WO2019221352A1 - Traffic management method in mobile edge cloud for improving quality of mobile video and device therefor - Google Patents

Traffic management method in mobile edge cloud for improving quality of mobile video and device therefor Download PDF

Info

Publication number
WO2019221352A1
WO2019221352A1 PCT/KR2018/015395 KR2018015395W WO2019221352A1 WO 2019221352 A1 WO2019221352 A1 WO 2019221352A1 KR 2018015395 W KR2018015395 W KR 2018015395W WO 2019221352 A1 WO2019221352 A1 WO 2019221352A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mobile
mobile terminal
video
network
traffic
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/015395
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김석훈
김대영
Original Assignee
순천향대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 순천향대학교 산학협력단 filed Critical 순천향대학교 산학협력단
Publication of WO2019221352A1 publication Critical patent/WO2019221352A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/24Monitoring of processes or resources, e.g. monitoring of server load, available bandwidth, upstream requests
    • H04N21/2402Monitoring of the downstream path of the transmission network, e.g. bandwidth available
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/24Monitoring of processes or resources, e.g. monitoring of server load, available bandwidth, upstream requests
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/414Specialised client platforms, e.g. receiver in car or embedded in a mobile appliance
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/414Specialised client platforms, e.g. receiver in car or embedded in a mobile appliance
    • H04N21/41407Specialised client platforms, e.g. receiver in car or embedded in a mobile appliance embedded in a portable device, e.g. video client on a mobile phone, PDA, laptop
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/647Control signaling between network components and server or clients; Network processes for video distribution between server and clients, e.g. controlling the quality of the video stream, by dropping packets, protecting content from unauthorised alteration within the network, monitoring of network load, bridging between two different networks, e.g. between IP and wireless
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/647Control signaling between network components and server or clients; Network processes for video distribution between server and clients, e.g. controlling the quality of the video stream, by dropping packets, protecting content from unauthorised alteration within the network, monitoring of network load, bridging between two different networks, e.g. between IP and wireless
    • H04N21/64723Monitoring of network processes or resources, e.g. monitoring of network load
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/005Control or signalling for completing the hand-off involving radio access media independent information, e.g. MIH [Media independent Hand-off]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/02Buffering or recovering information during reselection ; Modification of the traffic flow during hand-off

