KR20220008682A - 마이크로 네트워크 기능 배치 방법 및 전자 장치 - Google Patents

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김준우
백상헌
이재욱
김태윤
전유빈
정정수
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삼성전자주식회사
고려대학교 산학협력단
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Abstract

전자 장치가 마이크로 네트워크 기능(Micro Network Function)을 배치하는 방법은 서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 결정하는 단계, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud)를 포함하는 적어도 하나의 셀(Cell)의 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)의 이력(history)에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 단계 및 상기 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

마이크로 네트워크 기능 배치 방법 및 전자 장치{A method and electric device for the placement of micro network function}
본 개시는 마이크로 네트워크 기능을 배치하기 위한 방법 및 전자 장치에 관한 것이다.
Evolved Packet Core (EPC)의 Network Function (NF)는 전용 서버 기반의 엔티티(Entity)들로 구성될 수 있다. 그러나 5G Core (5GC)를 구성하는 NF들은 가상화를 통해 범용 서버에 가상 머신의 형태로 존재 가능하다. 향후 모바일 코어 네트워크의 NF들은 더 나아가 개별 서비스에 최적으로 맞춤화된 마이크로 네트워크 기능(Micro network function)으로 정의될 수 있을 것이다. 또한, 모바일 코어 네트워크는 개별 서비스의 요구사항을 만족시킬 수 있도록 마이크로 네트워크 기능들을 셀 엣지 클라우드에 포함된 셀에 배치하여 경량화된 코어 망을 구성할 것으로 예상된다.
산업계, 표준단체 및 학계에서는 맞춤화된(Customized) 마이크로 네트워크 기능을 통해 경량화 된 코어망에 대한 개념이 논의되고 있다. 산업계는 마이크로 서비스 기반의 마이크로 네트워크 기능을 정의하고, 마이크로 네트워크 기능이 서로 다른 Private/Public cloud에 배치되어 모바일 코어 네트워크를 구성하는 시나리오가 제안되고 있으며, Non-Public Network (NPN) 이란 이름으로 필요한 NF만을 Private cloud에 배치하여 사업자 전용망을 제공하는 서비스 모델을 논의 중이다. 또한, 마이크로 네트워크 기능과 같은 맞춤화된 NF들을 정의하고 이들을 Heterogeneous cloud에 배치하여 모바일 코어 네트워크의 역할을 제공하는 연구들이 이루어지고 있다.
맞춤화된(Customized) 마이크로 네트워크 기능을 통해 경량화 된 코어망을 구현하기 위해서, 모바일 네트워크에 실제로 적용하기 위해서는 마이크로 네트워크 기능을 모바일 네트워크의 환경에 적절한 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud)에 배치하는 방법이 필요하다.
본 개시는 마이크로 네트워크 기능을 배치하기 위한 방법 및 전자 장치를 제공한다.
본 개시의 일 측면은 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능(Micro Network Function)을 배치하는 방법에 있어서, 서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 결정하는 단계; 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud)를 포함하는 적어도 하나의 셀(Cell)의 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)의 이력(history)에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 단계; 및 상기 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계;를 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능은, 특정 서비스에 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Specific Network Function, S-NF) 또는 서비스에 공통으로 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Common Network Function, C-NF) 중 적어도 하나인 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 단계는, 배치 시간 간격(Placement time interval)에 따른 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력에 기초하여, 학습된 컨트롤 시그널링 오버헤드 예측 모델을 통해 예측하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는, 상기 적어도 하나의 셀의 가용 자원(Available Resource) 조건 또는 지연 시간(Latency) 조건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는, 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용(cost)에 기초하여 배치하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용은, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 설치하기 위한 설치 비용 또는 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 동작(operation)시키기 위한 동작 비용 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는, 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치될 셀 엣지 클라우드를 적어도 하나 선택하는 단계; 상기 선택된 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계;를 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 셀 엣지 클라우드는, 적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이(IoT Gateway)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는, 상기 적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는, 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 5G 핵심망(5th Generation Core Network, 5GC)에 컨트롤 시그널링 분석 정보(Control signaling Data Analytics)를 요청하는 단계; 및 상기 5G 핵심망으로부터 상기 컨트롤 시그널링 분석 정보를 수신하는 단계;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 단계는, 상기 수신된 컨트롤 시그널링 분석 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것을 포함하고, 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는, 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 상기 5G 핵심망에 전송하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 다른 측면은 메모리; 통신부; 및 서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능(Micro Netwrok Function)을 결정하고, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud)를 포함하는 적어도 하나의 셀(Cell)의 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)의 이력(history)에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하고, 상기 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 적어도 하나의 프로세서;를 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능은, 특정 서비스에 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Specific