KR101682536B1 - 추출된 네트워크 자원 요건을 이용한 서비스 프로비저닝 - Google Patents

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Abstract

가상 무선 인터페이스 상의 간섭 비용은, 프로비저닝 결정으로 인해 야기될 수 있는 자원 가용성 및/또는 스펙트럼 효율의 변화를 추정하기 위해 무선 네트워크의 로딩의 함수로 모델링될 수 있다. 한 예시에서, 이 모델링은, 무선 네트워크에 대응하는 과거 및/또는 시뮬레이트된(simulated) 자원 비용 데이터로부터 디벨롭(develop)된 비용 함수를 통해 달성된다. 비용 데이터는 일정 시간 간격(예컨대, 한 달, 일 년, 등) 동안의 다양한 링크에 대한 간섭 데이터, 스펙트럼 효율 데이터, 및/또는 로딩 데이터를 포함할 수 있고, 네트워크 내의 다양한 링크 상의 로딩과 간섭 비용 사이의 상관관계를 획득하기 위해 분석 및/또는 통합될 수 있다. 일례로, 비용 함수는 하나 이상의 주변 가상 링크 상의 로딩의 함수로 한 가상 링크 상의 간섭 비용을 설명할 수 있다.

Description

추출된 네트워크 자원 요건을 이용한 서비스 프로비저닝{SERVICE PROVISIONING USING ABSTRACTED NETWORK RESOURCE REQUIREMENTS}
본 발명은 개괄적으로 통신에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 추출된 네트워크 자원 요건을 이용하여 서비스 프로비저닝(service provisioning)하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
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네트워크 사업자(network operator)는 사용자의 종합적인 서비스 품질(Quality of Service; QoS) 요건을 만족시키는 방식으로 복수의 사용자 사이에 유한 공유 자원(예를 들면, 대역폭 등)을 공평하게 분배하는 일을 맡고 있다. 종래의 기술은, 전체 자원 이용 효율을 희생하여 QoS 요건을 만족시키는, ad hoc 방식(예를 들면, 케이스 바이 케이스 방식)으로 네트워크 자원을 할당했다. 예를 들면, 무선 환경에서, 스펙트럼 대역폭은, 증가된 트래픽 로드로 인해 발생한 간섭이 어떻게 주변 간섭을 통해 스펙트럼 효율을 감소시키는지를 고려하지 않고, 각각의 서비스 요청을 만족시키도록 할당될 수 있다. 이에 따라, 차세대 네트워크의 증가하는 수요를 만족시키기 위해 네트워크의 자원을 보다 효율적으로 할당하기 위한 메커니즘과 기술이 필요하다.
기술적 이점은 일반적으로, 추출된 네트워크 자원 요건을 이용하여 서비스 프로비저닝하는 방법 및 시스템을 설명하는 본 개시의 실시예에 의해 달성된다.
일 실시예에 따르면, 무선 네트워크 가상화 방법을 제공한다. 이 예시에서, 이 방법은, 무선 네트워크 내의 가상 링크를 식별하는 단계, 상기 무선 네트워크에 대한 자원 비용 데이터를 획득하는 단계, 및 상기 자원 비용 데이터에 따라 상기 무선 인터페이스에 대한 자원 비용 데이터베이스를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 가상 링크는 적어도, 제1 무선 인터페이스에 대응하는 제1 가상 링크, 및 제2 무선 인터페이스에 대응하는 제2 가상 링크를 포함한다. 상기 제1 무선 인터페이스와 상기 제2 무선 인터페이스는 상기 무선 네트워크 내에서 트래픽을 운반하는데 이용 가능하다. 상기 자원 비용 데이터베이스는 상기 제2 가상 링크 상의 로딩의 함수로 상기 제1 가상 링크 상의 간섭 비용을 설명한다. 상기 자원 비용 데이터베이스는 상기 무선 네트워크에 자원을 프로비저닝하는데 이용되도록 구성되어 있다.