Definitions

  • the present invention relates to a traffic management method and apparatus for the mobile edge cloud for improving the quality of mobile video, and more particularly, to improve the quality of experience (QoE) of the user through the quality of the mobile video
  • QoE quality of experience
  • the present invention relates to a traffic management method and apparatus for the same in a mobile edge cloud for improving the quality of mobile video.
  • Patent Document 1 Korean Registered Patent No. 10-17377860 (announced on May 19, 2017)
  • the present invention has been proposed to solve the above problems, and in detail, by providing a low latency and improved bandwidth to the mobile terminal using the mobile edge cloud, the quality of experience of the user through the improvement of the quality of the mobile video It is an object of the present invention to provide a traffic management method and apparatus for the mobile edge cloud for improving the quality of mobile video that can be improved.
  • a mobile terminal and a base station are connected by a base station to form a mobile edge network, the traffic management device of the mobile edge cloud for providing video traffic to the mobile terminal, the mobile A status information receiver configured to receive status information of a network and a service measured from a terminal; A video traffic manager configured to learn a condition for a mobile video service using a logistic regression algorithm and manage video traffic based on network and service status information of the mobile terminal received from the status information receiver; And a video traffic distribution unit distributing the video traffic received from the content server in advance to the mobile terminal according to the condition learned by the video traffic management unit.
  • the video traffic management unit classifies the level of the network state of the mobile terminal using the logistic regression algorithm, and manages the video traffic by managing a media buffer according to the classified network state of the mobile terminal. .
  • the level of the network state is determined according to the state of mobility and mobility of the current mobile terminal.
  • bandwidth aggregation is generated to ensure the required bandwidth of the video player of the mobile terminal.
  • the video traffic management unit adjusts the amount of video traffic in the media buffer to prepare a traffic request from the mobile terminal, and from the mobile terminal the content bit rate of the video player, the data rate of the current access network, the player buffer status and the player buffer.
  • a system parameter including a threshold value is reported to determine a boundary of a media buffer according to the system parameter, and video traffic is maintained up to the boundary to provide a video service to a mobile terminal.
  • a handover requesting and receiving transmission of cached video traffic held by the previous mobile edge computing server from a previous mobile edge computing server and requesting the next video traffic from a cloud content server on the Internet It further includes a management unit.
  • the handover management unit may receive a signaling message generated by the mobile terminal performing signaling through a base station and transmit the same to a cellular core network to capture information regarding when a handover occurs.
  • Traffic management in the traffic management device of the mobile edge cloud connected to the mobile terminal and the base station for achieving the above object to form a mobile edge network, and provides video traffic to the mobile terminal
  • the method includes receiving state information of a network and a service measured from the mobile terminal; Learning a condition for a mobile video service using a logistic regression algorithm and managing video traffic through the received network and service state information of the mobile terminal; And distributing video traffic received from a content server in advance to the mobile terminal according to the learned condition.
  • the mobile edge cloud provides low latency and improved bandwidth utilization for mobile devices, improving the quality of experience for mobile video users.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a network system of a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic functional block diagram of a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a network architecture for a mobile video service in a heterogeneous network with a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a media buffer management method of a mobile edge computing server according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 5 illustrates an example of traffic management when a handover occurs in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a diagram illustrating network operation when a current access network is Wi-Fi according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic flowchart of a traffic management method in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a network system of a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic functional block diagram of a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile edge cloud may be deployed in the mobile edge network to monitor the status of the mobile terminal 100.
  • the mobile edge cloud is also referred to as mobile edge computing.
  • Mobile edge computing moves computing resources from the Internet cloud to the access network, and the mobile edge computing server 200 configures the mobile edge cloud for the access network.
  • mobile terminal 100 can use a mobile edge cloud for computing.
  • the traffic management apparatus of the mobile edge cloud for improving the quality of mobile video may be a mobile edge computing server 200.
  • the mobile edge computing server 200 manages video traffic according to the state of the mobile edge network and the mobility of the mobile terminal 100, and provides video traffic to the mobile terminal 100.
  • video traffic may be provided in advance from the content server 400 on the Internet.
  • the mobile edge computing server 200 evaluates the state of the access network and performs traffic management. In this case, the mobile edge computing server 200 receives and manages video traffic from the content server 400 in advance, and provides the video traffic to the mobile terminal 100 to maintain a seamless service of the mobile terminal 100. do. In addition, the mobile edge computing server 200 monitors the bandwidth required for the video service of the mobile terminal 100 and the mobile terminal 100 to combine the cellular network and the Wi-Fi network to compensate for the insufficient bandwidth. ) Can be instructed.
  • the mobile edge computing server 200 since mobile edge computing has moved the function of the Internet cloud to the access network, data storage and analysis, which is conventionally performed in the Internet cloud, is performed in the access network.
  • the mobile edge computing server 200 performs storage and analysis of data. As such, since the storage and analysis of the data are performed at a short distance with the edge device (mobile terminal 100) rather than a long distance, a quality of experience (QoE) for a service may be improved.
  • QoE quality of experience
  • the key to mobile video traffic management is to maintain the bandwidth required for video services in heterogeneous networks.
  • the prior art method involves switching the network (network switching) between cellular and Wi-Fi to get better bandwidth in heterogeneous networks or to manage the overall bandwidth as common radio resources (CRR).
  • Network switching schemes assume that networks with better signal strength can provide better bandwidth, but high signal strength does not guarantee better bandwidth due to various network elements.
  • a combination of service elements is used to switch (switch) a network in a heterogeneous network.
  • the common radio resource (CRR) satisfies the service request bandwidth by selecting an appropriate network according to the usage of all radio resources in the heterogeneous network.
  • Typical traffic management uses user preferences to ensure the required bandwidth.
  • the mobile terminal 100 selects a network for the mobile video service and manages the buffer to ensure the required bandwidth.
  • the video player on the mobile terminal 100 controls the amount of requested traffic for the mobile video service according to the available bandwidth.
  • Improvements in QoE for mobile video services require a method for traffic management that can reduce the load on the mobile terminal 100 and quickly adapt to the access network. Therefore, a method of managing the bandwidth and video traffic by the mobile edge computing server 200 in the mobile edge cloud for the mobile terminal 100 will be described below.
  • a mobile edge computing server 200 is connected to a base station 300 of an access network and provides a cloud service to a mobile terminal 100 of an access network.
  • the mobile edge computing server 200 is connected by the mobile terminal 100 and the base station 300 to form a mobile edge network, and provides video traffic to the mobile terminal 100.
  • the access network may be any one of a cellular network and / or a Wi-Fi network.
  • the mobile terminal 100 that lacks resources may use storage and computing resources of the mobile edge computing server 200.
  • the access network is connected to the mobile edge computing server 200 of the mobile edge cloud, and the mobile edge computing server 200 can monitor the traffic transmitted in the access network.
  • the mobile edge computing server includes a state information receiver 210, a video traffic manager 220, and a video traffic distributor 230.
  • the state information receiver 210 receives state information of a network and a service measured from a mobile terminal.
  • the video traffic manager 220 learns a condition for the mobile video service through the network and service status information of the mobile terminal received from the status information receiver 210.
  • the video traffic manager 220 learns the conditions for the mobile video service using a logistic regression algorithm and manages the video traffic.
  • the video traffic manager 220 may classify the network state of the mobile terminal using a logistic regression algorithm, and manage the video traffic by managing a media buffer according to the classified network state of the mobile terminal. At this time, the level of the network state may be determined according to the state of the access network and / or mobility of the current mobile terminal. On the other hand, the video traffic management unit 220 may generate a bandwidth aggregation to ensure the required bandwidth of the video player of the mobile terminal when the determined level of network conditions is low.
  • the video traffic manager 220 adjusts the amount of video traffic in the media buffer to prepare a traffic request from the mobile terminal, and from the mobile terminal the content bit rate of the video player, the data rate of the current access network, the player buffer status and the player buffer.
  • a system parameter including a threshold may be reported to determine a boundary of a media buffer according to the above-described system parameter, and video traffic may be maintained up to the determined boundary to provide a video service to a mobile terminal.
  • the video traffic distributor 230 distributes the video traffic received from the content server in advance to the mobile terminal according to the conditions learned by the video traffic manager 220.
  • the mobile edge computing server further includes a handover manager 240.
  • the handover management unit 240 requests and transmits the cached video traffic held by the previous mobile edge computing server from the previous mobile edge computing server, and receives the next request from the cloud content server on the Internet. Request video traffic. Meanwhile, the handover manager 240 may receive a signaling message generated by the mobile terminal performing signaling through the base station and transmit the signaling message to the cellular core network, thereby capturing information regarding when the handover occurs.
  • FIG. 3 is a network architecture for a mobile video service in a heterogeneous network with a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a media buffer management method of a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a diagram illustrating an example of traffic management when a handover occurs in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a Wi-Fi network of a current access network according to an embodiment of the present invention. Is a diagram illustrating network operation when.
  • the mobile terminal 100 is connected to a heterogeneous network (HN) composed of a cellular network and a Wi-Fi network, and the video player of the mobile terminal 100 reproduces the traffic received while the user moves.
  • HN heterogeneous network
  • the mobile terminal 100 may use a mobile edge cloud because it is operated by a carrier. Operators can open the mobile edge cloud to partner service providers.
  • the mobile edge computing server 200 is connected to the base station 300 of the cellular network to form a mobile edge cloud.
  • Wi-Fi networks are coupled to cellular networks. Accordingly, the mobile edge cloud obtains network state information of the mobile terminal through data traffic delivered from the network. That is, the mobile terminal 100 measures their network and service status information and reports this information to the mobile edge computing server 200.
  • the mobile edge computing server 200 may obtain overall state information about the mobile terminal 100.
  • the mobile edge computing server 200 learns the best condition for the mobile video service through the state information of the mobile terminal 100.
  • the mobile edge computing server 200 receives video traffic from the content server 400 in advance and distributes the video traffic to the mobile terminal 100 according to the network condition.
  • the amount of traffic received at the mobile edge computing server 200 depends on the learning results of the mobile edge computing server 200.
  • the mobile edge computing server 200 uses a logistic regression algorithm for learning and classifies the network state using the network information of the mobile terminal 100 through the algorithm.
  • the mobile edge computing server 200 When the mobile edge computing server 200 performs learning for data analysis and the mobile terminal 100 reports the measured information, the computational load of the mobile terminal 100 is not large, and the mobile edge computing server 200 is The overall network state and service state of the mobile terminal 100 may be considered. Therefore, stable video traffic distribution can be achieved in the mobile edge cloud, thereby maintaining the quality of service of the mobile video service.
  • the mobile terminal 100 In order to satisfy the QoE for the mobile video user, the mobile terminal 100 must keep the rate (rate) of the received video traffic higher than the content bit rate (rate) of the video player. At this time, the rate of the received video traffic depends on the network conditions.
  • the mobile edge cloud knows the state of the access network, allowing you to effectively manage traffic based on the state of the network. Factors affecting the operation of the video player of the mobile terminal 100 may be network state change and mobility. If the access network is in poor condition, video traffic will not be reliably received.
  • the video player may be buffered and the video service may be interrupted. Buttering of the video player and interruption of the video service can reduce the QoE for the service of the mobile video user.
  • the mobility of the mobile terminal 100 may also cause a change in the network state.
  • bandwidth aggregation can be used to ensure the required bandwidth of mobile video.
  • bandwidth aggregation can be used to satisfy the quality of service (QoS) of video services. It is important to accurately predict the current network state for the efficiency of bandwidth aggregation, which may be done by the mobile edge computing server 200.
  • Mobile edge computing server 200 also creates a media buffer for each mobile terminal 100 and manages the amount of video traffic in the buffer. The mobile edge computing server 200 provides video traffic to the mobile terminal 100 on behalf of the content server 400 in the Internet cloud via a media buffer.
  • the network status level depends on the current access network and the mobility.
  • the mobile edge computing server 200 learns through the learning whether the access network is in good or bad condition.
  • the mobile edge computing server 200 predicts whether the mobile terminal 100 moves or stops (mobility) through learning. Thereafter, the mobile edge computing server 200 determines a network state level as shown in Table 1 below.
  • the mobile edge computing server 200 manages a media buffer for the video service of the mobile terminal 100. By adjusting the amount of video traffic in the media buffer, the mobile edge computing server 200 prepares the traffic request from the mobile terminal 100.
  • the mobile terminal 100 includes system parameters such as content bit rate ( ⁇ t ) of the video player, data rate (rate) ( ⁇ t ) of the current access network, player butter state (B t ) and player buffer threshold (THD). Report a variable (parameter).
  • the mobile edge computing server 200 determines the boundary of the media buffer B m according to the system parameter (parameter).
  • the mobile edge computing server 200 maintains video traffic to the perimeter to provide video services to the mobile terminal 100.
  • the boundary of the media buffer can be divided into three stages: low boundary (LB), high boundary (HB), and MAX. If the access network environment is poor, the mobile terminal 100 tries to satisfy the content bit rate of the video player, and a low latency is required. Because of the low latency of receiving video traffic, the mobile edge cloud retains more video traffic. Thereafter, the mobile terminal 100 may obtain video traffic from the media buffer of the mobile edge cloud instead of the content server 400. Meanwhile, Tables 2 and 4 illustrate media buffer management of the mobile edge computing server 200.
  • handover may occur when the mobile terminal 100 moves to another base station 300 area.
  • the mobile terminal 100 determines the handover process according to the signal strength of the base station 300 or the radio channel quality. Since the mobile edge computing server 200 is integrated into the base station 300 of the cellular network, handover may affect the use of the mobile edge cloud.
  • the old mobile edge computing server 200 and the new mobile edge computing server 200 exchange information with each other through signals when a handover occurs.
  • the new mobile edge computing server 200 retains on the old mobile edge computing server 200 from the old mobile edge computing server 200. Requires the transmission of cached video traffic.
  • the new mobile edge computing server 200 then requests the next video traffic from the internet cloud content server 400.
  • the mobile edge computing server may perform traffic management in the mobile edge cloud when handover occurs. Since mobile video requires an HTTP range request in bytes, the mobile edge computing server 200 manages video traffic in bytes. If a handover occurs, the new mobile edge computing server 200-2 may request the remaining video traffic from the old mobile edge computing server 200-1. Until the new mobile edge computing server 200-2 receives the remaining video traffic, the mobile terminal 100 maintains the mobile video service through the traffic filled in the player buffer. After the remaining traffic is transferred between the old mobile edge computing server 200-1 and the new mobile edge computing server 200-2, the new mobile edge computing server 200-2 sends the next range of video traffic to the content server. request.
  • the mobile terminal 100 performs signaling for seamless service.
  • the signaling message is delivered to the cellular network element via base station 300.
  • the mobile edge computing server 200 is connected to the base station 300.
  • the signaling message is sent to the cellular core network via the mobile edge computing server 200.
  • the mobile edge computing server 200 can capture a signaling message that includes information about when a handover occurs.
  • the mobile edge computing server 200 signals the amount of remaining traffic of the cached video traffic of the mobile edge computing server 200. During the procedure, it can send to the new mobile edge computing server 200-2.
  • the network must be controlled, and the mobile edge computing server 200 determines an access network condition through system parameters (parameters) reported by the mobile terminal 100. According to the network state, the mobile edge computing server 200 may recommend the network operation to the mobile terminal 100. When there is a large change in access network state and mobility, the mobile edge computing server 200 may attempt to control the access network to ensure the bandwidth required for the video player of the mobile terminal 100 through bandwidth aggregation. Tables 3 and 6 below show network operation when the current access network is Wi-Fi.
  • bandwidth aggregation is used when bandwidth for video playback is urgently needed.
  • the mobile terminal is not mobile, it is good to connect to another WiFi network.
  • the current access network is cellular, network operation is simpler.
  • the mobile terminal attempts to connect to Wi-Fi according to the mobile phone's policy.
  • the mobile terminal is connected to the Wi-Fi, it may perform the operations described in Table 3 above.
  • bandwidth aggregation can be performed by connecting to a nearby Wi-Fi to compensate for the lack of bandwidth for video playback.
  • the network status level is important.
  • the network status level can be determined by the network status value and the mobility value.
  • Network state values and mobility values are obtained by learning from the mobile edge computing server.
  • the learning algorithm may be used for estimation of a state of a wireless network or decision making in a network, and the above-described values (network state value and mobility value) may be calculated by a classification algorithm of machine learning.
  • the mobile edge computing server processes the entire information of the access network and has sufficient resources for computing, so that it can learn about network conditions.
  • Classification by regression analysis may be applied to determine network status and mobility status. That is, learning about network conditions may be performed by logistic regression algorithm. This classification method is used to classify binomial states. Since the network state has a good state and a bad state, and the mobility state has a mobile state and a stationary state, appropriate regression analysis can be considered in determining the network state and the mobile state. State classification requires an input feature for learning. In the case of network conditions, the throughput (or transmit data rate) and received signal strength indication (RSSI) values are used as input functions x1, x2. In the mobility state, the difference in RSSI value per unit time and the difference in the number of Wi-Fi APs per unit time are used as the input functions x1 and x2. Then, the learning algorithm for state classification is as follows. When the state (state for network or mobility) is represented by y, it has a binomial distribution as in Equation 1 below.
  • Logistic regression uses a logistic function to construct a hypothesis and uses a sigmoid function with a value between 0 and 1 as a logistic function. It is represented by Equation 2 below.
  • Equation 2 has an input parameter composed of a linear function by weight ⁇ and input feature x.
  • the state probability of the weight ⁇ is expressed using the log function.
  • Equation 3 Equation 3
  • Equation 5 may be expressed as a likelihood function for m training examples as shown in Equation 6 below.
  • Equation 6 may be rewritten as a log likelihood function. Equation 6 is expressed as a polynomial through a log likelihood function.
  • Equation 7 becomes a function of the weight ⁇ .
  • the mobile edge computing server makes a decision about the state. Therefore, an appropriate weight ⁇ must be determined to increase the accuracy of the decision about the state.
  • the appropriate weight ⁇ can be obtained by maximizing the log likelihood function in equation (7).
  • the mobile edge computing server updates the weight ⁇ using a gradient ascent algorithm.
  • Equation 8 ⁇ is a unit size of a gradient of a log likelihood function.
  • Equation 9 The slope of the log likelihood function for the j th input feature is expressed by Equation 9 below.
  • Equation 8 becomes Equation 10 below.
  • Training examples include the hypothesis h (x) and outcome (y). Learning the i th learning example updates the weights for the j th input feature. The weight is determined using a stochastic gradient ascent rule. In the stochastic gradient ascent rule, the update to the weights is repeated until the weights converge. This is expressed as
  • Mobile edge computing servers have plenty of computing resources for a lot of data and learning. This learning allows the mobile edge computing server to correctly determine the network state and mobility state. After accurate state awareness, the proposed traffic management can improve QoE for mobile video users.
  • FIG. 7 is a schematic flowchart of a traffic management method in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention.
  • a mobile edge computing server receives network and service state information measured from a mobile terminal (S710).
  • the mobile edge computing server learns the conditions for the mobile video service using the logistic regression algorithm through the state information of the network and the service of the received mobile terminal and manages the video traffic (S720).
  • the mobile edge computing server distributes the video traffic received from the content server in advance to the mobile terminal according to the learned condition (S730).
  • Methods according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that may be implemented as an application or executed through various computer components, and may be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention, and may be known and available to those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.

Abstract

Disclosed are a traffic management method in a mobile edge cloud for improving the quality of mobile video and a device therefor. A traffic management apparatus in a mobile edge cloud for improving the quality of mobile video, according to an aspect of the present invention, has the effect of improving the quality of experience (QoE) of a mobile video user by effectively managing the traffic of a mobile terminal by a network through the mobile edge cloud.