Network Function, S-NF) 또는 서비스에 공통으로 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Common Network Function, C-NF) 중 적어도 하나인 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것은, 배치 시간 간격(Placement time interval)에 따른 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력에 기초하여, 학습된 컨트롤 시그널링 오버헤드 예측 모델을 통해 예측하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은, 상기 적어도 하나의 셀의 가용 자원(Available Resource) 조건 또는 지연 시간(Latency) 조건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은, 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용(cost)에 기초하여 배치하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용은, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 설치하기 위한 설치 비용 또는 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 동작(operation)시키기 위한 동작 비용 중 적어도 하나를 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은, 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치될 셀 엣지 클라우드를 적어도 하나 선택하고, 상기 선택된 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 셀 엣지 클라우드는, 적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이(IoT Gateway)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은, 상기 적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는, 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에서 상기 적어도 하나의 프로세서는, 5G 핵심망(5th Generation Core Network, 5GC)에 컨트롤 시그널링 분석 정보(Control signaling Data Analytics)를 요청하고, 상기 5G 핵심망으로부터 상기 컨트롤 시그널링 분석 정보를 수신하는 것을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것은, 상기 수신된 컨트롤 시그널링 분석 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것을 포함하고, 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은, 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 상기 5G 핵심망에 전송하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 또 다른 측면은 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라 마이크로 네트워크 기능을 통한 서비스 제공의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 본 개시의 일 실시예에 따라 마이크로 네트워크 기능을 통한 서비스 제공의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 발생하는 컨트롤 시그널링 오버헤드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 배치 시스템의 전체 아키텍처를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 IoT Gateway를 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 5GC와 연동하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 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.
본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 명세서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라 마이크로 네트워크 기능을 통한 서비스 제공의 예를 설명하기 위한 도면이다.
마이크로 네트워크 기능(Micro Network Function)은 개별 서비스에 맞춤화된 코어(Core)의 기능들을 의미한다. 마이크로 네트워크 기능은 특정 서비스 제공에 사용되는 S-NF(Specific Network Function) 또는 서비스에 공통으로 사용되는 C-NF(Common Network Function)을 포함한다.
일 실시예에서, S-NF는 IoT(Internet of Things) 디바이스의 특성을 반영한 전력 제어 마이크로 네트워크 기능(Power control micro Network Function), 작업 시간 관리 마이크로 네트워크 기능(Session management micro Network Function), 버퍼 관리 마이크로 네트워크 기능(Buffer management micro Network Function) 또는 QoS 관리 마이크로 네트워크 기능(Quality of Service management micro Network Function) 을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, C-NF는 네트워크 접근 제어 마이크로 네트워크 기능(Network access control micro Network Function), 네트워크 등록 마이크로 네트워크 기능(Network registration micro Network Function), 연결 관리 마이크로 네트워크 기능(Connection management micro Network Function), Non-3GPP 접근 제어 마이크로 네트워크 기능(Non-3GPP access control micro Network Function), 인증 및 권한 마이크로 네트워크 기능(Authentication and authorization micro Network Function), 요금 관리 마이크로 네트워크 기능(Charging management micro Network Function)을 포함할 수 있다.
코어 서비스(Core Service)는 마이크로 네트워크 기능들의 조합에 의해 수행된다. 예를 들어, UE(User Equipment, 110)가 요청한 Service A(100)는 S1(Specific NF 1, 120), S2(130), C1(Common NF 1, 140) 및 S3(150)의 조합에 의해 수행될 수 있다.
도 2은 본 개시의 일 실시예에 따라 마이크로 네트워크 기능을 통한 서비스 제공의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, UE(User Equipment, 210)가 요청한 Service A(200)는 S1(Specific NF 1, 220), S2(230), C1(Common NF 1, 240) 및 S3(250)의 조합에 의해 수행될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 마이크로 네트워크 기능은 다음 마이크로 네트워크 기능에 컨트롤 시그널링(Control Signaling)을 전송하기 전 UE(210)에서의 컨트롤 시그널링이 요구될 수 있다. 예를 들어, S2(230)는 C1(240)에 컨트롤 시그널링을 전송하기 전에 UE(210)와의 컨트롤 시그널링이 요구된다.
이때, 컨트롤 시그널링은 백홀(Backhaul)의 컨트롤 시그널링을 의미한다. 따라서 마이크로 네트워크 기능이 설치된 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud) 및 UE(210)의 위치에 따라 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)가 결정될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 발생하는 컨트롤 시그널링 오버헤드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, UE(User Equipment, 302)가 요청한 Service A(301)는 S1(Specific NF 1, 303), S2(304), C1(Common NF 1, 305) 및 S3(306)의 조합에 의해 수행될 수 있다. S2(304)는 C1(305)에 컨트롤 시그널링을 전송하기 전에 UE(302)와의 컨트롤 시그널링이 요구된다.
컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)는 마이크로 네트워크 기능이 설치된 셀 엣지 클라우드(370, 375, 380, 385, 390) 및 UE(302)의 위치에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 셀 엣지 클라우드(375)에 UE(302), S1(303), S2(304), C1(305) 및 S3(306)가 위치한 경우, 컨트롤 시그널링이 없으므로 컨트롤 시그널링 오버헤드는 0(Zero)이다.
다른 예로, S1(303) 및 S2(304)가 셀 엣지 클라우드(370)에 위치하고 UE(302), C1(305) 및 S3(306)가 셀 엣지 클라우드(375)에 위치한 경우, 컨트롤 시그널링(300, 320, 330, 340)이 발생하므로 컨트롤 시그널링 오버헤드는 4이다.
또 다른 예를 들어, UE(302), S1(303) 및 S2(304)가 셀 엣지 클라우드(370)에 위치하고 C1(305) 및 S3(306)가 셀 엣지 클라우드(375)에 위치한 경우, 컨트롤 시그널링(340, 360)이 발생하므로 컨트롤 시그널링 오버헤드는 2이다.
또 다른 예를 들어, UE(302)는 셀 엣지 클라우드(370)에 위치하고 S1(303)은 셀 엣지 클라우드(375)에 위치하고 S2(304)는 셀 엣지 클라우드(380)에 위치하고 C1(305)는 셀 엣지 클라우드(390)에 위치하고 S3(306)은 셀 엣지 클라우드(385)에 위치한 경우, 컨트롤 시그널링(300, 310, 320, 330, 340, 350, 360)이 발생하므로 컨트롤 시그널링 오버헤드는 7이다.
이와 같이, 컨트롤 시그널링 오버헤드는 마이크로 네트워크 기능이 설치된 셀 엣지 클라우드(370, 375, 380, 385, 390) 및 UE(302)의 위치에 따라 결정된다. 따라서, 마이크로 네트워크 기능은 컨트롤 시그널링 오버헤드가 최적화되는 셀 엣지 클라우드에 배치되어야 한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 배치 시스템의 전체 아키텍처를 설명하기 위한 도면이다.
적어도 하나의 셀(400)은 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud, 410)를 포함 할 수 있다. 적어도 하나의 셀(410)의 컨트롤 시그널링 오버헤드(420)는 컨트롤 시그널링에 따라 서로 다를 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 셀 엣지 클라우드(410)는 협력 IoT Gateway(Cooperative Internet of Things Gateway)를 포함한다. 협력 IoT Gateway는 도 6을 통해 구체적으로 설명한다.
전자 장치(430)는 코어 서비스의 제공에 필요한 마이크로 네트워크 기능들의 조합 정보(440)를 저장할 수 있다. 예를 들어, 조합 정보(440)는 UE(User Equipment)가 요청한 Service A가 S1(Specific NF 1), S2, S3, C1(Common NF 1) 및 C2의 조합에 의해 수행된다는 정보일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 조합 정보(440)는 UE(User Equipment)가 요청한 Service B가 S1(Specific NF 1), S2, C1(Common NF 1) 및 C2의 조합에 의해 수행된다는 정보일 수 있다.
또한 전자 장치(430)는 셀(400)에 포함된 셀 엣지 클라우드(410)에 마이크로 네트워크 기능을 배치(450)할 수 있다. 전자 장치(430)가 셀 엣지 클라우드(410)에 네트워크 기능을 배치(450)하는 동작은 도 5 및 도 7을 통해 구체적으로 설명한다.
본 개시의 일 실시예에서, 전자 장치(430)는 이벤트의 발생에 따라, 예를 들어 외부 엔티티(Entity)의 요청이 있는 경우 마이크로 네트워크 기능을 셀 엣지 클라우드(410)에 배치할 수 있다.
본 개시의 다른 일 실시예에서, 전자 장치(430)는 일정 주기마다 마이크로 네트워크 기능을 셀 엣지 클라우드(410)에 배치 또는 재배치할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
마이크로 네트워크 기능은 특정 서비스 제공에 사용되는 S-NF(Specific Network Function) 또는 서비스에 공통으로 사용되는 C-NF(Common Network Function)을 포함한다. 코어 서비스(Core Service)는 마이크로 네트워크 기능들의 조합에 의해 수행된다. 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)는 마이크로 네트워크 기능이 설치된 셀 엣지 클라우드 및 UE의 위치에 따라 결정될 수 있다.
500단계에서, 전자 장치는 서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 결정할 수 있다. 예를 들어, UE(User Equipment)가 요청한 Service A는 S1(Specific NF 1), S2, S3, C1(Common NF 1) 및 C2의 조합이 사용되는 것으로 결정될 수 있다.
510 단계에서, 전자 장치는 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드를 포함하는 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력(history)에 기초하여, 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력은 설정된 배치 시간 간격(Placement time interval)마다 적어도 하나의 셀에서 발생한 컨트롤 시그널링 오버헤드일 수 있다.
