KR20200047920A - 캐싱 네트워크를 이용한 콘텐츠 캐싱 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

캐싱 네트워크를 이용한 콘텐츠 캐싱 방법이 개시된다. 공간적으로 떨어진 위치에 복수의 송수신기가 설치된 헬퍼 디바이스가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법은 캐싱 서버로부터 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 대응하는 콘텐츠들을 식별하는 단계; 상기 식별된 콘텐츠들을 데이터 네트워크를 통해 수신하여 캐시에 저장하는 단계; 및 상기 캐시에 저장된 콘텐츠들 중 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

캐싱 네트워크를 이용한 콘텐츠 캐싱 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTENT CACHING USING CACHING NETWORK}
본 발명은 캐싱 네트워크를 이용한 콘텐츠 캐싱 방법 및 시스템에 관한 것으로, 무선 캐싱 네트워크를 통해 차세대 이동통신 및 무선 통신 시스템에서 비디오 스트리밍에 의한 데이터 폭증을 경감하기 위한 방법에 관한 것이다.
유선 및 무선 네트워크의 트래픽은 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, 이를 위해 사용자에게 가까운 네트워크 가장자리에 캐시를 설치하는 형태로 발전하고 있다.
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.
최근 C-band나 mmwave 밴드 등 고주파 반송파를 사용하는 무선통신 기술이 발전하여 넓은 대역폭을 통해 고속으로 데이터 전송이 가능하도록 하는 기술들이 발전하였다. 그러나 고주파 반송파는 커버리지가 매우 작아서 주로 스몰셀 등 좁은 지역에서만 서비스가 가능한 단점이 있다. 따라서 비용을 많이 들여서 많은 수의 스몰셀을 설치하지 않는다면, 스몰셀을 구성하는 기지국 근처의 좁은 지역에서는 충분한 데이터의 공급이 가능하지만 그렇지 않은 지역에서는 충분한 데이터의 공급이 어려울 수 있다. 또한 스몰셀을 구성하는 기지국이 광케이블의 백홀을 통해 연결되지 않는다면 백홀이 병목이 되기 때문에 무선 용량이 아무리 크더라도 도움이 되지 않을 수 있다.
향후 C-band나 mmwave 등 고주파 반송파는 추가적으로 발굴되어 이동통신 및 무선통신을 위해서 사용이 되겠지만 이들 주파수는 커버리지가 작기 때문에 효용성이 낮은 문제가 있다. 그러나 고주파 반송파를 단말 간 직접통신 (Device-to-Device, D2D)으로 사용하게 하면 고주파 대역의 효용성을 높일 수 있을 것이다.
이와 같은 D2D 통신은 디바이스가 보내야 할 데이터를 가지고 있어야 하므로 현재까지는 그 효용성이 적으며 기지국이 존재하지 않는 등의 특수 상황이나 차량 간 통신 등 특수한 경우에만 사용되고 있다. 스마트폰 등 일반적인 디바이스는 충분한 크기의 여유 저장장치를 가지고 있지 않기 때문에 다른 사용자가 필요로 하는 비디오 콘텐츠를 저장하고 있기 어렵고 배터리로 동작하므로 전력 소모의 문제가 있어서 D2D 통신을 이용하여 다른 디바이스에게 콘텐츠를 제공하는 것은 어려움이 있다.
따라서, 차세대 이동통신 및 무선 통신 시스템에서 비디오 스트리밍에 의한 데이터 폭증을 경감하기 위한 무선 캐싱 네트워크가 요구된다.
본 발명은 비디오 스트리밍 서비스의 폭증으로 인한 이동통신 시스템의 과부하 문제를 해결하기 위하여 캐싱 네트워크를 구성하는 방법을 제공한다.
본 발명은 사용자 단말의 주변에 캐싱 네트워크를 구성하는 복수의 헬퍼 디바이스들을 배치하고, 사용자 단말과 헬퍼 디바이스 간 D2D 통신을 통해 콘텐츠를 캐싱하는 방법을 제공한다.
본 발명은 캐싱 네트워크를 구성하는 헬퍼 디바이스에 공간적으로 떨어져 있는 복수의 송수신기를 설치하여 캐싱 네트워크를 통해 수행되는 콘텐츠 캐싱의 효용도를 높이는 방법을 제공한다.
본 발명은 사용자가 근 미래에 사용할 콘텐츠를 예측하고, 이를 사용자 단말의 주변에 위치한 헬퍼 디바이스에 프리패칭함로써 피크 타임에서의 기지국 부담을 줄이는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 공간적으로 떨어진 위치에 복수의 송수신기가 설치된 헬퍼 디바이스가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법은 캐싱 서버로부터 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 대응하는 콘텐츠들을 식별하는 단계; 상기 식별된 콘텐츠들을 데이터 네트워크를 통해 수신하여 캐시에 저장하는 단계; 및 상기 캐시에 저장된 콘텐츠들 중 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전송하는 단계는 상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 전송할 수 있다.
상기 전송하는 단계는 상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 외에 위치하지만 상기 복수의 송수신기의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 복수의 송수신기를 통해 전송할 수 있다.