Description

모바일 비디오의 품질 향상을 위한 모바일 에지 클라우드에서의 트래픽 관리 방법 및 이를 위한 장치Traffic management method in mobile edge cloud and device for improving mobile video quality
본 발명은 모바일 비디오의 품질 향상을 위한 모바일 에지 클라우드에서의 트래픽 관리 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모바일 비디오의 품질 향상을 통해 사용자의 QoE(Quality of Experience)를 향상시킬 수 있는 모바일 비디오의 품질 향상을 위한 모바일 에지 클라우드에서의 트래픽 관리 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a traffic management method and apparatus for the mobile edge cloud for improving the quality of mobile video, and more particularly, to improve the quality of experience (QoE) of the user through the quality of the mobile video The present invention relates to a traffic management method and apparatus for the same in a mobile edge cloud for improving the quality of mobile video.
본 출원은 2018년 5월 15일에 출원된 한국특허출원 제10-2018-0055647호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.This application claims priority based on Korean Patent Application No. 10-2018-0055647 filed on May 15, 2018, and all the contents disclosed in the specification and drawings of the application are incorporated in this application.
최근 통신 기술 및 스마트 폰과 같은 통신 장치의 개발로 인해 고속 모바일 네트워크 서비스가 가능해졌으며, 언제 어디서나 인터넷에 접속하여 모바일 서비스를 이용할 수 있다. 한편, 모바일 서비스는 음성 서비스가 아닌 데이터 서비스로 대체되어 감에 따라 모바일 네트워크 트래픽이 증가하고 있다. 이때, 모바일 네트워크 상에서 발생하는 트래픽 중 데이터 트래픽은 음성 트래픽 이상을 차지한다. 이때, 비디오 트래픽은 모바일 데이터 트래픽의 가장 많은 부분을 차지하며, 이러한 비율을 계속적으로 증가하고 있다. 그러나, 다양한 모바일 환경은 모바일 네트워크의 상태에 영향을 미치고, 인터넷을 이용한 비디오 서비스 제공을 제한하므로, 모바일 환경에서의 비디오 서비스의 QoE(Quality of Experience)를 향상시키는 방법에 대한 연구가 필요하다. With the recent development of communication technologies and communication devices such as smart phones, high-speed mobile network services are possible, and anytime, anywhere access to the Internet can use mobile services. Meanwhile, as mobile services are replaced by data services rather than voice services, mobile network traffic is increasing. In this case, data traffic among the traffic generated on the mobile network occupies more than voice traffic. At this time, video traffic accounts for the largest portion of mobile data traffic, and this ratio continues to increase. However, various mobile environments affect the status of mobile networks and limit the provision of video services using the Internet. Therefore, research on how to improve the quality of experience (QoE) of video services in a mobile environment is necessary.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-17377860호(2017.05.19 공고)(Patent Document 1) Korean Registered Patent No. 10-17377860 (announced on May 19, 2017)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 상세하게는 모바일 에지 클라우드를 사용하여 모바일 단말에 낮은 대기 시간과 향상된 대역폭을 제공하여 모바일 비디오의 품질 향상을 통해 사용자의 QoE(Quality of Experience)를 향상시킬 수 있는 모바일 비디오의 품질 향상을 위한 모바일 에지 클라우드에서의 트래픽 관리 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and in detail, by providing a low latency and improved bandwidth to the mobile terminal using the mobile edge cloud, the quality of experience of the user through the improvement of the quality of the mobile video It is an object of the present invention to provide a traffic management method and apparatus for the mobile edge cloud for improving the quality of mobile video that can be improved.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by one embodiment of the present invention. It will also be appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 모바일 단말과 기지국에 의해 연결되어 모바일 에지 네트워크를 형성하고, 상기 모바일 단말로 비디오 트래픽을 제공하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치는, 상기 모바일 단말로부터 측정된 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 수신하는 상태 정보 수신부; 상기 상태 정보 수신부로부터 수신한 모바일 단말의 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 통해 모바일 비디오 서비스를 위한 조건을 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용해 학습하고 비디오 트래픽을 관리하는 비디오 트래픽 관리부; 및 상기 비디오 트래픽 관리부에 의해 학습된 조건에 따라 미리 컨텐츠 서버로부터 수신한 비디오 트래픽을 상기 모바일 단말로 배포하는 비디오 트래픽 배포부;를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention for achieving the above object, a mobile terminal and a base station are connected by a base station to form a mobile edge network, the traffic management device of the mobile edge cloud for providing video traffic to the mobile terminal, the mobile A status information receiver configured to receive status information of a network and a service measured from a terminal; A video traffic manager configured to learn a condition for a mobile video service using a logistic regression algorithm and manage video traffic based on network and service status information of the mobile terminal received from the status information receiver; And a video traffic distribution unit distributing the video traffic received from the content server in advance to the mobile terminal according to the condition learned by the video traffic management unit.
상기 비디오 트래픽 관리부는, 상기 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용하여 모바일 단말의 네트워크 상태의 수준을 분류하고, 상기 분류된 모바일 단말의 네트워크 상태의 수준에 따라 미디어 버퍼를 관리하여 비디오 트래픽을 관리하는 것을 특징으로 한다.The video traffic management unit classifies the level of the network state of the mobile terminal using the logistic regression algorithm, and manages the video traffic by managing a media buffer according to the classified network state of the mobile terminal. .
상기 네트워크 상태의 수준은 현재 모바일 단말의 액세스 네트워크 및 이동성의 상태에 따라 결정된다.The level of the network state is determined according to the state of mobility and mobility of the current mobile terminal.
상기 결정된 네트워크 상태의 수준이 낮은 경우, 모바일 단말의 비디오 플레이어의 요구되는 대역폭을 보장하기 위해 대역폭 집계가 발생하는 것을 특징으로 한다.When the determined level of network condition is low, bandwidth aggregation is generated to ensure the required bandwidth of the video player of the mobile terminal.
상기 비디오 트래픽 관리부는, 미디어 버퍼 내의 비디오 트래픽의 양을 조정하여 모바일 단말로부터의 트래픽 요청을 준비하고, 상기 모바일 단말로부터 비디오 플레이어의 컨텐츠 비트 레이트, 현재 액세스 네트워크의 데이터 레이트, 플레이어 버퍼 상태 및 플레이어 버퍼 임계값을 포함하는 시스템 매개변수를 보고받아 상기 시스템 매개변수에 따라 미디어 버퍼의 경계를 결정하고, 비디오 서비스를 모바일 단말에 제공하기 위해 상기 경계까지 비디오 트래픽을 유지하는 것을 특징으로 한다.The video traffic management unit adjusts the amount of video traffic in the media buffer to prepare a traffic request from the mobile terminal, and from the mobile terminal the content bit rate of the video player, the data rate of the current access network, the player buffer status and the player buffer. A system parameter including a threshold value is reported to determine a boundary of a media buffer according to the system parameter, and video traffic is maintained up to the boundary to provide a video service to a mobile terminal.
모바일 단말의 기지국 이동이 발생하는 경우, 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버로부터 상기 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버가 보유한 캐시된 비디오 트래픽의 전송을 요구하여 수신하고, 인터넷 상의 클라우드 컨텐츠 서버로부터 다음 비디오 트래픽을 요청하는 핸드오버 관리부;를 더 포함한다.When a base station movement of a mobile terminal occurs, a handover requesting and receiving transmission of cached video traffic held by the previous mobile edge computing server from a previous mobile edge computing server and requesting the next video traffic from a cloud content server on the Internet It further includes a management unit.
상기 핸드오버 관리부는, 모바일 단말이 시그널링을 수행하여 생성되는 시그널링 메시지를 기지국을 통해 수신하고, 이를 셀룰러 코어 네트워크로 전송하여 핸드 오버가 언제 발생하는지에 관한 정보를 포착하는 것을 특징으로 한다.The handover management unit may receive a signaling message generated by the mobile terminal performing signaling through a base station and transmit the same to a cellular core network to capture information regarding when a handover occurs.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 모바일 단말과 기지국에 의해 연결되어 모바일 에지 네트워크를 형성하고, 상기 모바일 단말로 비디오 트래픽을 제공하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치에서의 트래픽 관리 방법은, 상기 모바일 단말로부터 측정된 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 모바일 단말의 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 통해 모바일 비디오 서비스를 위한 조건을 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용해 학습하고 비디오 트래픽을 관리하는 단계; 및 상기 학습된 조건에 따라 미리 컨텐츠 서버로부터 수신한 비디오 트래픽을 상기 모바일 단말로 배포하는 단계;를 포함한다.Traffic management in the traffic management device of the mobile edge cloud connected to the mobile terminal and the base station according to another aspect of the present invention for achieving the above object to form a mobile edge network, and provides video traffic to the mobile terminal The method includes receiving state information of a network and a service measured from the mobile terminal; Learning a condition for a mobile video service using a logistic regression algorithm and managing video traffic through the received network and service state information of the mobile terminal; And distributing video traffic received from a content server in advance to the mobile terminal according to the learned condition.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모바일 에지 클라우드를 통해 네트워크에 의한 모바일 단말의 트래픽을 효과적으로 관리하여, 모바일 비디오 사용자를 위한 QoE(Quality of Experience)를 향상시키는 효과가 있다.According to an aspect of the present invention, by effectively managing the traffic of the mobile terminal by the network through the mobile edge cloud, there is an effect of improving the quality of experience (QoE) for mobile video users.
모바일 에지 클라우드를 통해 모바일 단말에 낮은 대기 시간과 향상된 대역폭 사용률을 제공하여 모바일 비디오 사용자를 위한 QoE(Quality of Experience)를 향상시킬 수 있다. The mobile edge cloud provides low latency and improved bandwidth utilization for mobile devices, improving the quality of experience for mobile video users.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effect obtained in the present invention is not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. .
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용들과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and together with the specific details for carrying out the invention serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention in such drawings It should not be construed as limited to the matters described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 클라우드의 네트워크 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 1 is a diagram schematically illustrating a network system of a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버의 개략적인 기능 블록도,2 is a schematic functional block diagram of a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 클라우드가 있는 이기종 네트워크에서 모바일 비디오 서비스를 위한 네트워크 아키텍처, 3 is a network architecture for a mobile video service in a heterogeneous network with a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버의 미디어 버퍼 관리 방법을 도시한 도면, 4 is a diagram illustrating a media buffer management method of a mobile edge computing server according to one embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버의 핸드오버 발생 시, 트래픽의 관리를 일 예를 도시한 도면, 5 illustrates an example of traffic management when a handover occurs in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 현재 엑세스 네트워크가 와이파이일 때의 네트워크 작동을 나타낸 도면, 6 is a diagram illustrating network operation when a current access network is Wi-Fi according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버에서의 트래픽 관리 방법의 개략적인 흐름도이다.7 is a schematic flowchart of a traffic management method in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless otherwise stated. In addition, the “…” described in the specification. “Unit” refers to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 클라우드의 네트워크 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버의 개략적인 기능 블록도이다. 1 is a diagram schematically illustrating a network system of a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic functional block diagram of a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention.
본 실시예를 설명함에 있어서, 모바일 에지 클라우드는 모바일 에지 네트워크에 배치되어, 모바일 단말(100)의 상태를 모니터링할 수 있다. 한편, 모바일 에지 클라우드는 모바일 에지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing)이라고도 한다. 모바일 에지 컴퓨팅은 컴퓨팅 리소스를 인터넷 클라우드에서 액세스 네트워크로 이동시키고, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 액세스 네트워크에 대한 모바일 에지 클라우드를 구성한다. 따라서, 모바일 단말(100)은 컴퓨팅을 위해 모바일 에지 클라우드를 사용할 수 있다.In describing the present embodiment, the mobile edge cloud may be deployed in the mobile edge network to monitor the status of the mobile terminal 100. On the other hand, the mobile edge cloud is also referred to as mobile edge computing. Mobile edge computing moves computing resources from the Internet cloud to the access network, and the mobile edge computing server 200 configures the mobile edge cloud for the access network. Thus, mobile terminal 100 can use a mobile edge cloud for computing.
한편, 본 실시예를 설명함에 있어서 모바일 비디오의 품질 향상을 위한 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치는 모바일 에지 컴퓨팅 서버(Mobile Edge Computing Server)(200)일 수 있다. Meanwhile, in the present embodiment, the traffic management apparatus of the mobile edge cloud for improving the quality of mobile video may be a mobile edge computing server 200.
모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 에지 네트워크의 상태와 모바일 단말(100)의 이동성에 따라 비디오 트래픽을 관리하고, 모바일 단말(100)에 비디오 트래픽을 제공한다. 이때, 비디오 트래픽은 인터넷 상의 컨텐츠 서버(400)로부터 사전에 미리 제공받을 수 있다. The mobile edge computing server 200 manages video traffic according to the state of the mobile edge network and the mobility of the mobile terminal 100, and provides video traffic to the mobile terminal 100. In this case, video traffic may be provided in advance from the content server 400 on the Internet.