다른 실시예에 따르면, 자원을 프로비저닝하는 방법을 제공한다. 이 예시에서, 이 방법은, 무선 네트워크에 대한 자원 비용 데이터베이스를 획득하는 단계, 및 상기 무선 네트워크에 대한 네트워크 로딩 정보를 수집하는 단계를 포함한다. 상기 네트워크 로딩 정보는, 초기 인터벌(interval)에 대응한다. 상기 자원 비용 데이터베이스는 제2 가상 링크 상의 로딩의 함수로 제1 가상 링크 상의 간섭 비용을 설명한다. 상기 제1 가상 링크는 제1 무선 인터페이스에 대응하고, 상기 제2 가상 링크는 제2 무선 인터페이스에 대응한다. 상기 제1 무선 인터페이스와 상기 제2 무선 인터페이스는 상기 무선 네트워크 내에서 트래픽을 운반하는데 이용 가능하다. 이 방법은, 상기 네트워크 로딩 정보 및 상기 자원 비용 데이터베이스에 따라 후속 인터벌(subsequent interval)에 대해 네트워크 자원을 프로비저닝하는 단계를 추가로 포함한다. 이 방법을 수행하는 장치도 제공된다.
본 발명 및 이들의 이점의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 함께 이하의 설명을 참조할 수 있다.
도 1은 무선 통신 네트워크의 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 2는 무선 통신 네트워크의 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 3은 무선 통신 네트워크의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 4는 무선 통신 네트워크의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 5는 무선 통신 네트워크의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 6은 수락 제어를 수행하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 7은 경로 선택을 수행하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 8은 통신 네트워크의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 9는 네트워크 아키텍쳐의 일 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 10은 네트워크 아키텍쳐의 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 11은 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 12는 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 13은 통신 시퀀스의 일 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 14는 수락 제어와 경로 선택을 수행하는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 15는 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 16은 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 17은 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 18은 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 19는 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 20은 네트워크 아키텍쳐의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 21은 수락 컨트롤러의 일 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 22는 수락 제어 시스템의 일 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 23은 수락 제어 시스템의 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 24는 수락 제어 시스템의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 25는 수락 제어 시스템의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 26은 무선 통신 네트워크의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 27은 자원 비용 데이터베이스 일부분의 일 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 28은 무선 통신 네트워크의 또 다른 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 29 내지 도 30은 자원 비용 데이터베이스 일부분의 추가적인 실시예의 다이어그램을 도시한다.
도 31은 통신 장치의 일 실시예의 블록도를 도시한다.
도 32는 프로세싱 시스템의 일 실시예의 블록도를 도시한다.
본 개시의 실시예의 제작 및 이용은 아래에서 상세하게 논의된다. 그러나 본 발명은, 폭넓고 다양한 구체적인 콘텍스트에서 구현될 수 있는 많은 적용 가능한 창의적인 컨셉을 제공한다는 것을 이해해야 한다. 논의되는 구체적인 실시예는 단지 본 발명을 제작하고 이용하는 특정 방법을 설명한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하지는 않는다.
본 개시의 일 측면은, 무선 네트워크에서의 로딩의 함수로 가상 무선 인터페이스의 간섭 비용을 모델링하는 기법을 제공한다. 보다 구체적으로, 주어진 무선 인터페이스의 스펙트럼 효율은, 주변 인터페이스를 통해 통신되는 트래픽으로부터 생성된 간섭에 의해 상당히 영향을 받을 수 있다. 이 스펙트럼 효율의 감소는, 주위의 무선 인터페이스의 트래픽 로딩의 함수로 모델링될 수 있는, 비용을 나타낼 수 있다. 비용 함수는, 시간 간격(예를 들면, 한 달, 일 년, 등) 동안의 과거 간섭 데이터, 스펙트럼 효율 데이터, 및/또는 다양한 링크/AP에 대한 로딩 데이터와 같이, 무선 네트워크로부터 획득된 자원 비용 데이터로부터 디벨롭(develop)될 수 있다. 이 자원 비용 데이터는, 다양한 링크 상의 로딩의 함수로 네트워크 내의 스펙트럼 효율/간섭-비용을 모델링하는, 자원 비용 데이터베이스를 획득하기 위해 분석 및/또는 통합될 수 있다. 자원 비용 데이터베이스는, 동적 로딩 데이터와 함께, 자원 프로비저닝 효율을 향상시키는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 자원 비용 데이터베이스는, 서비스 요청을 승인하거나 경로 선택을 수행하기 전에 프로비저닝 결정(provisioning decision)으로 인해 야기될 수 있는 네트워크 간섭/스펙트럼 효율의 순변화(net change)를 예측하는데 이용될 수 있다.