상기 전송하는 단계는 상기 사용자 단말이 다른 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 다른 헬퍼 디바이스에 설치된 송수신기와의 연결을 통해 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
상기 전송하는 단계는 서로 다른 통신 사업자를 지원 가능한 복수의 송수신기를 통해 상기 헬퍼 디바이스의 주변에 위치한 상기 서로 다른 통신 사업자의 기지국을 릴레이 노드로 이용함으로써 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 캐싱 서버로부터 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 대응하는 콘텐츠들을 식별하고, 상기 식별된 콘텐츠들을 데이터 네트워크를 통해 수신하여 캐시에 저장하며, 상기 캐시에 저장된 콘텐츠들 중 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 전송할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 외에 위치하지만 상기 복수의 송수신기의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 복수의 송수신기를 통해 전송할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 사용자 단말이 다른 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 다른 헬퍼 디바이스에 설치된 송수신기와의 연결을 통해 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
상기 프로세서는 서로 다른 통신 사업자를 지원 가능한 복수의 송수신기를 통해 상기 헬퍼 디바이스의 주변에 위치한 상기 서로 다른 통신 사업자의 기지국을 릴레이 노드로 이용함으로써 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캐싱 시스템의 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 헬퍼 디바이스들로 구성된 캐싱 네트워크의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제1 방안을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제2 방안을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제3 방안을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제4 방안을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스를 이용한 프리패칭의 제1 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스를 이용한 프리패칭의 제2 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스를 이용한 프리패칭의 제3 방법을 도시한 도면이다.
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.
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.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캐싱 시스템의 구성도를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 캐싱 시스템(100)은 데이터 네트워크(110), 셀룰러 네트워크(120), 사용자 단말(130), 캐싱 네트워크(140) 및 캐싱 서버(150)로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 대용량 캐시를 가지고 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D) 기술을 이용하여 주변의 다른 디바이스에게 콘텐츠를 공급할 수 있는 특수 디바이스를 헬퍼(Helper) 디바이스로 정의하고, 헬퍼 디바이스로부터 콘텐츠를 공급 받을 수 있는 디바이스를 사용자 단말(130)로 정의한다.
헬퍼 디바이스는 대용량 캐시와 같은 저장 장치와 저장 장치에 저장된 콘텐츠를 송수신하기 위한 통신 장치가 함께 포함된 특수 디바이스일 수 있다. 이와 같은 헬퍼 디바이스는 사용자 단말(130)에 비해 비교적 큰 저장 장치를 가지고 있어서 다른 사용자들을 위한 콘텐츠를 저장할 수 있고, 자체적으로 큰 배터리를 보유하거나 외부에서 전력이 공급되어 전력 소모에 대한 제약이 적을 수 있다.
이와 같은 헬퍼 디바이스의 캐시 효용성을 증대시키기 위해 복수의 헬퍼 디바이스를 다양한 형태의 유무선 네트워크로 연결할 수 있는데 이를 본 발명에서는 캐싱 네트워크(140)로 정의한다. 즉, 캐싱 네트워크(140)에서 사용자 단말(130)은 D2D 통신을 이용하여 주변의 헬퍼 디바이스로부터 원하는 콘텐츠를 수신함으로써 트래픽의 송수신이 활발하게 이루어지는 피크 시간 대에 셀룰러 네트워크(120)의 기지국에 대한 부담을 줄일 수 있다.
이때, D2D 통신은 무선랜 등의 비면허 대역을 사용하거나 셀룰러 사업자가 소유한 주파수를 사용할 수 있는데 후자의 경우 캐싱 네트워크(140)는 셀룰러 네트워크(120)와의 협업이 필요할 수 있다. 그리고 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스들은 별도의 유선 백홀이나 무선랜 또는 셀룰러 통신 등을 통해서 콘텐츠 제공자로부터 콘텐츠를 공급 받을 수 있다.
캐싱 서버(150)는 데이터 네트워크(110), 즉 인터넷 망에 위치하여 사용자 단말(130)에 설치된 어플리케이션(Application)을 통해 통신을 수행할 수 있으며, 이를 통해 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 복수의 헬퍼 디바이스들을 제어할 수 있다.
이와 같은 헬퍼 디바이스는 셀룰러 네트워크(120)의 부담을 줄일 수도 있지만 사용자에게 고화질의 콘텐츠를 빠르고 저렴하게 제공할 수도 있다. 일례로, 지하철 역사나 버스 정류장과 같이 출퇴근 시간에 사용자가 급증하는 장소의 경우, 모든 사용자가 셀룰러 네트워크(120)에 접속하여 콘텐츠를 요청하면 급증하는 트래픽으로 인해 셀룰러 네트워크(120)에 과부하 문제가 발생할 수 있다.
이 경우, 헬퍼 디바이스는 출퇴근 시간과 같은 피크 시간(Peak Time)이 아닌 시간에 사용자가 요청할 가능성이 높은 콘텐츠를 미리 저장하고 있다가 사용자 단말(130)의 요청이 있을 때 고주파수 대역을 이용한 D2D 통신을 활용하여 전달할 수 있다. 이를 통해 헬퍼 디바이스는 피크 시간 대에 발생 가능한 셀룰러 네트워크(120)의 과부하 문제를 해결할 있을 뿐만 아니라 고주파수 대역을 이용한 D2D 통신을 활용하여 고속으로 트래픽을 전달함으로써 고화질의 콘텐츠를 빠르고 저렴하게 사용자 단말(130)로 제공하는 장점도 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 헬퍼 디바이스들로 구성된 캐싱 네트워크의 예를 도시한 도면이다.
캐싱 네트워크(140)는 위에서 언급한 바와 같이 복수의 헬퍼 디바이스들이 다양한 형태의 유무선 네트워크로 연결된 형태를 가질 수 있다. 이와 같은 헬퍼 디바이스들은 이동 속성에 따라 다양한 형태의 헬퍼 디바이스로 구분될 수 있다.
일례로, 헬퍼 디바이스들은 캐싱 목적으로 특정 장소에 설치된 이동성이 없는 고정형 헬퍼 디바이스(141), 노트북, 태블릿 PC 등과 같이 일반 사용자의 이동 속성과 유사한 이동 속성을 가지는 유목형 헬퍼 디바이스(142) 및 버스, 자동차 등과 같은 일정한 이동 패턴을 갖는 이동형 헬퍼 디바이스(143) 등과 같이 여러 종류의 헬퍼 디바이스가 존재할 수 있다.