모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 액세스 네트워크의 상태를 평가하고, 트래픽 관리를 수행한다. 이때, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 컨텐츠 서버(400)로부터 사전에 미리 비디오 트래픽을 수신하고 관리하며, 비디오 트래픽을 모바일 단말(100)에 제공하여 모바일 단말(100)의 끊김없는 서비스가 유지되도록 한다. 또한, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)의 비디오 서비스에 필요한 대역폭을 모니터링하고, 불충분한 대역폭을 보완하기 위해 셀룰러(Cellular) 네트워크와 와이파이(WiFi) 네트워크를 결합하도록 모바일 단말(100)에 지시할 수 있다. The mobile edge computing server 200 evaluates the state of the access network and performs traffic management. In this case, the mobile edge computing server 200 receives and manages video traffic from the content server 400 in advance, and provides the video traffic to the mobile terminal 100 to maintain a seamless service of the mobile terminal 100. do. In addition, the mobile edge computing server 200 monitors the bandwidth required for the video service of the mobile terminal 100 and the mobile terminal 100 to combine the cellular network and the Wi-Fi network to compensate for the insufficient bandwidth. ) Can be instructed.
본 실시예에 따르면, 모바일 에지 컴퓨팅은 인터넷 클라우드의 기능을 액세스 네트워크로 옮겼으므로, 종래에 인터넷 클라우드에서 수행되던 데이터 저장 및 분석은 액세스 네트워크에서 수행된다. 보다 자세하게, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 데이터의 저장 및 분석을 수행한다. 이처럼, 데이터의 저장 및 분석이 원거리가 아닌 에지 장치(모바일 단말(100))와 근거리에서 이루어지므로 서비스에 대한 QoE(Quality of Experience)가 향상될 수 있다. According to the present embodiment, since mobile edge computing has moved the function of the Internet cloud to the access network, data storage and analysis, which is conventionally performed in the Internet cloud, is performed in the access network. In more detail, the mobile edge computing server 200 performs storage and analysis of data. As such, since the storage and analysis of the data are performed at a short distance with the edge device (mobile terminal 100) rather than a long distance, a quality of experience (QoE) for a service may be improved.
한편, 모바일 비디오의 트래픽 관리의 핵심은 이기종 네트워크에서 비디오 서비스에 필요한 대역폭을 유지하는 것이다. 종래 기술에서의 방법은 이기종 네트워크에서 더 나은 대역폭을 얻거나 전체 대역폭을 공통 무선 자원 (common radio resources : CRR)으로 관리하기 위해 셀룰러와 와이파이 간에 네트워크를 전환(네트워크 스위칭)하는 것과 관련이 있다. 네트워크 스위칭 방식은 더 나은 신호 강도를 가진 네트워크가 더 나은 대역폭을 제공할 수 있다고 가정하지만, 높은 신호 강도는 다양한 네트워크 요소로 인해 더 나은 대역폭을 보장하지 않는다. 일반적으로, 이기종 네트워크에서 네트워크를 스위칭(전환)하기 위해 서비스 앨리먼트의 조합이 사용된다. 공통 무선 자원(CRR)은 이종망에서 전체 무선 자원의 사용량에 따라 적절한 망을 선택하여 서비스 요구 대역폭을 만족시킨다. 일반적인 트래픽 관리는 사용자 선호도를 사용하여 필요한 대역폭을 보장한다. 사용자 선호에 따라, 모바일 단말(100)은 모바일 비디오 서비스를 위한 네트워크를 선택하고 필요한 대역폭을 보장하기 위해 버퍼를 관리한다. 모바일 단말(100) 상의 비디오 플레이어는 이용 가능한 대역폭에 따라 모바일 비디오 서비스에 대한 요청된 트래픽의 양을 제어한다. 그러나, 모바일 단말(100)이 측정한 정보만을 이용하여 트래픽을 관리함으로써, 네트워크 상태의 변화에 적응하는 것이 어렵기 때문에 모바일 단말(100)의 연산 부하가 증가한다. 모바일 비디오 서비스에 대한 QoE의 향상은 모바일 단말(100)기의 부하를 줄이고 액세스 네트워크에 신속하게 적응할 수 있는 트래픽 관리를 위한 방법을 필요로 한다. 따라서, 이하 모바일 단말(100)에 대한 모바일 에지 클라우드에서 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)가 대역폭 및 비디오 트래픽을 관리하는 방법에 대해 설명하기로 한다.Meanwhile, the key to mobile video traffic management is to maintain the bandwidth required for video services in heterogeneous networks. The prior art method involves switching the network (network switching) between cellular and Wi-Fi to get better bandwidth in heterogeneous networks or to manage the overall bandwidth as common radio resources (CRR). Network switching schemes assume that networks with better signal strength can provide better bandwidth, but high signal strength does not guarantee better bandwidth due to various network elements. In general, a combination of service elements is used to switch (switch) a network in a heterogeneous network. The common radio resource (CRR) satisfies the service request bandwidth by selecting an appropriate network according to the usage of all radio resources in the heterogeneous network. Typical traffic management uses user preferences to ensure the required bandwidth. According to the user preference, the mobile terminal 100 selects a network for the mobile video service and manages the buffer to ensure the required bandwidth. The video player on the mobile terminal 100 controls the amount of requested traffic for the mobile video service according to the available bandwidth. However, by managing the traffic using only the information measured by the mobile terminal 100, it is difficult to adapt to changes in the network state, so that the computational load of the mobile terminal 100 increases. Improvements in QoE for mobile video services require a method for traffic management that can reduce the load on the mobile terminal 100 and quickly adapt to the access network. Therefore, a method of managing the bandwidth and video traffic by the mobile edge computing server 200 in the mobile edge cloud for the mobile terminal 100 will be described below.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버(Mobile Edge Computing Server)(200)는 액세스 네트워크의 기지국(300)과 연결되고, 액세스 네트워크의 모바일 단말(100)에 클라우드 서비스를 제공한다. 다시 말해, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)과 기지국(300)에 의해 연결되어 모바일 에지 네트워크를 형성하고, 모바일 단말(100)로 비디오 트래픽을 제공한다. 이때, 액세스 네트워크는 셀룰러 네트워크 및/또는 와이파이 네트워크 중 어느 하나일 수 있다. 한편, 본 실시예에 따르면, 리소스가 부족한 모바일 단말(100)은 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)의 스토리지 및 컴퓨팅 리소스를 사용할 수 있다. 액세스 네트워크는 모바일 에지 클라우드의 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)에 연결되며, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 액세스 네트워크에서 전송된 트래픽을 모니터링할 수 있다. Referring to FIG. 1, a mobile edge computing server 200 according to the present embodiment is connected to a base station 300 of an access network and provides a cloud service to a mobile terminal 100 of an access network. . In other words, the mobile edge computing server 200 is connected by the mobile terminal 100 and the base station 300 to form a mobile edge network, and provides video traffic to the mobile terminal 100. In this case, the access network may be any one of a cellular network and / or a Wi-Fi network. Meanwhile, according to the present embodiment, the mobile terminal 100 that lacks resources may use storage and computing resources of the mobile edge computing server 200. The access network is connected to the mobile edge computing server 200 of the mobile edge cloud, and the mobile edge computing server 200 can monitor the traffic transmitted in the access network.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 상태 정보 수신부(210), 비디오 트래픽 관리부(220) 및 비디오 트래픽 배포부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the mobile edge computing server according to the present embodiment includes a state information receiver 210, a video traffic manager 220, and a video traffic distributor 230.
상태 정보 수신부(210)는 모바일 단말로부터 측정된 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 수신한다.The state information receiver 210 receives state information of a network and a service measured from a mobile terminal.
비디오 트래픽 관리부(220)는 상태 정보 수신부(210)로부터 수신한 모바일 단말의 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 통해 모바일 비디오 서비스를 위한 조건을 학습한다. 비디오 트래픽 관리부(220)는 모바일 비디오 서비스를 위한 조건을 로지스틱 회귀 알고리즘(logistic regression algorithm)을 사용해 학습하고 비디오 트래픽을 관리한다.The video traffic manager 220 learns a condition for the mobile video service through the network and service status information of the mobile terminal received from the status information receiver 210. The video traffic manager 220 learns the conditions for the mobile video service using a logistic regression algorithm and manages the video traffic.
비디오 트래픽 관리부(220)는 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용하여 모바일 단말의 네트워크 상태의 수준을 분류하고, 분류된 모바일 단말의 네트워크 상태의 수준에 따라 미디어 버퍼를 관리함으로써 비디오 트래픽을 관리할 수 있다. 이때, 네트워크 상태의 수준은 현재 모바일 단말의 액세스 네트워크 및/또는 이동성의 상태에 따라 결정될 수 있다. 한편, 비디오 트래픽 관리부(220)는, 결정된 네트워크 상태의 수준이 낮은 경우, 모바일 단말의 비디오 플레이어의 요구되는 대역폭을 보장하기 위해 대역폭 집계를 발생시킬 수 있다. The video traffic manager 220 may classify the network state of the mobile terminal using a logistic regression algorithm, and manage the video traffic by managing a media buffer according to the classified network state of the mobile terminal. At this time, the level of the network state may be determined according to the state of the access network and / or mobility of the current mobile terminal. On the other hand, the video traffic management unit 220 may generate a bandwidth aggregation to ensure the required bandwidth of the video player of the mobile terminal when the determined level of network conditions is low.
비디오 트래픽 관리부(220)는 미디어 버퍼 내의 비디오 트래픽의 양을 조정하여 모바일 단말로부터의 트래픽 요청을 준비하고, 모바일 단말로부터 비디오 플레이어의 컨텐츠 비트 레이트, 현재 액세스 네트워크의 데이터 레이트, 플레이어 버퍼 상태 및 플레이어 버퍼 임계값을 포함하는 시스템 매개변수를 보고받아 상술한 시스템 매개변수에 따라 미디어 버퍼의 경계를 결정하고, 비디오 서비스를 모바일 단말에 제공하기 위해 상기 결정된 경계까지 비디오 트래픽을 유지할 수 있다.The video traffic manager 220 adjusts the amount of video traffic in the media buffer to prepare a traffic request from the mobile terminal, and from the mobile terminal the content bit rate of the video player, the data rate of the current access network, the player buffer status and the player buffer. A system parameter including a threshold may be reported to determine a boundary of a media buffer according to the above-described system parameter, and video traffic may be maintained up to the determined boundary to provide a video service to a mobile terminal.
비디오 트래픽 배포부(230)는 비디오 트래픽 관리부(220)에 의해 학습된 조건에 따라 미리 컨텐츠 서버로부터 수신한 비디오 트래픽을 모바일 단말로 배포한다.The video traffic distributor 230 distributes the video traffic received from the content server in advance to the mobile terminal according to the conditions learned by the video traffic manager 220.
한편, 본 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 핸드오버 관리부(240)를 더 포함한다.Meanwhile, the mobile edge computing server according to the present embodiment further includes a handover manager 240.
핸드오버 관리부(240)는 모바일 단말의 기지국 이동이 발생하는 경우, 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버로부터 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버가 보유한 캐시된 비디오 트래픽의 전송을 요구하여 수신하고, 인터넷 상의 클라우트 컨텐츠 서버로부터 다음 비디오 트래픽을 요청한다. 한편, 핸드오버 관리부(240)는 모바일 단말이 시그널링을 수행하여 생성되는 시그널링 메시지를 기지국을 통해 수신하고, 이를 셀룰러 코어 네트워크로 전송함으로써, 핸드 오버가 언제 발생하는지에 관한 정보를 포착할 수 있다.When the base station movement of the mobile terminal occurs, the handover management unit 240 requests and transmits the cached video traffic held by the previous mobile edge computing server from the previous mobile edge computing server, and receives the next request from the cloud content server on the Internet. Request video traffic. Meanwhile, the handover manager 240 may receive a signaling message generated by the mobile terminal performing signaling through the base station and transmit the signaling message to the cellular core network, thereby capturing information regarding when the handover occurs.
한편, 이하, 도 3 내지 6을 통해 본 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버의 모바일 에지 클라우드에서의 트래픽 관리에 대해 자세히 설명하기로 한다.Meanwhile, the traffic management in the mobile edge cloud of the mobile edge computing server according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 클라우드가 있는 이기종 네트워크에서 모바일 비디오 서비스를 위한 네트워크 아키텍처, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버의 미디어 버퍼 관리 방법을 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버의 핸드오버 발생 시, 트래픽의 관리를 일 예를 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 현재 엑세스 네트워크가 와이파이일 때의 네트워크 작동을 나타낸 도면이다. 3 is a network architecture for a mobile video service in a heterogeneous network with a mobile edge cloud according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a media buffer management method of a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention. 5 is a diagram illustrating an example of traffic management when a handover occurs in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a Wi-Fi network of a current access network according to an embodiment of the present invention. Is a diagram illustrating network operation when.