자원 비용 데이터베이스는, 네트워크 사업자(NTO)에 의해, 네트워크 자원 가격 책정(pricing)을 동적으로 설정하거나 조정하는데 이용될 수도 있다. 보다 구체적으로 차세대 네트워크는, 가상 또는 물리적 자원이 수요와 공급에 따라 달라지는 가격으로 판매되는, 시장 아키텍처를 이용하여 네트워크 자원을 분배할 수 있다. 예를 들면, 무선 스펙트럼 대역폭(가상 또는 그 외)에 대한 가격 책정은, 자원 비용 데이터베이스를 이용하여 추정될 수 있는, 자원 가용성(또는 평균 자원당-스펙트럼 효율)에 기초하여 조정될 수 있다. 이러한 및 다른 측면들은 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 데이터를 통신하는 네트워크(100)를 도시한다. 네트워크(100)는 커버리지 영역(101)을 가지는 액세스 포인트(AP)(110), 복수의 스테이션(STA)(120), 및 백홀 네트워크(backhaul network)(130)를 포함한다. AP(110)는, 그 중에서도, 기지국, 향상된 기지국(eNB), 펨토셀, 및 다른 무선이 가능한 장치와 같은, STA(120)와 업링크(파선) 및/또는 다운링크(점선) 연결을 구축하여, 무선 액세스를 제공할 수 있는 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. STA(120)는 AP(110)와 무선 연결을 구축할 수 있는 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. 백홀 네트워크(130)는 AP(110)와 원격 단(도시되지 않음) 사이에 데이터가 교환되는 것을 허용하는 임의의 구성 요소 또는 구성 요소의 집합일 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크(100)는, 릴레이, 펨토셀, 등과 같은 다양한 다른 무선 장치를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 측면은 주변의 무선 인터페이스의 로딩의 함수로 가상 무선 인터페이스의 간섭을 모델링한다. 도 2는, BIN A 및 BIN B를 포함하는 지리적 영역을 제공하는, 네트워크 액세스 포인트(AP)(201)를 포함하는 무선 네트워크(200)를 도시한다. 무선 네트워크 AP(201)는 가상 무선 인터페이스 216과 217 각각을 이용하여 BIN A와 BIN B에 무선 액세스를 제공하도록 구성되어 있다. 본 개시의 목적을 위해, 용어 가상 무선 인터페이스는 무선 네트워크에 구축되거나 구축될 수 있는 무선 인터페이스를 나타낸다. 예를 들면, 가상 무선 인터페이스 216은 아직 구축되지는 않았으나, 네트워크(200)에서 서비스 플로우를 이송할 수 있는 링크에 대응될 수 있다. 가상 무선 인터페이스(216)는 현재 서비스 플로우를 이송하는 링크를 나타낼 수도 있다.
가상 무선 인터페이스(217)의 간섭 요소는 가상 무선 인터페이스(216)의 로딩의 함수로 모델링될 수 있다. 이 모델링은 네트워크(200)의 과거 정보(예를 들면, 트래픽 패턴, 자원 할당, 간섭 등)에 따를 수 있다. 예를 들면, 과거 정보는 가상 무선 인터페이스(217) 상의 간섭과 가상 무선 인터페이스(216) 상의 로딩 사이의 상관관계를 판단하기 위해 분석될 수 있다. 이러한 상관관계는 다른 트래픽 파라미터, 예를 들면, 트래픽의 타입, 등에 대한 요소를 포함할 수 있다.
간섭-로드 의존성(interference-load dependencies)은 동일한 AP와 연관된 가상 무선 인터페이스 사이에 모델링될 수 있다. 도 3은, 로드 의존성(load dependencies)이 하나의 AP(301)와 연관된 무선 링크(316, 317)에 대해 모델링되는 무선 네트워크(300)를 도시한다. 간섭-로드 의존성은 상이한 AP와 연관된 가상 무선 인터페이스 사이에 모델링될 수도 있다. 도 4는, 로드 의존성이 AP(401, 402)와 각각 연관된 무선 링크(416, 427)에 대해 모델링된, 무선 네트워크(400)를 도시한다. 간섭-로드 의존성은 무선 메시 네트워크(wireless mesh network) 내의 가상 무선 인터페이스 사이에 모델링될 수도 있다. 도 5는, 로드 의존성이 가상 무선 인터페이스(512, 513, 526, 및 537)에 대해 모델링된, 무선 메시 네트워크(500)를 도시한다. 특히, 가상 무선 인터페이스 526 및 537이 AP 502와 503을 이동국 560과 570에 서로 연결하는 동안, 가상 무선 인터페이스 512 및 513은 AP 501을 AP 502와 503 각각에 서로 연결한다. 간섭-로드 의존성은 무선 메시 네트워크(500) 내의 모든 가상 무선 인터페이스 (512, 513, 526, 및 537) 사이에 모델링될 수 있다. 예를 들면, 가상 무선 인터페이스(512)의 간섭은 가상 무선 인터페이스 513, 526, 및 537 각각의 로딩의 함수로 모델링될 수 있다.