캐싱 사업자는 캐싱 서버(150)와 포탈 사이트 형태의 어플리케이션을 만들고 사용자가 밀집하는 장소 등에 고정형 헬퍼 디바이스(141)를 설치할 수 있다. 또는 캐싱 사업자는 버스, 택시와 같은 공공 차량 또는 향후 V2X(Vehicle to Everything) 기능이 탑재될 차량 등에 이동형 헬퍼 디바이스(143)를 설치할 수 있다. 이와 마찬가지로 캐싱 사업자는 일반 사용자도 일정 보상을 받고 캐싱 네트워크(140)의 일부로 참여시킬 수 있다. 예를 들어 캐싱 사업자는 일반 사용자가 소지한 노트북이나 태블릿 PC 혹은 저장 용량이 큰 스마트폰의 배터리 용량이 충분할 때 유목형 헬퍼 디바이스(142)로 참여시킴으로써 캐싱 네트워크(140)의 일부가 되도록 하고 각각의 기여도에 따라 적절한 보상을 받을 수 있도록 설정할 수 있다. 이와 같이 고정형 헬퍼 디바이스(141), 유목형 헬퍼 디바이스(142) 및 이동형 헬퍼 디바이스(143)들은 유무선 네트워크로 연결되어 캐싱 네트워크(140)를 형성함으로써 캐시의 효용도를 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐싱 방법을 도시한 도면이다.
먼저 사용자 단말(130)은 캐싱 네트워크(140)를 활용하기 위하여 캐싱 사업자가 제공하는 별도의 어플리케이션이 필요할 수 있다. 어플리케이션은 사용자 단말(130)에 설치되어 사용자가 보다 쉽게 캐싱 서비스를 제공받을 수 있도록 도와줄 수 있다.
일례로, 사용자 단말(130)의 어플리케이션은 D2D 발견 절차를 통해 사용자 단말(130)의 주변에서 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스들을 검색(①) 할 수 있다. D2D 발견은 사용자 단말(130)이 지원하는 반송파 주파수에서 이루어 질 수 있다. 일반적으로 사용자 단말(130)은 무선랜과 함께 복수의 반송파 주파수를 지원하며 각 반송파 주파수에 따라 발견 절차가 별도로 이루어 질 수 있다.
보다 구체적으로 D2D 발견 절차가 이루어지기 전에 사용자 단말(130)은 자신의 위치 및 상태와 함께 필요로 하는 콘텐츠를 캐싱 서버(150)에 요청하고 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)의 근처에 콘텐츠를 가지고 있는 헬퍼 디바이스가 있는지 여부를 확인하여 해당 리스트를 사용자 단말(130)로 제공할 수 있다.
헬퍼 디바이스는 주기적으로 비콘(Beacon) 등의 브로드캐스팅(Broadcasting) 신호를 전송할 수 있으며, 사용자 단말(130)은 콘텐츠를 가지고 있는 헬퍼 디바이스가 전송한 브로드캐스팅 신호를 확인하여 연결을 시도할 수 있다. 예를 들어, 와이파이를 포함하는 헬퍼 디바이스는 자신의 SSID(Service Set IDentifier)를 주기적으로 브로드캐스팅 하며 사용자 단말(130)은 캐싱 서버(150)로부터 받은 헬퍼 디바이스의 리스트와 일치하는 무선랜 AP가 있다면 이와 접속을 시도할 수 있다. 만약 헬퍼 디바이스가 셀룰러 네트워크의 D2D를 사용한다면 헬퍼 디바이스는 주기적으로 자신의 헬퍼 ID를 전송하며 사용자 단말(130)은 캐싱 서버(150)로부터 받은 헬퍼 디바이스의 리스트와 일치하는 헬퍼 디바이스가 있다면 D2D 연결을 요청할 수 있다.
검색 결과 사용자 단말(130)의 주변에 헬퍼 디바이스들이 존재하는 경우, 어플리케이션은 캐싱 서버(150)로 검색된 헬퍼 디바이스들에 포함된 콘텐츠 정보를 요청(②) 할 수 있다. 그러면 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)의 어플리케이션이 요청한 헬퍼 디바이스들에 포함된 콘텐츠 정보를 식별하여 사용자 단말(130)로 전송(③) 할 수 있다.
이후 사용자 단말(130)의 어플리케이션은 캐싱 서버(150)로부터 수신된 헬퍼 디바이스들의 콘텐츠 정보를 이용하여 사용자에게 적합한 콘텐츠를 추천(④)할 수 있다. 구체적으로 어플리케이션은 사용자의 특성 정보 및 사용자 단말(130)이 위치한 장소의 특성 정보에 기초하여 사용자의 선호도가 가장 높을 것으로 예상되는 콘텐츠를 식별할 수 있다.
이때, 사용자의 특성 정보는 경험적 특성 및 디바이스적 특성으로 분류될 수 있다. 먼저 경험적 특성은 (1) 사용자가 선호하는 콘텐츠의 장르에 관한 정보, (2) 사용자의 콘텐츠 소모에 관한 정보 및 (3) 콘텐츠 소모 시 행동에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일례로, 사용자는 콘텐츠 장르 중 액션과 SF를 많이 시청하는 것으로 확인되면 어플리케이션은 액션과 SF에 대응하는 콘텐츠 중 선호도가 높은 콘텐츠를 식별할 수 있다.
다른 일례로, 어플리케이션은 사용자가 소모하는 콘텐츠의 양, 해당 콘텐츠의 양을 소모하기 위해 필요한 데이터 전송률 및 주로 사용하는 통신 유형(셀룰러 네트워크를 사용하는지 또는 와이파이를 사용하는지 등)에 기초하여 사용자에게 선호도가 높은 콘텐츠를 식별할 수 있다. 만약 사용자의 콘텐츠 소모 패턴이 한 번에 많은 양을 소모하는 것으로 확인되면, 어플리케이션은 시리즈로 제공되는 콘텐츠를 사용자에게 추천할 콘텐츠로 식별할 수 있다.