도 3을 참조하면, 모바일 단말(100)은 셀룰러 네트워크와 와이파이 네트워크로 구성된 이기종 네트워크(HN)에 연결되고, 모바일 단말(100)의 비디오 플레이어는 사용자가 이동하는 동안 수신된 트래픽을 재생한다. 셀룰러 네트워크에서 모바일 단말(100)은 통신 사업자에 의해 운영되기 때문에 모바일 에지 클라우드를 사용할 수 있다. 통신 사업자는 모바일 에지 클라우드를 파트너 서비스 제공 업체에 개방할 수 있다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 셀룰러 네트워크의 기지국(300)에 연결되어 모바일 에지 클라우드를 구성한다. 네트워크 아키텍처에서 와이파이 네트워크는 셀룰러 네트워크에 결합되어 있다. 따라서, 모바일 에지 클라우드는 네트워크에서 전달된 데이터 트래픽을 통해 이동 단말의 네트워크 상태 정보를 획득한다. 즉, 모바일 단말(100)은 그들의 네트워크 및 서비스 상태 정보를 측정하고 이러한 정보를 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)에 보고한다. 이후, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)에 대한 전체 상태 정보를 얻을 수 있다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)의 상태 정보를 통해 모바일 비디오 서비스를 위한 최상의 조건을 학습한다. 네트워크 상태에 따라 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 미리 컨텐츠 서버(400)로부터 비디오 트래픽을 수신하여 모바일 단말(100)에 배포한다. 모바일 단말(100)로 수신한 비디오 트래픽을 배포하기 위해, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)에서 수신된 트래픽의 양은 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)의 학습 결과에 달려 있다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 학습을 위해 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용하고 알고리즘을 통해 모바일 단말(100)의 네트워크 정보를 사용하여 네트워크 상태를 분류한다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)가 데이터 분석을 위한 학습을 수행하고 모바일 단말(100)이 측정된 정보를 보고할 때, 모바일 단말(100)의 연산 부하는 크지 않으며, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)의 전체 네트워크 상태 및 서비스 상태를 고려할 수 있다. 따라서, 모바일 에지 클라우드에서 안정적인 비디오 트래픽 분산을 달성할 수 있으므로, 모바일 비디오 서비스의 서비스 품질을 유지할 수 있다. Referring to FIG. 3, the mobile terminal 100 is connected to a heterogeneous network (HN) composed of a cellular network and a Wi-Fi network, and the video player of the mobile terminal 100 reproduces the traffic received while the user moves. In the cellular network, the mobile terminal 100 may use a mobile edge cloud because it is operated by a carrier. Operators can open the mobile edge cloud to partner service providers. The mobile edge computing server 200 is connected to the base station 300 of the cellular network to form a mobile edge cloud. In a network architecture, Wi-Fi networks are coupled to cellular networks. Accordingly, the mobile edge cloud obtains network state information of the mobile terminal through data traffic delivered from the network. That is, the mobile terminal 100 measures their network and service status information and reports this information to the mobile edge computing server 200. Thereafter, the mobile edge computing server 200 may obtain overall state information about the mobile terminal 100. The mobile edge computing server 200 learns the best condition for the mobile video service through the state information of the mobile terminal 100. The mobile edge computing server 200 receives video traffic from the content server 400 in advance and distributes the video traffic to the mobile terminal 100 according to the network condition. In order to distribute the video traffic received to the mobile terminal 100, the amount of traffic received at the mobile edge computing server 200 depends on the learning results of the mobile edge computing server 200. The mobile edge computing server 200 uses a logistic regression algorithm for learning and classifies the network state using the network information of the mobile terminal 100 through the algorithm. When the mobile edge computing server 200 performs learning for data analysis and the mobile terminal 100 reports the measured information, the computational load of the mobile terminal 100 is not large, and the mobile edge computing server 200 is The overall network state and service state of the mobile terminal 100 may be considered. Therefore, stable video traffic distribution can be achieved in the mobile edge cloud, thereby maintaining the quality of service of the mobile video service.
한편, 모바일 비디오 서비스는 대기 시간, 정체 및 패킷 손실 등과 같은 다양한 네트워크 환경의 영향을 받는다. 모바일 비디오 사용자에 대한 QoE를 만족시키기 위해, 모바일 단말(100)은 수신된 비디오 트래픽의 레이트(속도)를 비디오 플레이어의 컨텐츠 비트 레이트(속도)보다 높게 유지해야 한다. 이때, 수신된 비디오 트래픽의 레이트는 네트워크 조건에 따라 다르다. 따라서, 네트워크 상태의 변화에 따라 모바일 에지 클라우드에서 적응형 트래픽 관리가 필요하다. 모바일 에지 클라우드는 액세스 네트워크의 상태를 알 수 있기 때문에 네트워크 상태에 따라 트래픽을 효과적으로 관리할 수 있다. 모바일 단말(100)의 비디오 플레이어의 동작에 영향을 미치는 요소는 네트워크 상태 변경 및 이동성일 수 있다. 액세스 네트워크의 상태가 좋지 않으면 비디오 트래픽이 안정적으로 수신되지 않는다. 이로 인해, 비디오 플레이어가 버퍼링되고 비디오 서비스가 중단될 수 있다. 비디오 플레이어의 버터링과 비디오 서비스의 중단으로 인해 모바일 비디오 사용자의 서비스에 대한 QoE가 감소할 수 있다. 또한, 모바일 단말(100)의 이동성도 네트워크 상태의 변화를 초래할 수 있다. Meanwhile, mobile video services are affected by various network environments such as latency, congestion, and packet loss. In order to satisfy the QoE for the mobile video user, the mobile terminal 100 must keep the rate (rate) of the received video traffic higher than the content bit rate (rate) of the video player. At this time, the rate of the received video traffic depends on the network conditions. Thus, there is a need for adaptive traffic management in the mobile edge cloud as network conditions change. The mobile edge cloud knows the state of the access network, allowing you to effectively manage traffic based on the state of the network. Factors affecting the operation of the video player of the mobile terminal 100 may be network state change and mobility. If the access network is in poor condition, video traffic will not be reliably received. As a result, the video player may be buffered and the video service may be interrupted. Buttering of the video player and interruption of the video service can reduce the QoE for the service of the mobile video user. In addition, the mobility of the mobile terminal 100 may also cause a change in the network state.
본 실시예에 따르면, 대역폭 집계(bandwidth aggregation)는 모바일 비디오의 필요한 대역폭을 보장하는데 사용될 수 있다. 이기종 네트워크에서 대역폭 집계는 비디오 서비스의 서비스 품질(QoS)을 만족시키는데 사용될 수 있다. 대역폭 집계의 효율성을 위해 현재 네트워크 상태를 정확하게 예측하는 것이 중요한데, 현재 네트워크 상태의 예측은 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)에 의해 행해질 수 있다. 또한, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 각 모바일 단말(100)에 대한 미디어 버퍼를 생성하고 버퍼 내의 비디오 트래픽의 양을 관리한다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 미디어 버퍼를 통해 인터넷 클라우드에 있는 컨텐츠 서버(400)를 대신하여 모바일 단말(100)에 비디오 트래픽을 제공한다.According to this embodiment, bandwidth aggregation can be used to ensure the required bandwidth of mobile video. In heterogeneous networks, bandwidth aggregation can be used to satisfy the quality of service (QoS) of video services. It is important to accurately predict the current network state for the efficiency of bandwidth aggregation, which may be done by the mobile edge computing server 200. Mobile edge computing server 200 also creates a media buffer for each mobile terminal 100 and manages the amount of video traffic in the buffer. The mobile edge computing server 200 provides video traffic to the mobile terminal 100 on behalf of the content server 400 in the Internet cloud via a media buffer.
한편, 네트워크 상태 수준은 현재 엑세스 네트워크 및 이동성의 상태에 달려 있다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 학습을 통해 액세스 네트워크의 상태가 양호한지 나쁜지를 예측한다. 또한, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)이 학습을 통해 움직이는지 또는 정지하는지(이동성)를 예측한다. 이후, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 아래의 표 1과 같이 네트워크 상태 수준(level)을 결정한다. Meanwhile, the network status level depends on the current access network and the mobility. The mobile edge computing server 200 learns through the learning whether the access network is in good or bad condition. In addition, the mobile edge computing server 200 predicts whether the mobile terminal 100 moves or stops (mobility) through learning. Thereafter, the mobile edge computing server 200 determines a network state level as shown in Table 1 below.
Figure PCTKR2018015395-appb-T000001
Figure PCTKR2018015395-appb-T000001
네트워크 상태 레벨이 낮으면, 모바일 단말(100)의 비디오 플레이어에 의해 요구되는 컨텐츠 비트 레이트를 보장하기 어렵다. 이것은 비디오 플레이어의 요구되는 대역폭을 보장하기 위해 대역폭 집계가 발생할 가능성이 크다는 것을 의미한다. 네트워크 상태 레벨에 따라, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)의 비디오 서비스를 위한 미디어 버퍼를 관리한다. 미디어 버퍼 내의 비디오 트래픽의 양을 조정함으로써, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)로부터의 트래픽 요청을 준비한다. 모바일 단말(100)은 비디오 플레이어의 콘텐츠 비트 레이트(πt), 현재 액세스 네트워크의 데이터 레이트(속도)(λt), 플레이어 버터 상태(Bt) 및 플레이어 버퍼 임계값(THD)와 같은 시스템 매개변수(파라미터)를 보고한다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 시스템 매개변수(파라미터)에 따라 미디어 버퍼(Bm)의 경계를 결정한다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 비디오 서비스를 모바일 단말(100)에 제공하기 위해 경계까지 비디오 트래픽을 유지한다. 미디어 버퍼의 경계는 낮은 경계(LB), 높은 경계(HB) 및 MAX의 세 단계로 구분될 수 있다. 액세스 네트워크 환경이 열악한 경우, 모바일 단말(100)은 비디오 플레이어의 콘텐츠 비트 레이트를 만족시키려고 노력하며, 낮은 지연속도가 필요하다. 비디오 트래픽 수신 대기 시간이 짧기 때문에, 모바일 에지 클라우드는 더 많은 비디오 트래픽을 유지한다. 이후, 모바일 단말(100)은 컨텐츠 서버(400) 대신 모바일 에지 클라우드의 미디어 버퍼에서 비디오 트래픽을 가져올 수 있다. 한편 표 2 및 도 4는 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)의 미디어 버퍼 관리를 나타낸다. If the network status level is low, it is difficult to guarantee the content bit rate required by the video player of the mobile terminal 100. This means that bandwidth aggregation is likely to occur to ensure the required bandwidth of the video player. According to the network status level, the mobile edge computing server 200 manages a media buffer for the video service of the mobile terminal 100. By adjusting the amount of video traffic in the media buffer, the mobile edge computing server 200 prepares the traffic request from the mobile terminal 100. The mobile terminal 100 includes system parameters such as content bit rate (π t ) of the video player, data rate (rate) (λ t ) of the current access network, player butter state (B t ) and player buffer threshold (THD). Report a variable (parameter). The mobile edge computing server 200 determines the boundary of the media buffer B m according to the system parameter (parameter). The mobile edge computing server 200 maintains video traffic to the perimeter to provide video services to the mobile terminal 100. The boundary of the media buffer can be divided into three stages: low boundary (LB), high boundary (HB), and MAX. If the access network environment is poor, the mobile terminal 100 tries to satisfy the content bit rate of the video player, and a low latency is required. Because of the low latency of receiving video traffic, the mobile edge cloud retains more video traffic. Thereafter, the mobile terminal 100 may obtain video traffic from the media buffer of the mobile edge cloud instead of the content server 400. Meanwhile, Tables 2 and 4 illustrate media buffer management of the mobile edge computing server 200.
Figure PCTKR2018015395-appb-T000002
Figure PCTKR2018015395-appb-T000002
*한편, 모바일 단말(100)이 다른 기지국(300) 영역으로 이동할 때는 핸드 오버가 발생할 수 있다. 기지국(300)의 신호 강도 또는 무선 채널 품질에 따라 모바일 단말(100)은 핸드오버 과정을 결정한다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)가 셀룰러 네트워크의 기지국(300)에 통합되므로 핸드오버가 모바일 에지 클라우드의 사용에 영항을 미칠 수 있다. 본 실시예에 따르면, 이전의 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)와 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 핸드오버가 발생할 때, 신호를 통해 서로 정보를 교환한다. 따라서, 모바일 단말(100)이 모바일 비디오 서비스 중에 다른 기지국(300)으로 이동할 때, 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)로부터 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200) 상에 보유된 캐시된(cached) 비디어 트래픽의 전송을 요구한다. 이후, 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 인터넷 클라우드 컨텐츠 서버(400)로부터 다음 비디오 트래픽을 요청한다. On the other hand, handover may occur when the mobile terminal 100 moves to another base station 300 area. The mobile terminal 100 determines the handover process according to the signal strength of the base station 300 or the radio channel quality. Since the mobile edge computing server 200 is integrated into the base station 300 of the cellular network, handover may affect the use of the mobile edge cloud. According to this embodiment, the old mobile edge computing server 200 and the new mobile edge computing server 200 exchange information with each other through signals when a handover occurs. Thus, when the mobile terminal 100 moves to another base station 300 during the mobile video service, the new mobile edge computing server 200 retains on the old mobile edge computing server 200 from the old mobile edge computing server 200. Requires the transmission of cached video traffic. The new mobile edge computing server 200 then requests the next video traffic from the internet cloud content server 400.
도 5에 도시된 바와 같이, 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 핸드오버가 발생할 때, 모바일 에지 클라우드에서 트래픽 관리를 수행할 수 있다. 모바일 비디오는 HTTP 범위 요청이 바이트 단우로 요청되기 때문에, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 비디오 트래픽을 바이트 단위로 관리한다. 핸드오버가 발생하면, 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200-2)는 이전의 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200-1)로부터 나머지 비디오 트래픽을 요청할 수 있다. 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200-2)가 나머지 비디오 트래픽을 수신할 때까지, 모바일 단말(100)은 플레이어 버퍼에 채워진 트래픽을 통해 모바일 비디오 서비스를 유지한다. 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200-1)와 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200-2) 간에 남아 있는 트래픽이 전송된 후, 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200-2)는 컨텐츠 서버로 비디오 트래픽의 다음 범위를 요청한다. As shown in FIG. 5, the mobile edge computing server may perform traffic management in the mobile edge cloud when handover occurs. Since mobile video requires an HTTP range request in bytes, the mobile edge computing server 200 manages video traffic in bytes. If a handover occurs, the new mobile edge computing server 200-2 may request the remaining video traffic from the old mobile edge computing server 200-1. Until the new mobile edge computing server 200-2 receives the remaining video traffic, the mobile terminal 100 maintains the mobile video service through the traffic filled in the player buffer. After the remaining traffic is transferred between the old mobile edge computing server 200-1 and the new mobile edge computing server 200-2, the new mobile edge computing server 200-2 sends the next range of video traffic to the content server. request.
한편, 핸드오버가 발생하면, 모바일 단말(100)은 끊김없는 서비스를 위한 시그널링을 수행한다. 시그널링 메시지는 기지국(300)을 통해 셀룰러 네트워크 요소에 전달된다. 이때, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 기지국(300)에 연결된다. 시그널링 메시지는 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)를 통해 셀룰러 코어 네트워크에 전송된다. 따라서, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 언제 핸드오버가 발생하는지에 관한 정보를 포함하는 시그널링 메시지를 포착할 수 있다. 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)가 이러한 시그널링 메시지를 포착하여 핸드오버 정보를 획득하면, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)의 캐시된 비디오 트래픽의 나머지 트래픽의 양을 핸드오버 시그널링 절차동안 새로운 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200-2)로 전송할 수 있다.On the other hand, when a handover occurs, the mobile terminal 100 performs signaling for seamless service. The signaling message is delivered to the cellular network element via base station 300. In this case, the mobile edge computing server 200 is connected to the base station 300. The signaling message is sent to the cellular core network via the mobile edge computing server 200. Thus, the mobile edge computing server 200 can capture a signaling message that includes information about when a handover occurs. When the mobile edge computing server 200 captures this signaling message to obtain handover information, the mobile edge computing server 200 signals the amount of remaining traffic of the cached video traffic of the mobile edge computing server 200. During the procedure, it can send to the new mobile edge computing server 200-2.
