경은 아래 그림 4 와 같이 콘텐츠의 뒷 부분을 구성하는 청크일 수록 늘어나게 된다.
도 5와 같이 일반 통신 단말과 이동하는 헬퍼가 존재하는 환경에서, 일반 통신 단말이 콘텐츠 요청을 할 경우, 헬퍼1에 첫 번째 청크가 존재하면 바로 받을 수 있고, 뒷 부분의 청크는 뒤따라서 일반 통신 단말 방향으로 이동하고 있는 헬퍼 2 나 헬퍼 3이 제공해줄 수도 있을 것이다.
증가한 D2D 반경은 곧 D2D 오프로딩을 지원해줄 수 있는 일반 통신 단말이 늘어나는 것을 의미하고 D2D 오프로딩을 할 수 잇는 확률이 늘어난다는 것을 의미한다.
따라서 기존에는 공통 콘텐츠 선호도를 토대로 선호도가 높은 순서대로 콘텐츠를 저장했으나, 본 발명에서는 청크별로 달라지는 D2D 반경의 크기를 고려하여 청크 단위로 공통 콘텐츠 선호도를 재정렬 하도록 한다.
우선 청크의 초기 선호도는 자신이 속한 콘텐츠의 선호도를 따른다. 콘텐츠별로 각 청크의 초기 선호도에 청크 별 D2D반경이 늘어난 비율을 곱하고, 곱한 값을 토대로 청크의 공통 선호도를 내림차순으로 정리한다. 헬퍼는 정렬된 공통 청크 선호도 순서대로 자신의 저장공간 크기만큼 청크를 캐시하도록 한다.
본 캐싱 방식으로 캐싱 및 오프로딩을 진행 할 경우, 헬퍼가 이동성이 있을수록, 요청하는 콘텐츠의 길이가 길어질수록 셀룰러 망에 가해지는 부담을 D2D 오프로딩을 통해 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다(도 6 및 도 7 참조).
상술한 본 발명에 따른 콘텐츠 캐싱 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 기지국에 의한 무선 통신 셀 커버리지 내에서 이동성을 갖는 적어도 하나의 모바일 헬퍼를 이용하는 콘텐츠 캐싱 방법으로서-상기 모바일 헬퍼는 상기 셀 커버리지 내에 존재하는 다수의 일반 통신 단말과의 관계에서 D2D(Device to Device) 통신을 통한 콘텐츠 제공을 수행함-,
    (a) 요청된 콘텐츠를 청크(chunk) 단위로 구분하는 단계;
    (b) 콘텐츠 소비 시간을 고려하여 청크 별 D2D 통신 커버리지를 계산하는 단계;
    (c) 계산된 청크 별 D2D 통신 커버리지를 반영하여 콘텐츠 선호도를 청크 단위로 재정렬하는 단계;
    (d) 청크 단위로 재정렬된 콘텐츠 선호도에 기초하여 상기 모바일 헬퍼의 캐시에 저장할 청크 별 우선순위를 결정하는 단계
    를 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 D2D 통신이 이루어지는 기본 통신 커버리지에, 청크 별 콘텐츠 소비 시간 및 상기 모바일 헬퍼의 이동 특성으로서 이동 속도에 의해 결정되는 여유 시간 분의 통신 커버리지 추가분이 합산되는 방식으로, 상기 청크 별 D2D 통신 커버리지가 계산되는 것을 특징으로 하는, 콘텐츠 캐싱 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    공통 콘텐츠 선호도에 따른 해당 콘텐츠의 초기 선호도에, 상기 계산된 청크 별 D2D 통신 커버리지에 따른 기본 통신 커버리지 대비 커버리지 확대 비율을 곱하는 방식으로, 청크 단위의 콘텐츠 선호도가 계산되는 단계를 더 포함하는, 콘텐츠 캐싱 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 D2D(Device to Device) 통신을 통한 콘텐츠 제공은, 상기 일반 통신 단말에서의 자체 캐시로부터의 셀프 오프로딩이 실패한 경우에 실행되되, 상기 (b) 단계를 통해 계산된 D2D 통신 커버리지를 고려할 때 상기 일반 통신 단말과 D2D 통신이 가능한 모바일 헬퍼에 의해 상기 청크 단위로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 콘텐츠 캐싱 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 D2D 통신은 D2D 언더레이(underlay) 통신 방식에 의해 수행되는, 콘텐츠 캐싱 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 콘텐츠 캐싱 방법이 기록되며 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체 제품.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112437416A (zh) * 2020-11-20 2021-03-02 中国石油大学(华东) 一种面向d2d无线缓存网络的用户卸载对象搜索方法
KR102252896B1 (ko) * 2020-08-19 2021-05-17 서울대학교산학협력단 사용자 이동성과 다중 파일 선호도에 기초한 기지국 에지 캐싱 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 기지국
KR20220114807A (ko) 2021-02-09 2022-08-17 페어로스트 주식회사 원두의 로스팅시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140044982A (ko) * 2012-09-21 2014-04-16 한국전자통신연구원 홉 카운트 기반 콘텐츠 캐싱 방법 및 그 네트워크 엔티티
KR20170103255A (ko) * 2016-03-03 2017-09-13 에스케이텔레콤 주식회사 D2d 기반의 콘텐츠 캐싱 방법, 이를 수행하는 컴퓨터 프로그램 및 프로그램을 기록한 기록매체

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140044982A (ko) * 2012-09-21 2014-04-16 한국전자통신연구원 홉 카운트 기반 콘텐츠 캐싱 방법 및 그 네트워크 엔티티
KR20170103255A (ko) * 2016-03-03 2017-09-13 에스케이텔레콤 주식회사 D2d 기반의 콘텐츠 캐싱 방법, 이를 수행하는 컴퓨터 프로그램 및 프로그램을 기록한 기록매체

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
강충구 외 4명, 2018년 한국통신학회 하계종합학술발표회, p. 1596~1597, (2018.6.30. 공개) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102252896B1 (ko) * 2020-08-19 2021-05-17 서울대학교산학협력단 사용자 이동성과 다중 파일 선호도에 기초한 기지국 에지 캐싱 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 기지국
CN112437416A (zh) * 2020-11-20 2021-03-02 中国石油大学(华东) 一种面向d2d无线缓存网络的用户卸载对象搜索方法
KR20220114807A (ko) 2021-02-09 2022-08-17 페어로스트 주식회사 원두의 로스팅시스템

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