다른 일례로, 어플리케이션은 콘텐츠 소모시 사용자의 행동 특성 즉, 사용자의 위치, 이동성 및 사용 시간에 기초하여 사용자에게 선호도가 높은 콘텐츠를 식별할 수 있다. 일례로, 사용자가 주로 데이터를 사용하는 시간이 셀룰러 네트워크(120)의 트래픽의 송수신이 활발한 피크 시간이라면 어플리케이션은 사용자의 데이터 사용 시간에 기초하여 보다 적극적으로 콘텐츠를 사용자에게 추천할 콘텐츠를 식별할 수 있다.
다음으로 디바이스적 특성은 사용자 단말(130)의 종류 및 성능에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일례로, 어플리케이션은 사용자 단말(130)의 저장용량, 배터리 상태, 데이터 전송률 및 화면의 해상도 등을 고려하여 사용자에게 추천할 콘텐츠를 식별할 수 있다.
다른 일례로, 어플리케이션은 사용자 단말(130)이 위치한 장소를 방문하는 사용자의 목적에 따라 사용자에게 제공 가능한 콘텐츠를 식별할 수 있다. 만약 사용자 단말(130)이 위치한 장소가 박물관, 미술관과 같이 사용자가 특정 전시물을 관람하는 목적의 장소인 경우, 어플리케이션은 특정 전시물과 관련된 콘텐츠를 우선적으로 식별할 수 있다.
어플리케이션은 이와 같이 식별된 콘텐츠들 중 사용자의 선호도가 가장 높을 것으로 예상되는 콘텐트들을 순서대로 사용자에게 추천할 수 있다. 콘텐츠에 대한 사용자의 선호도는 모든 디바이스에 대해서 평균적으로 사용하는 공통 선호도(Common Preference)와 개별 디바이스에 대한 개인 선호도(Personal Preference)가 존재할 수 있다. 이때, 공통 선호도는 고려하는 모든 디바이스에 대해서 측정하여 사용하고 개인 선호도는 사용자의 특성 정보를 추가적으로 이용하게 측정될 수 있다. 예를 들어 사용자가 지금까지 주로 액션과 SF를 많이 봤다면 어플리케이션은 액션과 SF에서 공통 선호도가 높은 콘텐츠를 사용자에게 추천할 수 있다.
공통 선호도는 시간이나 지역에 따라 다를 수 있으며 어떤 지역에 어떤 선호도를 가지는 디바이스가 많이 모이는가에 따라 업데이트될 수 있다. 따라서 특정 시간과 특정 지역의 공통 선호도는 일반적인 공통 선호도에서 시간과 지역의 특성을 보정하여 사용할 수 있다.
즉, 개인 선호도는 공통 선호도에 의해 영향을 받게 되며 특정 지역의 공통 선호도는 그 곳에 모이는 디바이스들의 개인 선호도에 의해 영향을 받을 수 있다.
이후 사용자 단말(130)의 어플리케이션은 추천된 콘텐츠들 중 사용자에 의해 선택된 콘텐츠를 셀룰러 네트워크(120)가 아닌 해당 선택된 콘텐츠를 저장하고 있는 캐싱 네트워크(140)의 헬퍼 디바이스로부터 D2D 통신을 통해 수신(⑤) 할 수 있다.
이와 같이 사용자 단말(130)은 사용자가 요청하는 콘텐츠를 셀룰러 네트워크(120)가 아닌 주변에 위치한 헬퍼 디바이스로부터 직접 수신함으로써 셀룰러 네트워크(120)의 과부하 문제를 해결할 수 있다. 이와 동시에 사용자 단말(130)은 고주파수 대역을 이용한 D2D 통신을 활용함으로써 헬퍼 디바이스로부터 고화질의 콘텐츠를 빠르고 저렴하게 제공받을 수 있다.
한편 캐싱 네트워크(140)를 통한 콘텐츠 캐싱 방법이 효율적으로 동작하기 위해서는 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스들이 어떤 종류의 콘텐츠를 저장해야 하는지가 중요할 수 있다. 즉, 헬퍼 디바이스들은 사용자가 요청할 가능성이 높은 콘텐츠를 저장하고 있어야 하는데, 캐싱 서버(150)는 다양한 상황에 따라 적절한 캐싱 정책(Caching Policy)을 이용함으로써 헬퍼 디바이스들에 저장되는 콘텐츠의 종류를 결정(⑥) 할 수 있다.
구체적으로 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)을 통해 수신된 사용자의 특성 정보에 기초하여 사용자 단말(130)의 주변에 위치한 헬퍼 디바이스들에 저장될 콘텐츠의 종류를 결정할 수 있다.
일례로, 사용자가 복수의 청크(Chunk)로 구분된 형태의 비디오 콘텐츠를 시청하고 있다고 가정하면, 어플리케이션은 사용자가 현재 시청하고 있는 비디오 콘텐츠의 정보 및 해당 비디오 콘텐츠에 대한 사용자의 시청 이력을 확인하여 캐싱 서버(150)로 전송할 수 있다.
이때, 캐싱 서버(150)는 현재 사용자가 시청하고 있는 비디오 콘텐츠의 정보와 시청 이력을 통해 사용자의 콘텐츠 이용 패턴을 결정할 수 있다. 만약 사용자의 콘텐츠 이용 패턴이 특정 비디오 콘텐츠를 한 번에 처음부터 끝까지 시청하는 것으로 판단되면, 캐싱 서버(150)는 현재 사용자가 시청하고 있는 비디오 콘텐츠의 청크에 대해 후속하는 모든 청크들이 헬퍼 디바이스에 저장될 수 있도록 결정할 수 있다.