한편, QoE를 보장하기 위해서는 비디오 플레이어의 요구 사항에 대한 충분한 대역폭을 확보하는 것이 중요하다. 안정적인 트래픽 관리를 위해서는 네트워크를 제어해야 하며, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)에 의해 보고되는 시스템 매개변수(파라미터)를 통해 액세스 네트워크 조건을 결정한다. 네트워크 상태에 따라, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 모바일 단말(100)에 네트워크 동작을 추천할 수 있다. 액세스 네트워크 상태에 큰 변화가 있고 이동성이 있을 때, 모바일 에지 컴퓨팅 서버(200)는 액세스 네트워크를 제어하여 대역폭 집계를 통해 모바일 단말(100)의 비디오 플레이어에 필요한 대역폭을 보장하려고 시도할 수 있다. 아래의 표 3과 도 6은 현재 액세스 네트워크가 와이파이일 때의 네트워크 작동을 나타낸다. On the other hand, it is important to ensure sufficient bandwidth for video player requirements to ensure QoE. For stable traffic management, the network must be controlled, and the mobile edge computing server 200 determines an access network condition through system parameters (parameters) reported by the mobile terminal 100. According to the network state, the mobile edge computing server 200 may recommend the network operation to the mobile terminal 100. When there is a large change in access network state and mobility, the mobile edge computing server 200 may attempt to control the access network to ensure the bandwidth required for the video player of the mobile terminal 100 through bandwidth aggregation. Tables 3 and 6 below show network operation when the current access network is Wi-Fi.
Figure PCTKR2018015395-appb-T000003
Figure PCTKR2018015395-appb-T000003
모바일 비디오 사용자의 QoE를 향상시키기 위해, 대역폭 집계는 비디오 재생을 위한 대역폭이 긴급하게 필요할 때 사용된다. 또한, 모바일 단말에 이동성이 없는 경우, 다른 와이파이 네트워크에 연결하는 것이 좋다. 현재 액세스 네트워크가 셀룰러일 때, 네트워크 동작은 더 간단하다. 모바일 단말은 휴대 전화의 정책에 따라 와이파이 연결을 시도한다. 모바일 단말이 와이파이에 연결되면 상기 표3에 설명된 작업을 수행할 수 있다. 모바일 단말이 현재 액세스 테느워크와 같이 셀룰러에서 이동성이 낮으면, 비디오 재생을 위한 대역폭 부족을 보완하기 위해 인근 와이파이에 연결하여 대역폭 집계를 수행할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 네트워크 상태 수준은 중요하다. 네트워크 상태 수준은 네트워크 상태 값과 이동성 값에 의해 결정될 수 있다. 네트워크 상태 값과 이동성 값은 모바일 에지 컴퓨팅 서버에서 학습한 결과에 의해 얻어진다. 학습 알고리즘은 무선 네트워크의 상태 추정이나 네트워크에서의 의사 결정에 사용될 수 있으며, 상술한 값(네트워크 상태 값과 이동성 값)은 기계 학습의 분류 알고리즘에 의해 계산될 수 있다. 본 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 액세스 네트워크의 전체 정보를 처리하며, 컴퓨팅을 위한 충분한 리소스를 가지고 있으므로, 네트워크 조건에 대해 학습할 수 있다. To improve the QoE of mobile video users, bandwidth aggregation is used when bandwidth for video playback is urgently needed. In addition, if the mobile terminal is not mobile, it is good to connect to another WiFi network. When the current access network is cellular, network operation is simpler. The mobile terminal attempts to connect to Wi-Fi according to the mobile phone's policy. When the mobile terminal is connected to the Wi-Fi, it may perform the operations described in Table 3 above. If the mobile terminal has low mobility in cellular, such as the current access network, bandwidth aggregation can be performed by connecting to a nearby Wi-Fi to compensate for the lack of bandwidth for video playback. According to this embodiment, the network status level is important. The network status level can be determined by the network status value and the mobility value. Network state values and mobility values are obtained by learning from the mobile edge computing server. The learning algorithm may be used for estimation of a state of a wireless network or decision making in a network, and the above-described values (network state value and mobility value) may be calculated by a classification algorithm of machine learning. The mobile edge computing server according to the present embodiment processes the entire information of the access network and has sufficient resources for computing, so that it can learn about network conditions.
네트워크 상태 및 이동성 상태를 판단하기 위해 회귀 분석에 의한 분류가 적용될 수 있다. 즉, 네트워크 조건에 대한 학습은 로지스틱 회귀 알고리즘에 의해 수행될 수 있다. 이 분류 방법은 이항 상태(binomial states)를 분류하는데 사용된다. 네트워크 상태는 양호한 상태와 나쁜 상태를 가지며, 이동성 상태는 이동 상태와 정지 상태를 가지므로, 네트워크 상태와 이동 상태를 판단하는데 적절한 회귀 분석이 고려될 수 있다. 상태 분류를 위해서는 학습을 위한 입력 기능(input feature)이 필요하다. 네트워크 상태의 경우, 처리량(또는 전송 데이터 레이트) 및 수신 신호 강도 표시(RSSI) 값이 입력 기능 x1, x2로 사용된다. 이동성 상태의 경우, 단위 시간당 RSSI 값의 차이와 단위 시간당 와이파이 AP 수의 차이가 입력 기능 x1과 x2로 사용된다. 그 후, 상태 분류를 위한 학습 알고리즘은 다음과 같다. 상태(네트워크 또는 이동성에 대한 상태)가 y로 표현될 때, 아래의 수학식 1과 같이 이항분포를 갖는다.Classification by regression analysis may be applied to determine network status and mobility status. That is, learning about network conditions may be performed by logistic regression algorithm. This classification method is used to classify binomial states. Since the network state has a good state and a bad state, and the mobility state has a mobile state and a stationary state, appropriate regression analysis can be considered in determining the network state and the mobile state. State classification requires an input feature for learning. In the case of network conditions, the throughput (or transmit data rate) and received signal strength indication (RSSI) values are used as input functions x1, x2. In the mobility state, the difference in RSSI value per unit time and the difference in the number of Wi-Fi APs per unit time are used as the input functions x1 and x2. Then, the learning algorithm for state classification is as follows. When the state (state for network or mobility) is represented by y, it has a binomial distribution as in Equation 1 below.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000001
Figure PCTKR2018015395-appb-M000001
네트워크 상태에서 y가 1이면 양호한 상태이고, 그렇지 않으면(y가 0이면) 나쁜 상태이다. 이동성 상태에서 y가 1이면 움직이는 상태이고, 그렇지 않으면(y가 0이면) 정지 상태이다. 로지스틱 회귀는 가설을 세우기 위해 로지스틱 함수를 사용하고, 0과 1 사이의 값을 갖는 시그모이드 함수(sigmoid function)를 로지스틱 함수로 사용한다. 그것은 아래의 수학식 2로 표현된다.In the network state, if y is 1, it is good, otherwise (y is 0) it is bad. In the state of mobility, y is 1, otherwise it is stationary (y is 0). Logistic regression uses a logistic function to construct a hypothesis and uses a sigmoid function with a value between 0 and 1 as a logistic function. It is represented by Equation 2 below.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000002
Figure PCTKR2018015395-appb-M000002
수학식 2는 가중치(θ) 및 입력 특징(x)에 의한 선형 함수로 구성된 입력 파라미터를 갖는다. 가중치(θ)의 상태 확률은 log 함수를 사용하여 표현된다. Equation 2 has an input parameter composed of a linear function by weight θ and input feature x. The state probability of the weight θ is expressed using the log function.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000003
Figure PCTKR2018015395-appb-M000003
Figure PCTKR2018015395-appb-M000004
Figure PCTKR2018015395-appb-M000004
이후, 상기 수학식 3과 4는 아래의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.Then, Equations 3 and 4 may be expressed as Equation 5 below.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000005
Figure PCTKR2018015395-appb-M000005
모바일 에지 컴퓨팅 서버는 모바일 비디오 서비스 동안 교육 사례를 수집한다. 여기에는 m개의 교육 예제가 있으며, 예제는 모바일 에지 컴퓨팅 서버에서 독립적으로 생성된다. 따라서, 수학식 5는 아래의 수학식 6과 같이 m개의 훈련 예제에 대한 우도 함수(likelihood function)로 표현될 수 있다.The mobile edge computing server collects training cases during the mobile video service. There are m training examples, which are generated independently on the mobile edge computing server. Therefore, Equation 5 may be expressed as a likelihood function for m training examples as shown in Equation 6 below.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000006
Figure PCTKR2018015395-appb-M000006
수학식 6은 로그 우도 함수로 재작성될 수 있다. 로그 우도 함수를 통해 수학식 6은 다항식(polynomial)으로 표현된다.Equation 6 may be rewritten as a log likelihood function. Equation 6 is expressed as a polynomial through a log likelihood function.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000007
Figure PCTKR2018015395-appb-M000007
수학식 2가 주어지면 상기 수학식 7은 가중치(θ)의 함수가 된다. 가중치(θ)를 통해 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 상태에 대한 의사 결정을 수행한다. 따라서, 상태에 대한 의사 결정의 정확성을 높이기 위해 적절한 가중치(θ)를 결정해야 한다. 적절한 가중치(θ)는 수학식 7에서 로그 우도 함수를 최대화함으로써 구할 수 있다. 따라서, 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 그라이언트 상승 알고리즘(gradient ascent algorithm)을 사용하여 가중치(θ)를 업데이트한다.Given Equation 2, Equation 7 becomes a function of the weight θ. Through the weight θ, the mobile edge computing server makes a decision about the state. Therefore, an appropriate weight θ must be determined to increase the accuracy of the decision about the state. The appropriate weight θ can be obtained by maximizing the log likelihood function in equation (7). Thus, the mobile edge computing server updates the weight θ using a gradient ascent algorithm.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000008
Figure PCTKR2018015395-appb-M000008
상기 수학식 8에서 α는 로그 우도 함수(log likelihood function)의 기울기(gradient)에 대한 단위 크기이다. j번째 입력 기능(input feature) 에 대한 로그 우도 함수의 기울기는 아래의 수학식 9와 같다.In Equation 8, α is a unit size of a gradient of a log likelihood function. The slope of the log likelihood function for the j th input feature is expressed by Equation 9 below.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000009
Figure PCTKR2018015395-appb-M000009
수학식 9가 수학식 8에 적용되면, 수학식 8은 아래의 수학식 10이 된다.If Equation 9 is applied to Equation 8, Equation 8 becomes Equation 10 below.
Figure PCTKR2018015395-appb-M000010
Figure PCTKR2018015395-appb-M000010
훈련 예는 가설 h(x)와 결과 (y)가 포함한다. i번째 학습 예제를 학습하면 j번째 입력 기능(input feature)에 대한 가중치가 업데이트된다. 확률적 구배 상승률 규칙(stochastic gradient ascent rule)을 통해 가중치가 결정된다. 확률적 구배 상승률 규칙(stochastic gradient ascent rule)에서 가중치에 대한 업데이트는 가중치가 수렴할 때까지 반복된다. 이것은 아래와 같이 표현된다.Training examples include the hypothesis h (x) and outcome (y). Learning the i th learning example updates the weights for the j th input feature. The weight is determined using a stochastic gradient ascent rule. In the stochastic gradient ascent rule, the update to the weights is repeated until the weights converge. This is expressed as
Figure PCTKR2018015395-appb-I000001
Figure PCTKR2018015395-appb-I000001
모바일 에지 컴퓨팅 서버는 많은 데이터와 학습을 위한 충분한 컴퓨팅 리소스를 가지고 있다. 이 학습을 통해 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 네트워크 상태 및 이동성 상태를 올바르게 결정할 수 있다. 정확한 상태 인식 후, 제안된 트래픽 관리는 모바일 비디오 사용자를 위해 QoE를 향상시킬 수 있다.Mobile edge computing servers have plenty of computing resources for a lot of data and learning. This learning allows the mobile edge computing server to correctly determine the network state and mobility state. After accurate state awareness, the proposed traffic management can improve QoE for mobile video users.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 에지 컴퓨팅 서버에서의 트래픽 관리 방법의 개략적인 흐름도이다.7 is a schematic flowchart of a traffic management method in a mobile edge computing server according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 먼저, 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 모바일 단말로부터 측정된 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 수신한다(S710). Referring to FIG. 7, first, a mobile edge computing server receives network and service state information measured from a mobile terminal (S710).
이후, 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 수신한 모바일 단말의 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 통해 모바일 비디오 서비스를 위한 조건을 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용해 학습하고 비디오 트래픽을 관리한다(S720). Thereafter, the mobile edge computing server learns the conditions for the mobile video service using the logistic regression algorithm through the state information of the network and the service of the received mobile terminal and manages the video traffic (S720).
다음으로, 모바일 에지 컴퓨팅 서버는 학습된 조건에 따라 미리 컨텐츠 서버로부터 수신한 비디오 트래픽을 상기 모바일 단말로 배포한다(S730). Next, the mobile edge computing server distributes the video traffic received from the content server in advance to the mobile terminal according to the learned condition (S730).
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는, 본 발명을 위한 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Methods according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that may be implemented as an application or executed through various computer components, and may be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention, and may be known and available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 또한, 본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서의 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.While this specification includes many features, such features should not be construed as limiting the scope of the invention or the claims. In addition, the features described in the individual embodiments herein can be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in a single embodiment of the present specification can be implemented individually in various embodiments or in combination as appropriate.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 앱 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.Although the operations have been described in a particular order in the drawings, they should not be understood as being performed in a particular order as shown or in a sequence of successive orders, or all of the described actions being performed to obtain a desired result. Multitasking and parallel processing may be advantageous in certain circumstances. In addition, it should be understood that the division of various system components in the above-described embodiments does not require such division in all embodiments. The app components and systems described above may generally be packaged in a single software product or multiple software products.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawing.