본 개시의 다른 일 실시예에서, 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력은 이벤트의 발생에 따라, 예를 들어 외부 엔티티(Entity)의 요청마다 적어도 하나의 셀에서 발생한 컨트롤 시그널링 오버헤드일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 동작은 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력에 기초하여 학습된 컨트롤 시그널링 오버헤드 예측 모델을 통해 이루어질 수 있다. 이력에 기초하여 학습하고 학습된 예측 모델을 적용하는 동작은 공지된 딥 러닝(Deep Learning) 기술을 통해 구현할 수 있다.
520 단계에서, 전자 장치는 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작은 적어도 하나의 셀의 가용 자원(Available Resource) 조건 또는 지연 시간(Latency) 조건 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 셀의 가용 자원이 0(Zero)인 경우, 마이크로 네트워크 기능은 해당 셀 엣지 클라우드에 배치되지 않을 수 있다. 또 다른 예를 들어, 최소의 지연 시간이 필요한 서비스의 경우 마이크로 네트워크 기능은 모든 셀로부터 목적지 목적 네트워크까지 가기 위한 바로 다음의 라우터(router)가 일정 범위안, 즉 일정 홉(hop)안에 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작은 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용(cost)에 기초하여 수행될 수 있다. 구체적 동작 과정은 도 7을 통해 설명한다.
본 개시의 일 실시예에서, 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용은 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 설치하기 위한 설치 비용 또는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 동작(operation)시키기 위한 동작 비용을 포함한다.
일반적으로, 마이크로 네트워크 기능의 동작 비용은 마이크로 네트워크 기능을 설치 비용에 비해 상대적으로 저렴할 수 있다. 설치 비용, 즉 기존의 셀 엣지 클라우드와 다른 셀 엣지 클라우드에 마이크로 네트워크 기능을 설치하는 비용은 예측된 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여 마이크로 네트워크 기능을 배치함으로써 최소화될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 IoT Gateway를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, IoT 디바이스들이(680, 685, 690) 요청한 Service A(600)는 인증 및 권한 마이크로 네트워크 기능(Authentication and authorization micro Network Function, 620), 작업 시간 관리 마이크로 네트워크 기능(Session management micro Network Function, 610) 및 전력 제어 마이크로 네트워크 기능(Power control micro Network Function, 630)의 조합에 의해 수행될 수 있다.
5G 시스템은 다수의 Machine Type Communication (MTC) 단말을 지원하는 massive MTC (mMTC) 시나리오를 하나의 버티컬 서비스로 설정할 수 있다. 5G 핵심망(5th Generation Core Network, 5GC)은 mMTC를 위해 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)에 기반한 별도의 가상 랜을 (Virtual LAN) 지원할 뿐, IoT 디바이스의 특성이 고려된 5GC의 기능은 부족한 상태이다. 또한 IoT 디바이스와 물리적으로 근접한 센트럴 유닛(Central Unit, CU) 및 엣지 클라우드(Edge Cloud)는 컴퓨팅 리소스(Computing Resource)가 제한적인 문제가 있다.
따라서, IoT 시나리오에 맞춤화된 마이크로 네트워크 기능들이(610, 620, 630) 서로 다른 IoT gateway(650, 660, 670)에 분산 배치되고, 배치된 마이크로 네트워크 기능들의 연계를 통해 다수의 IoT 디바이스들(680, 685, 690)에게 서비스를 제공하는 Cooperative IoT gateway(640)가 필요하다.
Cooperative IoT gateway(640)는 서로 다른 IoT gateway(650, 660, 670)를 포함한다. 이 경우 작업 시간 관리 마이크로 네트워크 기능(610)은 IoT gateway 1(650)에 배치되고 인증 및 권한 마이크로 네트워크 기능(620)은 IoT gateway 2(660)에 배치되고 전력 제어 마이크로 네트워크 기능(630)은 IoT gateway 3(670)에 배치될 수 있다.
IoT gateway 1(650)은 물리적으로 근접한 IoT 디바이스들(680)에게 Service A(600)를 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, IoT gateway 1(650)은 IoT gateway 2(660) 및 IoT gateway 3(670)와 연결될 수 있다. 따라서 IoT gateway 1(650)은 작업 시간 관리 마이크로 네트워크 기능(610)뿐만 아니라, 인증 및 권한 마이크로 네트워크 기능(620) 및 전력 제어 마이크로 네트워크 기능(630)을 IoT 디바이스들(680)에게 제공할 수 있다.
마찬가지로, IoT gateway 2(660) 및 IoT gateway 3(670)는 물리적으로 근접한 IoT 디바이스들(685, 690)에게 Service A(600)를 제공할 수 있다.