이와는 달리 만약 사용자의 콘텐츠 이용 패턴이 특정 비디오 콘텐츠를 여러 번 나누어 시청하는 것으로 판단되면, 캐싱 서버(150)는 현재 사용자가 시청하고 있는 비디오 콘텐츠의 청크에 대해 후속하는 일부 청크들이 헬퍼 디바이스에 저장될 수 있도록 결정할 수 있다.
다른 일례로, 만약 기차역, 공항, 병원 등과 같이 해당 장소에 모이는 사용자들의 목적이 모두 다른 경우, 사용자는 어느 특별한 콘텐츠를 요구하는 것이 아닐 수 있다. 그러면 캐싱 서버(150)는 사용자의 특성 정보에 기초하여 다수의 사람들이 선호할 만한 콘텐츠를 분석하고, 분석된 콘텐츠가 헬퍼 디바이스들에 우선적으로 저장되도록 캐싱 정책을 설정할 수 있다.
이를 위해 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)의 어플리케이션을 통해 주기적 또는 비주기적으로 사용자의 특성에 관한 정보를 수신(⑧)하고, 수신된 사용자의 특성에 관한 정보를 통해 선호되는 콘텐츠를 분석할 수 있다.
한편 캐싱 서버(150)는 헬퍼 디바이스들이 배치된 장소의 특성에 기초하여 사용자 단말(130)의 주변에 위치한 헬퍼 디바이스들에 저장될 콘텐츠의 종류를 결정할 수 있다. 만약, 박물관, 미술관, 놀이 공원, 유적지, 관광지 등과 같이 특수한 목적에 따라 사용자들이 모이는 장소에 헬퍼 디바이스들이 배치되는 경우, 캐싱 서버(150)는 해당 장소와 관련된 콘텐츠가 헬퍼 디바이스들에 우선적으로 저장되도록 캐싱 정책을 설정할 수 있다.
예를 들어, 헬퍼 디바이스들이 배치된 장소가 박물관이나 미술관인 경우, 캐싱 서버(150)는 전시물과 관련된 콘텐츠를 우선하여 저장하도록 하는 캐싱 정책을 이용하여 헬퍼 디바이스들을 제어 할 수 있다. 그러면 헬퍼 디바이스들은 캐싱 서버(150)의 캐싱 정책에 따라 데이터 네트워크(110)를 통해 콘텐츠 제공자로부터 전시물과 관련된 콘텐츠를 우선적으로 수신(⑦)하여 저장할 수 있다.
이와 같이 캐싱 네트워크(140)의 헬퍼 디바이스들은 사용자의 특성 정보 및 헬퍼 디바이스들이 배치된 장소의 특성 정보에 기초하여 사용자가 요청할 가능성이 높은 콘텐츠를 우선적으로 저장할 수 있다. 이때, 캐싱 네트워크(140)의 헬퍼 디바이스들은 사용자들이 요청하는 콘텐츠가 중복될 경우 브로드캐스팅(Broadcasting)이나 멀티캐스팅(Multi-casting)을 통해 요청 받은 콘텐츠를 제공함으로써 요구되는 무선 자원을 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제1 방안을 도시한 도면이다.
캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스들은 사용자의 선호도가 높을 것으로 예상되는 콘텐츠를 저장하여 캐시의 효용도를 높일 수 있다. 이때, 헬퍼 디바이스들이 사용자가 원하는 콘텐츠를 원활히 공급하기 위해서는 충분한 양의 콘텐츠를 저장할 수 있도록 헬퍼 디바이스의 캐시에 대응하는 저장 용량이 커야 한다.
또한, 헬퍼 디바이스에 저장된 콘텐츠를 높은 전송속도로 사용자 단말(130)에 전달하기 위해서는 고주파수 대역을 사용해야 한다. 그러나 고주파수 대역을 사용하여 헬퍼 디바이스와 사용자 단말(130) 간 D2D 통신을 수행하는 경우, 헬퍼 디바이스의 통신 가능한 커버리지, 즉 통신 영역이 좁아지므로 캐싱 네트워크(140)를 통해 수행되는 콘텐츠 캐싱의 효용도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 캐싱 네트워크(140)를 통해 수행되는 콘텐츠 캐싱의 효용도를 높이기 위하여 다음의 방안들을 제안한다.
먼저 도 4를 참고하면, 본 발명은 공간적으로 떨어진 위치에 복수의 송수신기(Transceiver)가 설치된 헬퍼 디바이스(410)를 제공할 수 있다. 이와 같이 설치된 복수의 송수신기는 헬퍼 디바이스(410)와 유선 또는 무선으로 연결되어 헬퍼 디바이스(410)의 통신 영역이 확대될 수 있다.
일례로, 헬퍼 디바이스(410)가 단독으로 배치되었을 때 헬퍼 디바이스(410)의 통신 가능한 커버리지가 통신 영역(411)이라면 사용자 단말(130)은 헬퍼 디바이스(410)의 통신 영역(411) 밖에 위치하여 D2D 통신이 불가능할 수 있다. 그러나 헬퍼 디바이스(410)에 공간적으로 떨어진 복수의 송수신기가 설치된다면 헬퍼 디바이스(410)의 통신 가능한 커버리지가 통신 영역(412)으로 넓어질 수 있다. 이를 통해 사용자 단말(130)은 헬퍼 디바이스(410)와 D2D 통신이 가능하므로 콘텐츠 캐싱의 효용도가 높아질 수 있다.