Claims (8)

  1. 모바일 단말과 기지국에 의해 연결되어 모바일 에지 네트워크를 형성하고, 상기 모바일 단말로 비디오 트래픽을 제공하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치에 있어서,In the traffic management device of the mobile edge cloud is connected by a mobile terminal and a base station to form a mobile edge network, and provides video traffic to the mobile terminal,
    상기 모바일 단말로부터 측정된 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 수신하는 상태 정보 수신부;A status information receiver configured to receive status information of a network and a service measured from the mobile terminal;
    상기 상태 정보 수신부로부터 수신한 모바일 단말의 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 통해 모바일 비디오 서비스를 위한 조건을 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용해 학습하고 비디오 트래픽을 관리하는 비디오 트래픽 관리부; 및A video traffic manager configured to learn a condition for a mobile video service using a logistic regression algorithm and manage video traffic based on network and service status information of the mobile terminal received from the status information receiver; And
    상기 비디오 트래픽 관리부에 의해 학습된 조건에 따라 미리 컨텐츠 서버로부터 수신한 비디오 트래픽을 상기 모바일 단말로 배포하는 비디오 트래픽 배포부;를 포함하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치. And a video traffic distribution unit for distributing the video traffic received from the content server in advance to the mobile terminal according to the condition learned by the video traffic management unit.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 비디오 트래픽 관리부는,The video traffic management unit,
    상기 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용하여 모바일 단말의 네트워크 상태의 수준을 분류하고, 상기 분류된 모바일 단말의 네트워크 상태의 수준에 따라 미디어 버퍼를 관리하여 비디오 트래픽을 관리하는 것을 특징으로 하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치. Traffic management of the mobile edge cloud by using the logistic regression algorithm to classify the level of the network state of the mobile terminal, and manage the video traffic by managing the media buffer according to the level of the network state of the classified mobile terminal Device.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 네트워크 상태의 수준은 현재 모바일 단말의 액세스 네트워크 및 이동성의 상태에 따라 결정되는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치.The level of the network state is a traffic management device of the mobile edge cloud is determined according to the current state of the access network and mobility of the mobile terminal.
  4. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 결정된 네트워크 상태의 수준이 낮은 경우,If the level of the determined network condition is low,
    모바일 단말의 비디오 플레이어의 요구되는 대역폭을 보장하기 위해 대역폭 집계가 발생하는 것을 특징으로 하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치.Device for traffic management of the mobile edge cloud, characterized in that bandwidth aggregation occurs to ensure the required bandwidth of the video player of the mobile terminal.
  5. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 비디오 트래픽 관리부는,The video traffic management unit,
    미디어 버퍼 내의 비디오 트래픽의 양을 조정하여 모바일 단말로부터의 트래픽 요청을 준비하고, 상기 모바일 단말로부터 비디오 플레이어의 컨텐츠 비트 레이트, 현재 액세스 네트워크의 데이터 레이트, 플레이어 버퍼 상태 및 플레이어 버퍼 임계값을 포함하는 시스템 매개변수를 보고받아 상기 시스템 매개변수에 따라 미디어 버퍼의 경계를 결정하고, 비디오 서비스를 모바일 단말에 제공하기 위해 상기 경계까지 비디오 트래픽을 유지하는 것을 특징으로 하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치.A system that adjusts the amount of video traffic in a media buffer to prepare a traffic request from a mobile terminal, and includes from the mobile terminal the content bit rate of the video player, the data rate of the current access network, player buffer status, and player buffer threshold. The media management device according to the system parameter to determine the boundary of the media buffer, the traffic management device of the mobile edge cloud, characterized in that to maintain the video traffic to the boundary to provide a video service to the mobile terminal.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    모바일 단말의 기지국 이동이 발생하는 경우, 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버로부터 상기 이전 모바일 에지 컴퓨팅 서버가 보유한 캐시된 비디오 트래픽의 전송을 요구하여 수신하고, 인터넷 상의 클라우드 컨텐츠 서버로부터 다음 비디오 트래픽을 요청하는 핸드오버 관리부;를 더 포함하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치.When a base station movement of a mobile terminal occurs, a handover requesting and receiving cached video traffic retained by the previous mobile edge computing server from a previous mobile edge computing server and requesting the next video traffic from a cloud content server on the Internet Traffic management device of the mobile edge cloud further comprising a management unit.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 핸드오버 관리부는,The handover management unit,
    모바일 단말이 시그널링을 수행하여 생성되는 시그널링 메시지를 기지국을 통해 수신하고, 이를 셀룰러 코어 네트워크로 전송하여 핸드 오버가 언제 발생하는지에 관한 정보를 포착하는 것을 특징으로 하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치.The mobile terminal receives a signaling message generated by performing the signaling through the base station, and transmits it to the cellular core network to capture information about when the handover occurs.
  8. 모바일 단말과 기지국에 의해 연결되어 모바일 에지 네트워크를 형성하고, 상기 모바일 단말로 비디오 트래픽을 제공하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치에서의 트래픽 관리 방법에 있어서,A traffic management method in a traffic management apparatus of a mobile edge cloud connected by a mobile terminal and a base station to form a mobile edge network and providing video traffic to the mobile terminal,
    상기 모바일 단말로부터 측정된 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 수신하는 단계;Receiving status information of a network and a service measured from the mobile terminal;
    상기 수신한 모바일 단말의 네트워크 및 서비스의 상태 정보를 통해 모바일 비디오 서비스를 위한 조건을 로지스틱 회귀 알고리즘을 사용해 학습하고 비디오 트래픽을 관리하는 단계; 및 Learning a condition for a mobile video service using a logistic regression algorithm and managing video traffic through state information of the network and service of the received mobile terminal; And
    상기 학습된 조건에 따라 미리 컨텐츠 서버로부터 수신한 비디오 트래픽을 상기 모바일 단말로 배포하는 단계;를 포함하는 모바일 에지 클라우드의 트래픽 관리 장치에서의 트래픽 관리 방법.And distributing video traffic received from a content server in advance to the mobile terminal according to the learned condition.
PCT/KR2018/015395 2018-05-15 2018-12-06 Traffic management method in mobile edge cloud for improving quality of mobile video and device therefor WO2019221352A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0055647 2018-05-15
KR1020180055647A KR102046713B1 (en) 2018-05-15 2018-05-15 Method for traffic management in mobile edge cloud for quality improvement of mobile video and apparatus thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019221352A1 true WO2019221352A1 (en) 2019-11-21