IoT gateway(예를 들어, 650)는 배치된 마이크로 네트워크 기능뿐만 아니라, 주변의 IoT gateway(예를 들어 660 또는 670)에 배치된 마이크로 네트워크 기능을 IoT 디바이스들(680)에게 제공할 수 있으므로, 마이크로 네트워크 기능을 IoT gateway(650, 660, 670)에 매번 다시 배치할 필요가 없다. 따라서 자원(Resource)은 전체 네트워크의 관점에서 볼 때 효율적으로 활용될 수 있다.
도 7는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
마이크로 네트워크 기능은 특정 서비스 제공에 사용되는 S-NF(Specific Network Function) 또는 서비스에 공통으로 사용되는 C-NF(Common Network Function)을 포함한다. 코어 서비스(Core Service)는 마이크로 네트워크 기능들의 조합에 의해 수행된다. 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)는 마이크로 네트워크 기능이 설치된 셀 엣지 클라우드 및 UE의 위치에 따라 결정될 수 있다.
700 단계에서, 전자 장치는 서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 결정할 수 있다. 예를 들어, UE(User Equipment)가 요청한 Service A는 S1(Specific NF 1), S2, S3, C1(Common NF 1) 및 C2의 조합이 사용되는 것으로 결정될 수 있다.
710 단계에서, 전자 장치는 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드를 포함하는 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력(history)에 기초하여, 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측할 수 있다.
720 단계에서, 전자 장치는 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치될 셀 엣지 클라우드를 적어도 하나 선택할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 셀 엣지 클라우드를 적어도 하나 선택하는 동작은 심층 강화 학습(Deep Reinforcement Learning, DRL)에 기반 모델에 의해 수행될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
Figure pat00002
은 현재 시점을 기준으로 N번 셀 엣지 클라우드에 설치 가능한 마이크로 네트워크 기능의 개수를 의미한다.
심층 강화 학습에서의 행동(Action)은 아래와 같은 수학식으로 표현된다.
[수학식 2]
Figure pat00003
Figure pat00004
은 N번 셀 엣지 클라우드의 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치되는 것을 의미한다. 예를 들어, 셀 엣지 클라우드가 3개 이고,
Figure pat00005
인 경우, 1번 및 3번 셀 엣지 클라우드의 마이크로 네트워크 기능의 배치는 현재와 다르게 배치되는 것을 의미한다. 반면, 2번 셀 엣지 클라우드의 마이크로 네트워크 기능의 배치는 현재와 동일하게 유지된다.
행동은 입실론-그리디(E-greedy) 방식으로 선택되고, 보상(Reward)은 아래와 같은 수학식으로 표현된다.
[수학식 3]
Figure pat00006
F는 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 의미하고, C는 마이크로 네트워크 기능 배치 비용을 의미한다.
앞서 설명한 바와 같이, 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용은 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 설치하는 비용 또는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 작동(operation)하는 비용을 포함한다.
Q-value는 공지된 기술인 Deep Q-Network(DQN)을 통해 업데이트된다. 따라서, 입실론-그리디(E-greedy) 방식은 점차 학습을 통해 현재의 상태, 예측된 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드 및 마이크로 네트워크 기능 배치 비용에 기초한 최적의 행동, 즉 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치되는 셀 엣지 클라우드를 선택할 수 있다.
이와 같이, 행동은 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치되는 셀 엣지 클라우드를 선택하는 것을 의미한다. 즉, 행동은 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치되는 셀 엣지 클라우드를 선택하고 선택된 셀 엣지 클라우드에 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 의미하지 않는다.
따라서, 행동 공간(Action Space)은 감소하고 학습 과정에서의 느린 수렴(Slow Convergence) 문제를 해결할 수 있다.
730 단계에서, 전자 장치는 선택된 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 마이크로 네트워크 기능을 배치할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작은 적어도 하나의 셀의 가용 자원(Available Resource) 조건 또는 지연 시간(Latency) 조건 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다.
본 개시의 다른 일 실시예에서, 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작은 아래와 같은 수학식을 통해 수행될 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00007
F는 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 의미하고, C는 마이크로 네트워크 기능 배치 비용을 의미한다.
마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작은 목적함수(Object Function)가 최소 값을 가지도록 수행될 수 있다. 또한, 목적함수는 학습 단계에서 보상으로 활용될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(Optimization based micro Network Function Placement, 810)은 DRL 기반의 학습이 없이 목적함수가 최소 값이 가지도록 마이크로 네트워크 기능을 모든 셀 엣지 클라우드에 다시 배치한다. 즉, 최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법은 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치되는 셀 엣지 클라우드를 항상 모든 셀 엣지 클라우드로 선택한다.
최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(810)은 현재의 컨트롤 시그널링 오버헤드만을 고려하여 마이크로 네트워크 기능을 셀 엣지 클라우드에 배치한다. 예를 들어, 최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(810)은 9:00에 10:00의 컨트롤 시그널링 오버헤드만을 고려하여 10:00의 마이크로 네트워크 기능이 배치된다.