한편, 헬퍼 디바이스(410)와 공간적으로 떨어져 설치된 복수의 송수신기는 다른 장소에 배치된 헬퍼 디바이스(430)의 송수신기와 연결되어 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 사용자 단말(130)은 헬퍼 디바이스(410)의 캐시(420) 뿐만 아니라 다른 헬퍼 디바이스(430)의 캐시(440)를 공유함으로써 캐싱 네트워크(140)를 통해 수행되는 콘텐츠 캐싱의 효용도를 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제2 방안을 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 본 발명은 서로 다른 복수의 통신 사업자를 위해 각 통신 사업자별 주파수 밴드를 지원 가능한 복수의 송수신기가 설치된 헬퍼 디바이스를 제공할 수 있다. 일례로, 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 하나의 헬퍼 디바이스는 제1 통신 사업자(Operator A)를 지원할 수 있는 송수신기 및 제1 통신 사업자 이외의 제2 통신 사업자(Operator B, Operator C)를 지원할 수 있는 송수신기가 설치될 수 있다.
이와 동시에 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 하나의 헬퍼 디바이스는 제1 통신 사업자 또는 제2 통신 사업자들이 이용하는 면허 대역 이외에 비면허 대역들을 사용하기 위한 복수의 무선랜 AP(Access Point)도 함께 설치될 수 있다.
이를 통해 본 발명의 헬퍼 디바이스는 서로 다른 복수의 통신 사업자들과 연결됨은 물론 비면허 대역을 추가적으로 이용하여 콘텐츠 캐싱을 수행함으로써 캐싱 네트워크(140)의 효용도를 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제3 방안을 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스들은 통신 가능한 커버리지를 확대시키기 위하여 D2D 통신 뿐만 아니라 주변에 위치한 셀룰러 네트워크(120)의 기지국(450)을 적극적으로 활용할 수 있다. 만약 셀룰러 네트워크(120)의 기지국(450)이 고주파수 대역을 사용하는 경우, 상기 기지국(450)의 무선 용량은 충분히 클 수 있지만, 불완전한 백홀을 사용하게 되면 백홀에 병목 현상이 발생할 수 있다. 이 경우, 기지국(450)의 통신 영역 내에 위치한 사용자 단말(130b)이 기지국(450)으로 콘텐츠를 요청하게 되면 백홀의 병목 현상으로 인하여 통신의 품질이 크게 저하될 수 있다.
이때, 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스는 기지국(450)의 일부 무선 자원을 이용하여 사용자 단말(130b)에 콘텐츠 캐싱을 수행함으로써 캐싱 네트워크(140)의 커버리지를 확대시켜 백홀의 병목 현상으로 인한 통신 품질의 저하를 방지할 수 있다. 구체적으로 헬퍼 디바이스는 사용자 단말(130b)이 요청하는 콘텐츠를 저장하고 있는 경우, 기지국(450)의 일부 무선 자원을 할당받아 상기 기지국(450)를 릴레이 노드로 이용하여 콘텐츠를 전달할 수 있다. 이를 통해 헬퍼 디바이스는 기지국(450)의 과부하 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 릴레이 노드를 통해 통신 가능한 커버리지를 확대시킴으로써 캐싱 네트워크(140)의 효용도를 높일 수 있다.
이를 위해, 본 발명은 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스들을 여러 셀의 경계에 배치하여 주변에 존재하는 기지국들을 릴레이 노드로 사용함으로써 헬퍼 디바이스의 통신 가능한 커버리지를 확대시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스의 효용도를 높이기 위한 제4 방안을 도시한 도면이다.
도 7을 참고하면, 본 발명은 캐싱 네트워크(140)를 통해 통신 사업자간 릴레이를 제공할 수 있다. 일례로, 제2 통신 사업자(Operator B)의 기지국(460)이 사용자 단말(130b)에 콘텐츠를 전송할 때 기지국(460)의 백홀이 병목이라고 가정하자. 만약 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스가 사용자 단말(130b)가 요청하는 콘텐츠를 저장하고 있다면, 도 6과 같이 헬퍼 디바이스는 제2 통신 사업자의 기지국(460)을 릴레이 노드로 이용함으로써 사용자 단말(130b)에 콘텐츠를 전송할 수 있다.
그러나 만약 캐싱 네트워크(140)를 구성하는 헬퍼 디바이스가 사용자 단말(130b)이 요청하는 콘텐츠를 가지고 있지 않고 제1 통신 사업자의 다른 기지국, 혹은 제1 통신 사업자와는 다른 제2 통신 사업자(Operator A)의 기지국(470)에 있다면 헬퍼 디바이스는 제2 통신 사업자의 기지국(470)으로부터 콘텐츠를 수신하고, 수신된 콘텐츠를 제1 통신 사업자의 기지국(460)을 통해 사용자 단말(130b)로 전송할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 적은 수의 헬퍼 디바이스를 통해 캐싱 네트워크(140)를 형성하더라도 도 4 내지 도 7의 방법을 통해 많은 오프로딩(off-loading)이 발생하도록 함으로써 캐싱 네트워크(140)를 통해 수행되는 콘텐츠 캐싱의 효용도를 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스를 이용한 프리패칭의 제1 방법을 도시한 도면이다.
본 발명은 스트리밍 서비스의 폭증으로 인한 이동통신 시스템 및 무선통신 시스템의 과부하 문제를 해결하기 위하여 헬퍼 디바이스를 이용하는 방법을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)에 설치된 어플리케이션을 통해 수신된 사용자의 특성 정보 및 사용자 단말(130)이 위치한 장소의 특성 정보에 기초하여 사용자가 요청할 가능성이 높은 콘텐츠를 예측할 수 있다. 이후 캐싱 서버(150)는 예측된 콘텐츠를 사용자 단말(130)의 주변에 위치한 헬퍼 디바이스이 미리 저장하도록 제어함으로써 트래픽의 송수신이 활발한 피크 시간에서 셀룰러 네트워크(120)의 기지국 부담을 줄여줄 수 있다. 이때, 본 발명은 사용자가 요청할 가능성이 높은 것으로 예측된 콘텐츠를 헬퍼 디바이스가 미리 저장하도록 제어하는 것을 프리패칭(Pre-fetching)이라고 정의한다.