Family

ID=68540557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/015395 WO2019221352A1 (en) 2018-05-15 2018-12-06 Traffic management method in mobile edge cloud for improving quality of mobile video and device therefor

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102046713B1 (en)
WO (1) WO2019221352A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111654712A (en) * 2020-06-22 2020-09-11 中国科学技术大学 Dynamic self-adaptive streaming media multicast method suitable for mobile edge computing scene
CN112989894A (en) * 2019-12-18 2021-06-18 阿里巴巴集团控股有限公司 Target detection method, task processing method, device, equipment and storage medium
CN113038543A (en) * 2021-02-26 2021-06-25 展讯通信(上海)有限公司 QoE value adjusting method and device
WO2021150060A1 (en) 2020-01-23 2021-07-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for edge computing service
CN114827131A (en) * 2022-05-30 2022-07-29 天津师范大学 Streaming media transmission method, terminal and storage medium based on cloud edge-side cooperative computing
CN112989894B (en) * 2019-12-18 2024-05-03 阿里巴巴集团控股有限公司 Target detection method, task processing method, device, equipment and storage medium

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021230720A1 (en) * 2020-05-15 2021-11-18 삼성전자 주식회사 Image content transmission method and apparatus using edge computing service
EP4142292A4 (en) * 2020-05-18 2023-09-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Image content transmitting method and device using edge computing service
KR102270818B1 (en) * 2020-12-24 2021-06-29 전남대학교산학협력단 Super-Resolution Streaming Video Delivery System Based-on Mobile Edge Computing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120074513A (en) * 2010-12-28 2012-07-06 주식회사 케이티 Apparatus and method for managing access facilities
KR20150130020A (en) * 2014-05-13 2015-11-23 엘에스산전 주식회사 Method for Traffic Management of Communication Device
KR101589446B1 (en) * 2014-08-20 2016-01-28 에스케이텔레콤 주식회사 Traffic redirection method for contents delivery service and computer readable recording medium
US20170054641A1 (en) * 2015-08-20 2017-02-23 International Business Machines Corporation Predictive network traffic management
KR20170043403A (en) * 2015-10-13 2017-04-21 삼성전자주식회사 Method and apparatus for providing multimedia service between heterogeneous networks

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104079369A (en) * 2013-03-28 2014-10-01 株式会社日立制作所 Server, data caching method as well as communication system and method using server
KR101737860B1 (en) 2015-11-13 2017-05-19 주식회사 나드리가구 Chest with sliding door

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120074513A (en) * 2010-12-28 2012-07-06 주식회사 케이티 Apparatus and method for managing access facilities
KR20150130020A (en) * 2014-05-13 2015-11-23 엘에스산전 주식회사 Method for Traffic Management of Communication Device
KR101589446B1 (en) * 2014-08-20 2016-01-28 에스케이텔레콤 주식회사 Traffic redirection method for contents delivery service and computer readable recording medium
US20170054641A1 (en) * 2015-08-20 2017-02-23 International Business Machines Corporation Predictive network traffic management
KR20170043403A (en) * 2015-10-13 2017-04-21 삼성전자주식회사 Method and apparatus for providing multimedia service between heterogeneous networks

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SEOKHOON KIM, ET AL.: "Traffic management in the mobile edge cloud to improve the quality of experience of mobile video", COMPUTER COMMUNICATIONS, vol. 118, March 2018 (2018-03-01), pages 40 - 49, XP055657843 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112989894A (en) * 2019-12-18 2021-06-18 阿里巴巴集团控股有限公司 Target detection method, task processing method, device, equipment and storage medium
CN112989894B (en) * 2019-12-18 2024-05-03 阿里巴巴集团控股有限公司 Target detection method, task processing method, device, equipment and storage medium
WO2021150060A1 (en) 2020-01-23 2021-07-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for edge computing service
EP4094486A4 (en) * 2020-01-23 2023-07-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for edge computing service
US11856471B2 (en) 2020-01-23 2023-12-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for edge computing service
CN111654712A (en) * 2020-06-22 2020-09-11 中国科学技术大学 Dynamic self-adaptive streaming media multicast method suitable for mobile edge computing scene
CN111654712B (en) * 2020-06-22 2021-10-01 中国科学技术大学 Dynamic self-adaptive streaming media multicast method suitable for mobile edge computing scene
CN113038543A (en) * 2021-02-26 2021-06-25 展讯通信(上海)有限公司 QoE value adjusting method and device
CN114827131A (en) * 2022-05-30 2022-07-29 天津师范大学 Streaming media transmission method, terminal and storage medium based on cloud edge-side cooperative computing
CN114827131B (en) * 2022-05-30 2024-03-01 天津师范大学 Streaming media transmission method, terminal and storage medium based on cloud edge end cooperative computing

Also Published As

Publication number Publication date
KR102046713B1 (en) 2019-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019221352A1 (en) Traffic management method in mobile edge cloud for improving quality of mobile video and device therefor
WO2021091285A1 (en) Method and apparatus for controlling network slice in wireless communication system
WO2021066423A1 (en) Method and device for data rate control in network slice in wireless communication system
WO2020032769A1 (en) Method and device for managing network traffic in wireless communication system
WO2020184929A1 (en) Method and apparatus for managing the mobility of device in a network
WO2012015234A9 (en) Apparatus and method for controlling session connection in communication system
WO2018174638A1 (en) Method and device for managing state of session according to position of terminal in wireless communication system
WO2021091266A1 (en) Method and device for providing network analysis information for rfsp index selection in mobile communication network
WO2016129957A1 (en) Methods and apparatuses for processing ue context of ue
US8619647B2 (en) Macro diversity in a mobile data network with edge breakout
WO2012153997A2 (en) Method and apparatus for the efficient estimation of the movement state of a terminal in a mobile communication system
WO2019231258A1 (en) Method and apparatus for establishing a connection with a content server
US20130070618A1 (en) Mobile network services in a mobile data network
WO2018131892A1 (en) Apparatus and method for controlling traffic in wireless communication system
WO2021096325A1 (en) Method and apparatus for improving network slice control accuracy in wireless communication system
WO2021045531A1 (en) Apparatus and method for network automation in wireless communication system
US8830864B2 (en) Maintenance of high-speed channels by inserting channel maintenance data in a mobile data network to avoid channel type switching
US20030235163A1 (en) Wireless packet routing for minimal delay and simplification of packet routing
WO2018217056A1 (en) Method and apparatus for guaranteeing quality of service in wireless communication system
WO2021158001A1 (en) Method and apparatus for managing resource through service demand information analysis in wireless communication system
WO2017065519A1 (en) Apparatus and method for providing data service using heterogeneous network
US8914021B2 (en) Using the maintenance channel in a mobile data network to provide subscriber data when a cache miss occurs
WO2022005037A1 (en) Method and device for providing network analytics information in wireless communication network
WO2022065900A1 (en) A method and apparatus for power management in a wireless communication system
CN112770364B (en) Terminal channel switching method and system of wireless local area network

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18918925

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18918925

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1