도 8에서, 9:00는 초기 시점으로 모든 마이크로 네트워크 기능이 새로 배치되어야 한다. 따라서 최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(810)과 DRL 기반의 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(DRL based micro Network Function Placement, 820)의 코스트(Cost)가 동일하다.
마이크로 네트워크 기능을 작동하는 비용은 마이크로 네트워크 기능을 설치하는 비용에 비해 상대적으로 저렴할 수 있다. 설치하는 비용, 즉 기존의 셀 엣지 클라우드와 다른 셀 엣지 클라우드에 마이크로 네트워크 기능을 설치하는 비용은 예측된 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여 마이크로 네트워크 기능을 배치하여 최소화될 수 있다.
그러나, 최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(810)은 현재의 컨트롤 시그널링 오버헤드만을 고려하여 마이크로 네트워크 기능을 셀 엣지 클라우드에 배치한다.
따라서, 최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(810)은 9:00 이후 기존의 셀 엣지 클라우드와 다른 셀 엣지 클라우드에 배치되는 마이크로 네트워크 기능이 DRL 기반의 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(820)보다 많다.
이에 반해, DRL 기반의 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(820)은 예측된 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여 마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치되는 셀 엣지 클라우드를 선택한다. 따라서 DRL 기반의 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(820)은 최적화 기반 마이크로 네트워크 기능 배치 방법(810)보다 낮은 코스트가 발생한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치가 5GC와 연동하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
5G 핵심망(5th Generation Core Network, 5GC, 900)은 OAM(Operations Administration and Maintenance, 901), 5G NF(902), NWDAF(Network Data Analytics Function, 903) 및 NEF(Network Exposure Function, 904)를 포함할 수 있다.
OAM(901)은 시스템의 운용(Operation), 관리(Administration), 유지 보수(Maintenance), 프로비저닝(Provisioning), 문제해결(Troubleshooting) 등을 처리할 수 있다. OAM(901)은 표준화 기구별로 또는 산업별로 OA&M, OAM&P, O&M, OM 등으로 표현될 수 있다.
무선 통신 시스템은 4G 시스템에서 5G 시스템으로 진화를 하면서 새로운 코어 네트워크(Core Network)인 NextGen Core(NG Core) 혹은 5GC(5G Core Network)를 정의한다. 새로운 Core Network는 기존의 네트워크 엔터티(NE: Network Entity)들을 전부 가상화 하여 5G NF(902)으로 만들었다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 5G NF(902)이란 네트워크 엔티티, 네트워크 컴포넌트, 네트워크 자원을 의미할 수 있다.
NWDAF(903)은 3GPP에서 정의한 5G 코어 네트워크 제어 플래인의 네트워크 기능 중 하나로 네트워크 데이터 수집 및 분석 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로 NWDAF는 수집된 네트워크 데이터를 바탕으로 머신 러닝과 같은 지능 기술을 통해 데이터를 분석하고, 분석 결과 값을 다른 5G NF(902)들에 제공하여 각 5G NF(902)의 최적화 및 성능을 향상시킬 수 있다.
NEF(904)는 5G 네트워크에서 단말을 관리하는 정보에 접근할 수 있다. 예를 들면, NEF는 단말의 이동성 관리(Mobility Management) 이벤트에 대한 구독, 단말의 세션 관리(Session Management) 이벤트에 대한 구독, Session 관련 정보에 대한 요청, 단말의 과금(Charging) 정보 설정, 단말에 대한 PDU session Policy 변경 요청 등의 정보에 접근 가능하다. NEF(904)는 5G NF(902)들과 연결되어 5G NF(902)들에게 단말에 대한 정보를 전달하거나 또는 단말에 대한 정보를 외부로 보고(Report)하는 역할을 수행한다. AF(Application Function)는 NEF(904)를 통해 5G 네트워크가 제공하는 서비스 및 기능을 이용할 수 있다.
907 단계에서, NWDAF(903)는 OAM(901)에 컨트롤 시그널링 데이터 구독 요청(Control signaling Data Subscribe Request)할 수 있다.
908 단계에서, OAM(901)은 NWDAF(903)에 컨트롤 시그널링 데이터 구독 응답(Control signaling Data Subscribe Response)할 수 있다. 컨트롤 시그널링 데이터 구독 응답은 승인 또는 거부일 수 있다.
909 단계에서, NWDAF(903)는 5G NF(902)에 컨트롤 시그널링 데이터 구독 요청 (Control signaling Data Subscribe Request)할 수 있다.