특히 도 8 내지 도 10의 실시예에서는 버스나 택시 등과 같이 공공 차량 형태의 이동형 헬퍼 디바이스(143)를 이용한 콘텐츠 캐싱 방법을 제공한다. 이동형 헬퍼 디바이스(143)는 사용자 단말(130)에 비해 전력 소모에 대한 제약이 적고, 비교적 큰 캐시를 설치할 수 있다. 일반적으로 이동형 헬퍼 디바이스(143)의 캐시를 통한 콘텐츠 캐싱이 의미를 가지는 혼잡 지역의 피크 타임에서는 차량의 이동 속도가 매우 낮을 수 있다. 또한, 이동형 헬퍼 디바이스(143)가 버스, 택시 등의 공공 차량의 경우 노선이 정해져 있으므로 이동형 헬퍼 디바이스(143)의 이동 경로를 사전에 예측할 수 있다.
이때, 사용자가 특정 콘텐츠의 제1 청크를 사용하고 있는 상황에서 사용자 단말(130)이 제1 청크에 후속하는 제2 청크를 요청할 때까지 어느 정도의 장소의 변화가 있을 수 있다. 따라서, 캐싱 서버(150)는 이러한 사용자 단말의 공간적 특성과 사전에 예측된 이동형 헬퍼 디바이스(143)의 이동 경로를 이용함으로써 콘텐츠 캐싱의 효용도를 높일 수 있다
먼저 도 8을 참고하면, 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)에 설치된 어플리케이션을 통해 수신된 사용자의 특성 정보 및 사용자 단말(130)이 위치한 장소의 특성 정보에 기초하여 사용자가 요청할 가능성이 높은 콘텐츠를 예측할 수 있다.
이때, 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)의 위치 정보에 따른 이동 경로 및 헬퍼 디바이스들의 이동 속성에 따라 상기 예측된 콘텐츠들이 분리되어 저장되도록 제어할 수 있다. 구체적으로 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)의 위치 정보에 따른 이동 경로 상에 고정형 헬퍼 디바이스 또는 유목형 헬퍼 디바이스가 존재하는 경우, 고정형 헬퍼 디바이스 또는 유목형 헬퍼 디바이스에 우선적으로 상기 예측된 콘텐츠들이 저장되도록 제어할 수 있다. 다시 말하자면, 사용자 단말(130)이 상기 예측된 콘텐츠가 필요한 시점에서 주변에서 고정형 헬퍼 디바이스 또는 유목형 헬퍼 디바이스가 존재한다면 캐싱 서버(150)는 이동형 헬퍼 디바이스(143)에 대한 추가적인 이동 경로의 계산이 필요하지 않으므로 콘텐츠 캐싱의 복잡도를 낮출 수 있다.
그러나 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)의 위치 정보에 따른 이동 경로 상에 고정형 헬퍼 디바이스 또는 유목형 헬퍼 디바이스가 존재하지 않는 경우, 사용자 단말(130)의 위치와 중첩되는 이동 경로를 가진 이동형 헬퍼 디바이스(143)에 상기 예측된 콘텐츠들이 저장되도록 제어할 수 있다.
이와 같은 경우, 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)과 이동형 헬퍼 디바이스(143)의 접촉 시점을 고려하여 상기 예측된 콘텐츠들이 이동형 헬퍼 디바이스(143)에 저장되도록 제어할 수 있다. 일례로, 사용자 단말(130)이 상기 예측된 콘텐츠를 요청하는 시간을 정확하게 알 수 없다면, 캐싱 서버(150)는 접촉 시점 즉, 이동형 헬퍼 디바이스(143)가 사용자 단말(130)에 근접하는 도착 시간이 차이가 나는 복수의 이동형 헬퍼 디바이스(143)에 상기 예측된 콘텐츠를 프리패칭할 수 있다.
또는 캐싱 서버(150)는 이동형 헬퍼 디바이스(143)가 상기 예측된 콘텐츠를 프리패칭하고, 사용자 단말(130)의 근처로 이동한 후 주변의 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)에게 재차 프리패칭함으로써 향후 사용자 단말(130)이 상기 예측된 콘텐츠를 요청할 때 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)로부터 상기 예측된 콘텐츠를 전송받도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스를 이용한 프리패칭의 제2 방법을 도시한 도면이다.
도 9를 참고하면, 캐싱 서버(150)는 차량(143-1)에 탑승한 사용자 단말(130)의 이동 패턴을 예측하여 프리패칭하는 방법을 보여준다. 즉, 캐싱 서버(150)는 사용자 단말(130)이 탑승한 차량(143-1)의 이동 패턴을 분석하고, 해당 차량(143-1)의 이동 경로와 중첩되는 이동형 헬퍼 디바이스(143)가 사용자 단말(130)이 요청할 것으로 예측된 콘텐츠를 프리패칭할 수 있도록 제어할 수 있다.
따라서, 이동형 헬퍼 디바이스(143)는 캐싱 서버(150)의 제어에 따라 기지국(510) 또는 고정형 헬퍼 디바이스(141)로부터 상기 예측된 콘텐츠를 프리패칭하고, 이후 사용자 단말(130)이 탑승한 차량(143-1)이 근접하면, D2D 통신을 통해 차량(143-1)에 탑승한 사용자 단말(130)로 해당 예측된 콘텐츠를 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 헬퍼 디바이스를 이용한 프리패칭의 제3 방법을 도시한 도면이다.
도 10을 참고하면, 이동형 헬퍼 디바이스(143)와 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)를 함께 활용한 프리패칭 방법을 보여준다. 만약 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)가 데이터 공급이 원활한 지역에 있다면, 캐싱 서버(150)는 이동형 헬퍼 디바이스(143)에 탑승한 사용자 단말(130c)이 요청하는 콘텐츠를 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)에 프리패칭하도록 제어할 수 있다. 그러면 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)는 사용자 단말(130c)이 올 때까지 기다렸다가 사용자 단말(130c)에 근접하면 저장하고 있던 콘텐츠를 D2D 통신을 통해 공급할 수 있다.