본 개시의 일 측면은, 무선 네트워크의 간섭-로드 의존성을 모델링하는 누적 자원 비용 데이터베이스를 생성하는 기법과 자원을 프로비저닝하기 위해 이 누적 자원 비용 데이터베이스를 이용하는 기법을 제공한다. 예를 들면, 누적 자원 비용 데이터베이스는 수락 제어를 수행할 때 이용될 수 있다. 도 6은, 네트워크 장치(예를 들면, 중앙 엔티티(central entity), NTO, 등)에 의해 수행될 수 있는, 자원 비용 데이터베이스에 따라 수락 제어를 수행하는 방법 실시예(600)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 방법(600)은, 네트워크 장치가 무선 네트워크의 가상 링크를 식별하는 단계 610에서 시작한다. 가상 링크는 무선 네트워크의 트래픽 플로우를 운반하는데 이용 가능한 무선 인터페이스에 대응할 수 있다. 이어서, 방법(600)은, 네트워크 장치가 무선 네트워크에 대해 자원 비용 데이터를 획득하는 단계 620을 수행한다. 그 후, 이 방법(600)은, 네트워크 장치가 자원 비용 데이터에 따라 무선 네트워크에 대해 자원 비용 데이터베이스를 생성하는 단계 630을 수행한다. 한 실시예에서, 자원 비용 데이터베이스는 가상 링크 상의 로딩의 함수로 네트워크의 간섭 비용을 설명한다. 다른 실시예에서, 자원 비용 데이터베이스는 네트워크의 로딩 및/또는 간섭의 함수로 각 가상 링크에 대한 스펙트럼 효율을 설명한다. 다음, 이 방법(600)은, 네트워크 장치가 무선 네트워크에 대해 동적 로드 정보를 수집하는 단계 640을 수행한다. 동적 로드 정보는 현재 간섭 정보뿐만 아니라 무선 네트워크의 무선 인터페이스의 현재 로딩을 설명할 수 있다. 다음, 이 방법(600)은, 네트워크 장치가 서비스 요청을 수신하는 단계 650을 수행한다. 서비스 요청은, 예를 들면 BIN 또는 지리적 영역과 같은, 무선 네트워크의 특정 위치의 사용자 장치에 트래픽 플로우의 이송을 요청한다. 그 후, 이 방법(600)은, 네트워크 장치가 서비스 요청을 만족시키기 위한 자원 비용을 추정하는 단계 660을 수행한다. 일 실시예에서, 자원 비용은, 서비스 요청을 승인한 결과로서의 네트워크의 자원 가용성의 감소에 대응하고, 직접 비용 요소와 간접 비용 요소를 포함할 수 있다. 직접 비용 요소는 경로를 통해 서비스 플로우를 직접적으로 이송하는데 이용되는 자원의 양에 대응할 수 있다. 간접 요소는, 경로를 통해 서비스 플로우를 이송할 때 생성된 간섭의 결과로서의 네트워크의 스펙트럼 효율의 감소(예를 들면, 주변 무선 인터페이스의 감소된 대역폭)에 대응할 수 있다. 다른 실시예에서, 자원 비용은, 수요와 공급에 따라 변화될 수 있는, 서비스 요청을 만족시키는데 필요한 자원을 예약(또는 이용)하기 위해 지불해야 하는 가격 또는 값에 대응할 수 있다. 이에 따라, 각 추가적인 자원 유닛에 대한 가격은 네트워크 로딩의 증가, 예를 들면 자원 가용성의 감소만큼 증가할 수 있다. 일부 실시예에서 자원 가격 책정은, 사용자와 네트워크 사업자 사이, 또는 텔레폰 네트워크 서비스 제공자와 같은 중개인에 의해 협상될 수 있다. 다른 실시예에서, 자원 가격 책정은 함수/공식에 따라 설정될 수 있다.