910 단계에서, 5G NF(902)는 NWDAF(903)에 컨트롤 시그널링 데이터 구독 응답 (Control signaling Data Subscribe Response)할 수 있다. OAM(901)의 컨트롤 시그널링 데이터 구독에 승인 응답이 있는 경우, 5G NF(902)의 컨트롤 시그널링 데이터 구독 응답은 승인 응답일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, NWDAF(903)는 5G NF(902)로부터 컨트롤 시그널링 데이터를 구독하여 수집할 수 있다. 또한, NWDAF(903)는 수집된 컨트롤 시그널링 데이터를 컨트롤 시그널링 오버헤드 데이터, IoT 디바이스의 연결성과 처리량(Connectivity and throughput measurement) 데이터, IoT 디바이스의 무선 신호 강도(Wireless signal strength) 데이터, 셀의 가용 자원(Available resource) 변화 데이터 등으로 분석할 수 있다.
911 단계에서, 전자 장치(905)는 NEF(904)에 컨트롤 시그널링 분석 정보 구독 요청 (Control signaling Analytics Subscribe Request)할 수 있다.
912 단계에서, NEF(904)는 NWDAF(903)에 컨트롤 시그널링 분석 정보 구독 요청 (Control signaling Analytics Subscribe Request)할 수 있다.
913 단계에서, NWDAF(903)는 NEF(904)에 컨트롤 시그널링 분석 정보 구독 응답 (Control signaling Analytics Subscribe Response)할 수 있다.
914 단계에서, NEF(904)는 전자 장치(905)에 컨트롤 시그널링 분석 정보 구독 응답 (Control signaling Analytics Subscribe Response)할 수 있다.
915 단계에서, 전자 장치(905)는 서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 결정하고, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드를 포함하는 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력(history)에 기초하여, 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하고, 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치할 수 있다.
916 단계에서, 전자 장치(905)는 NEF(904)에 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 전송(Transmit micro Network Function Placement information)할 수 있다.
마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보는 마이크로 네트워크 기능의 배치 정보뿐만 아니라, 배치에 활용된 마이크로 네트워크 기능 배치 비용 정보 또는 컨트롤 시그널링 비용 정보 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작은 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 5G 핵심망에 전송하는 것을 포함할 수 있다.
917 단계에서, NEF(904)는 NWDAF(903)에 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 전송(Transmit micro Network Function Placement information)할 수 있다. NWDAF(903)은 NEF(904)가 전송한 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보에 기초하여 마이크로 네트워크 기능의 배치 여부를 결정할 수 있다.
918 단계에서, NWDAF(903)는 NEF(904)에 마이크로 네트워크 기능 배치 요청(Micro Network Function Placement Request)할 수 있다. NWDAF(903)가 NEF(904)가 전송한 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보에 기초하여 마이크로 네트워크 기능의 배치를 승인하지 않는 경우, NWDAF(903)는 NEF(904)에 마이크로 네트워크 기능 배치 요청하지 않을 수 있다.
919 단계에서, NEF(904)는 셀 엣지 클라우드(906)에 마이크로 네트워크 기능 배치 요청(Micro Network Function Placement Request)하는 동작이다. 마이크로 네트워크 기능은 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보에 기초하여 셀 엣지 클라우드(906)에 배치된다. 셀 엣지 클라우드(906)은 셀에 포함되고, 복수일 수 있다.
920 단계에서, 셀 엣지 클라우드(906)은 NEF(904)에 마이크로 네트워크 기능 배치 응답(Micro Network Function Placement Response)할 수 있다.
921 단계에서, NEF(904)는 NWDAF(903)에 마이크로 네트워크 기능 배치 응답(Micro Network Function Placement Response)할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
전자 장치(1000)는 통신부(transceiver, 1010), 메모리(1020) 및 프로세서(1030)을 포함한다.
다만 전자 장치(1000)의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(1030), 통신부(1010) 및 메모리(1020)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.