마찬가지로 이동형 헬퍼 디바이스(143)는 사용자 단말(130d)가 요청하는 콘텐츠를 프리패칭하기 위해서 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)의 도움을 받을 수 있다. 먼저 캐싱 서버(150)는 이동형 헬퍼 디바이스(143)의 이동 패턴을 고여하여 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)가 콘텐츠를 프리패칭하도록 제어할 수 있다. 그리고 이동형 헬퍼 디바이스(143)는 고정형 헬퍼 디바이스(141) 또는 유목형 헬퍼 디바이스(142)에 근접했을 때 D2D 통신을 통해 콘텐츠를 공급 받을 수 있다. 이후 이동형 헬퍼 디바이스(143)는 해당 콘텐츠를 요청한 사용자 단말(130d)의 근처로 이동하게 되면 D2D 통신을 통해 사용자 단말(130d)로 해당 콘텐츠를 공급할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 가까운 미래에 콘텐츠를 요청할 것으로 예상되는 사용자 단말(130)의 근처에 있는 헬퍼 디바이스로 미리 콘텐츠를 프리패칭함으로써 실제로 사용자 단말(130)이 콘텐츠를 요청할 때 셀룰러 네트워크(120)가 아닌 캐싱 네트워크(140)의 헬퍼 디바이스를 통해 공급함으로써 콘텐츠 캐싱 시스템(100)은 셀룰러 네트워크(120)에 포함된 기지국의 부하를 줄일 수 있다.
특히 고정형 헬퍼 디바이스(141)는 일반적인 스마트폰보다 더 많은 수의 안테나를 사용할 수 있으며 이동성이 없으므로 방향성 안테나를 사용하거나 빔포밍을 사용함으로써 무선 자원을 보다 효과적으로 사용할 수 있다. 이를 위해 캐싱 사업자는 캐싱 네트워크(140)를 통해 수행되는 콘텐츠 캐싱의 효용도를 높이기 위하여 버스 정류장이나 교차로 등과 같이 이동형 헬퍼 디바이스(143)의 이동성이 적어서 다량의 데이터를 공급 받지 쉬운 위치에 고정형 헬퍼 디바이스(141)를 설치할 수 있다.
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.
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.
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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100 : 캐싱 시스템
110 : 데이터 네트워크
120 : 셀룰러 네트워크
130 : 사용자 단말
140 : 캐싱 네트워크
150 : 캐싱 서버

Claims (14)

  1. 공간적으로 떨어진 위치에 복수의 송수신기가 설치된 헬퍼 디바이스가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법에 있어서,
    캐싱 서버로부터 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 대응하는 콘텐츠들을 식별하는 단계;
    상기 식별된 콘텐츠들을 데이터 네트워크를 통해 수신하여 캐시에 저장하는 단계; 및
    상기 캐시에 저장된 콘텐츠들 중 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 전송하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 외에 위치하지만 상기 복수의 송수신기의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 복수의 송수신기를 통해 전송하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 사용자 단말이 다른 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 다른 헬퍼 디바이스에 설치된 송수신기와의 연결을 통해 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    서로 다른 통신 사업자를 지원 가능한 복수의 송수신기를 통해 상기 헬퍼 디바이스의 주변에 위치한 상기 서로 다른 통신 사업자의 기지국을 릴레이 노드로 이용함으로써 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  6. 캐싱 서버가 수행하는 콘텐츠 캐싱 방법에 있어서,
    사용자 단말로부터 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 관한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 대응하는 콘텐츠를 상기 사용자 단말의 주변에 위치한 헬퍼 디바이스들이 저장하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 대응하는 콘텐츠가 복수인 경우, 상기 사용자 단말의 위치 정보에 따른 이동 경로에 기초하여 복수의 콘텐츠들을 상기 이동 경로 상의 헬퍼 디바이스들이 분리하여 저장하도록 제어하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 사용자 단말의 주변에 위치한 복수의 헬퍼 디바이스들에 사용자에 의해 선택된 콘텐츠가 중복되어 저장된 경우, 상기 사용자 단말과 헬퍼 디바이스 간 신호 세기에 기초하여 상기 복수의 헬퍼 디바이스들 중 어느 하나의 헬퍼 디바이스를 선택하여 상기 사용자에 의해 선택된 콘텐츠를 수신하는 콘텐츠 캐싱 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  10. 공간적으로 떨어진 위치에 복수의 송수신기가 설치된 헬퍼 디바이스가 수행하는 콘텐츠 캐싱 시스템에 있어서,
    상기 헬퍼 디바이스는, 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    캐싱 서버로부터 사용자의 특성 정보 및 상기 사용자 단말이 위치한 장소의 특성 정보에 대응하는 콘텐츠들을 식별하고,
    상기 식별된 콘텐츠들을 데이터 네트워크를 통해 수신하여 캐시에 저장하며,
    상기 캐시에 저장된 콘텐츠들 중 사용자 단말로부터 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 단말 간 직접 통신(Device-to-Device, D2D)을 통해 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 단말이 헬퍼 디바이스의 통신 영역 외에 위치하지만 상기 복수의 송수신기의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 복수의 송수신기를 통해 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 단말이 다른 헬퍼 디바이스의 통신 영역 내에 위치하는 경우, 상기 다른 헬퍼 디바이스에 설치된 송수신기와의 연결을 통해 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    서로 다른 통신 사업자를 지원 가능한 복수의 송수신기를 통해 상기 헬퍼 디바이스의 주변에 위치한 상기 서로 다른 통신 사업자의 기지국을 릴레이 노드로 이용함으로써 상기 요청 받은 콘텐츠를 상기 사용자 단말로 전송하는 콘텐츠 캐싱 시스템.
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