그 다음, 이 방법(600)은, 추정된 비용이 기준을 만족하면, 네트워크 장치가 서비스 요청을 승인하는 단계 670을 수행한다. 한 예시에서, 추정된 비용은, 비용이 임계값 아래에 있으면, 기준을 만족한다. 다른 예시에서, 추정된 비용은, 서비스 요청이 기존의 사용자의 서비스 품질(Quality of Service; QoS) 요건을 만족시키는데 네트워크 능력에 영향을 주지 않고 승인될 수 있을 때, 기준을 만족한다.
누적 자원 비용 데이터베이스는 경로 선택 동안 이용될 수도 있다. 도 7은, 네트워크 장치(예를 들면, 중앙 엔티티, NTO, 등)에 의해 수행될 수 있는, 경로 선택을 수행하기 위해 자원 비용 데이터베이스를 이용하는 방법 실시예(700)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이 방법(700)은, 네트워크 장치가 무선 네트워크에 대해 자원 비용 데이터베이스를 구축하고, 무선 네트워크에 대해 동적 로드 정보를 수집하는 단계 710 내지 740을 시작한다. 그 후, 방법(700)은, 네트워크 장치가 트래픽 플로우를 이송하기 위한 후보 경로를 식별하는 단계 750을 수행한다. 후보 경로는 트래픽 플로우의 서비스 품질 요건을 만족시킬 수 있는 경로일 수 있다. 그 후, 방법(700)은, 네트워크 장치가 각 경로를 통해 트래픽 플로우를 이송하기 위한 비용을 추정하는 단계 760을 수행한다. 경로를 통해 트래픽 플로우를 이송하는 비용은 경로의 각 링크에 대한 비용 요소를 포함할 수 있다. 비용 요소는 현재 네트워크 로드 데이터와 함께 자원 비용 데이터베이스를 이용하여 계산될 수 있다. 그 후, 비용 요소는 경로에 대한 누적 비용을 획득하기 위해 합산될 수 있다. 그 다음, 방법(700)은, 네트워크 장치가 트래픽 플로우를 이송하기 위한 가장 낮은 비용 경로를 선택하는 단계 770을 수행한다.
실시예 기법은, 텔레커뮤니게이션 서비스 제공자(telecommunications service provider; TCSP)와 같은, 중앙 엔티티에 의해 수행되거나, 또는 용이하게 될 수 있다. 도 8은, 중앙 엔티티(860, 870)가 액세스 네트워크(801 내지 803)에 대한 간섭-로드 의존성을 모델링하기 위해 NTO(810, 820, 830)와 상호 작용하는 네트워크(800)를 도시한다. 중앙 엔티티는 이동국(850)과 콘텐츠 제공자(890) 사이에 통신되는 트래픽 플로우에 대한 자원 프로비저닝을 수행하거나 용이하게 할 수도 있다. 도시된 바와 같이, NTO 810은 코어 네트워크(801)를 운용하고, NTO 820, 830은 액세스 네트워크(802, 803)를 운용한다. 코어 네트워크(801)는 액세스 네트워크(802, 803)를 서로 및/또는 콘텐츠 제공자(890)와 상호 작용하게 할 수 있는 임의의 타입의 네트워크일 수 있다. 일부 실시예에서, 액세스 네트워크 802는 Wi-Fi 액세스 포인트(AP)에 의해 서비스가 제공되는 무선 근거리 네트워크(WLAN)에 대응하고, 액세스 네트워크 803은, 예를 들면 매크로 기지국(macro base station; BS), 피코 BS, 릴레이, 등과 같은, 하나 이상의 네트워크 AP에 의해 서비스가 제공되는 무선 액세스 네트워크(RAN)에 대응한다. 코어 네트워크(801)와 액세스 네트워크(802, 803) 사이의 상호 작용은 종단 라우터(edge router)(812, 813)에 의해 처리될 수 있다.
중앙 엔티티(860, 870)는 네트워크(802, 803) 사이의 모델 간섭-로드 의존성의 모델링을 조정할 수 있다. 한 예시에서, 중앙 엔티티(870)는, NTO(820, 830)에서 자원 비용 정보를 검색하고, 네트워크(802, 803)의 가상 무선 링크 상의 간섭과 로딩 사이의 상관관계 및/또는 기능적 관계를 디벨롭하여 네트워크(802, 803)에 대한 자원 비용 데이터베이스를 구축할 수 있다. 추가적으로, 중앙 엔티티(870)는, 네트워크(802, 803)로부터 동적 로딩 정보를 수집하고, 상이한 할당 계획 하의 네트워크의 스펙트럼 효율을 추정하기 위한 로딩 정보를 이용하여, 자원을 직접적으로 프로비저닝할 수 있다. 또는, 중앙 엔티티(870)는 자원 비용 데이터베이스를 NTO(820, 830)에 분배하여 네트워크의 자원을 간적접으로 프로비저닝할 수 있어서, 스펙트럼 효율 평가가 국부적으로 수행될 수 있다.