통신부(1010)는 외부 장치, 네트워크(예를 들어, 3GPP 네트워크) 또는 서버(예를 들어, 5GC)와 신호를 송수신할 수 있다. 통신부(1010)가 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 통신부(1010)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 통신부(1010)의 일 실시예일뿐이며, 통신부(1010)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 통신부(1010)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1030)로 출력하고, 프로세서(1030)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신부(1010)는 단말, 외부 서버 및 5GC와 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1010)는 3GPP 네트워크를 통해 단말, 외부 서버 또는 5GC으로부터 컨트롤 시그널링 분석 정보 구독 응답을 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신부(1010)는 프로세서(1030)의 제어에 따라 5GC와 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1010)는 5GC에 컨트롤 시그널링 분석 정보 구독 요청하고, 5GC로부터 컨트롤 시그널링 분석 정보 구독 응답을 수신하고, 5GC에 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(1020)는 전자 장치(1000)의 동작에 필요한 복수의 인스트럭션들(또는, 프로그램) 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 전자 장치(1000)가 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1020)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 복수 개일 수 있다 일 실시예에 따르면, 메모리(1020)는 전술한 본 개시의 실시예 예를 들어, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작을 수행하는 인스트럭션을 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(1030)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 전자 장치(1000)가 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치(1000)가 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하도록 전자 장치(1000)의 구성요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(1030)는 복수 개일 수 있으며, 프로세서(1030)는 메모리(1020)에 저장된 복수의 인스트럭션들(또는, 프로그램)을 실행함으로써 전술한 동작들 예를 들어, 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 동작을 수행할 수 있다. 구체적 동작은 도 4 내지 도 9를 통해 상세히 설명하였다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 컴퓨터 프로그램 제품에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(1000) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(1000)로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크 상의 별도의 저장 장치가 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
본 개시에서, 용어 "컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)" 또는 "컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(computer readable medium)"는 메모리, 하드 디스크 드라이브에 설치된 하드 디스크, 및 신호 등의 매체를 전체적으로 지칭하기 위해 사용된다. 이들 "컴퓨터 프로그램 제품" 또는 "컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체"는 본 개시에 따른 결정된 이벤트에 대응하는 네트워크 메트릭에 기초하여, 누락된 데이터 패킷을 수신하기 위한 타이머의 길이를 설정하는 명령어로 구성된 소프트웨어 컴퓨터 시스템에 제공하는 수단이다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (19)

  1. 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능(Micro Network Function)을 배치하는 방법에 있어서,
    서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 결정하는 단계;
    적어도 하나의 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud)를 포함하는 적어도 하나의 셀(Cell)의 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)의 이력(history)에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계;를 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능은,
    특정 서비스에 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Specific Network Function, S-NF) 또는 서비스에 공통으로 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Common Network Function, C-NF) 중 적어도 하나인 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 단계는,
    배치 시간 간격(Placement time interval)에 따른 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력에 기초하여, 학습된 컨트롤 시그널링 오버헤드 예측 모델을 통해 예측하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 셀의 가용 자원(Available Resource) 조건 또는 지연 시간(Latency) 조건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용(cost)에 기초하여 배치하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용은,
    상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 설치하기 위한 설치 비용 또는 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 동작(operation)시키기 위한 동작 비용 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는,
    마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치될 셀 엣지 클라우드를 적어도 하나 선택하는 단계;
    상기 선택된 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계;를 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 엣지 클라우드는,
    적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이(IoT Gateway)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는, 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    5G 핵심망(5th Generation Core Network, 5GC)에 컨트롤 시그널링 분석 정보(Control signaling Data Analytics)를 요청하는 단계; 및
    상기 5G 핵심망으로부터 상기 컨트롤 시그널링 분석 정보를 수신하는 단계;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 단계는,
    상기 수신된 컨트롤 시그널링 분석 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 상기 5G 핵심망에 전송하는 것을 포함하는 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법.
  10. 메모리;
    통신부; 및
    서비스에 사용되는 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능(Micro Netwrok Function)을 결정하고,
    적어도 하나의 셀 엣지 클라우드(Cell Edge Cloud)를 포함하는 적어도 하나의 셀(Cell)의 컨트롤 시그널링 오버헤드(Control Signaling Overhead)의 이력(history)에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하고,
    상기 예측된 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 적어도 하나의 프로세서;를 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능은,
    특정 서비스에 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Specific Network Function, S-NF) 또는 서비스에 공통으로 사용되는 마이크로 네트워크 기능(Common Network Function, C-NF) 중 적어도 하나인 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것은,
    배치 시간 간격(Placement time interval)에 따른 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드의 이력에 기초하여, 학습된 컨트롤 시그널링 오버헤드 예측 모델을 통해 예측하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은,
    상기 적어도 하나의 셀의 가용 자원(Available Resource) 조건 또는 지연 시간(Latency) 조건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용(cost)에 기초하여 배치하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치 비용은,
    상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 설치하기 위한 설치 비용 또는 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 동작(operation)시키기 위한 동작 비용 중 적어도 하나를 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은,
    마이크로 네트워크 기능의 배치가 현재와 다르게 배치될 셀 엣지 클라우드를 적어도 하나 선택하고,
    상기 선택된 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 셀 엣지 클라우드는,
    적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이(IoT Gateway)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 셀 엣지 클라우드에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은,
    상기 적어도 하나의 사물 인터넷 게이트 웨이에 상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것을 포함하는, 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    5G 핵심망(5th Generation Core Network, 5GC)에 컨트롤 시그널링 분석 정보(Control signaling Data Analytics)를 요청하고,
    상기 5G 핵심망으로부터 상기 컨트롤 시그널링 분석 정보를 수신하는 것을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것은,
    상기 수신된 컨트롤 시그널링 분석 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 셀의 컨트롤 시그널링 오버헤드를 예측하는 것을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 것은,
    상기 적어도 하나의 마이크로 네트워크 기능 배치에 관한 정보를 상기 5G 핵심망에 전송하는 것을 포함하는 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 전자 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 9 항에 중 어느 한 항의 전자 장치가 마이크로 네트워크 기능을 배치하는 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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