자원 비용 데이터베이스는 주변 무선 액세스 네트워크의 가상 링크를 모델링하는데 이용될 수 있다. 도 9는, 가상 네트워크 사업자(VNO)(980)가 네트워크(901 내지 903)의 가상 링크를 모델링하는 네트워크 아키텍처(900)를 도시한다. 보다 구체적으로, VNO(980)는, NTO(910 내지 920)로부터 네트워크(901 내지 903)에 대한 자원 비용 데이터를 검색하고, 검색된 자원 비용 데이터에 따라 자원 비용 데이터베이스(975)를 구축하는데 이용될 수 있는 중앙 엔티티(970)를 제어할 수 있다.
자원 비용 데이터베이스는 동적 네트워크 정보(예를 들면, 로딩 정보 등)에 따라 무선 네트워크의 자원을 프로비저닝하는데 이용될 수도 있다. 도 10은, 사용자(1050)로부터 검색된 서비스 요청의 측면에서, 중앙 엔티티(1010)가 네트워크 세그먼트(1001, 1002, 및 1003)에 자원 프로비저닝을 수행하는 네트워크 아키텍처(1000)를 도시한다. 중앙 엔티티는 네트워크 장치(1011 내지 1016)에 요청(1072)을 전송하여 네트워크 세그먼트(1001, 1002, 및 1003)에 대한 로딩 정보를 요청한다. 장치(1011 내지 1016)는, 네트워크 세그먼트(1001, 1002 및 1003)에 대한 로딩 정보를 포함하는, 중앙 엔티티(1070)에 응답 메시지(1074)를 리턴한다. 중앙 엔티티(1070)는 네트워크 비용 데이터를 이용하여, 프로비저닝 명령(1076, 1078)을 통해 사용자(1050)와 네트워크 장치(1011-1016)에 분배되는 프로비저닝 결정을 실시한다. 프로비저닝 결정은 수락 및/또는 경로 선택과 연관될 수 있다. 일부 실시예에서, 중앙 엔티티(1070)는 새로운 서비스 요청이 수신될 때마다 새로운 비용 정보를 요청한다. 다른 실시예에서, 중앙 엔티티(1070)는 연속되는 네트워크 동작 과정 동안 주기적으로 (예를 들면 매 2초, 매 5초)새로운 비용 정보를 요청한다.
중앙 컨트롤러는 무선 및/또는 유선 네트워크에 (예를 들면 수락, 자원 할당, 링크 예약, 등) 프로비저닝을 용이하게 하기 위해 NTO와 상호 작용할 수 있다. 도 11은, 무선 네트워크 가상화에 따라 자원 프로비저닝을 용이하게 하기 위해 NTO(1122 내지 1128)와 상호 작용하도록 구성되어 있는, 컨트롤러(1170)를 포함하는 네트워크 실시예(1100)를 도시한다. 도시된 바와 같이, NTO(1122, 1124)는 무선 액세스 네트워크(RAN)를 운용한다. 일부 실시예에서, NTO(1126, 1128)는 RAN을 운용할 수도 있다. 다른 실시예에서, NTO(1126, 1128)는 유선 네트워크를 운용할 것이다, 예를 들면, NTO(1126, 1128)는 인터넷 서비스 제공자(ISP)일 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(1170)는 NTO(1122 내지 1128)에 의해 제공된 비용 정보에 따라 프로비저닝 결정을 할 수 있다. 예를 들면, NTO(1122 내지 1128)는, 그 중에서도, 네트워크(1100)의 현재 로딩 조건에 따라 자원 비용을 계산할 수 있고, 그 후 컨트롤러(1170)에 비용 정보를 전달할 수 있다. 컨트롤러(1170)는 그 후 프로비저닝 결정을 하기 위해 비용 정보를 이용할 수 있다. 또 다른 예시에서, 컨트롤러(1170)는 NTO(1122 내지 1128)에 의해 제공된 과거 통계 및/또는 현재 로딩 정보를 이용하여 비용 추정/계산을 수행할 수 있다. 한 예시에서, NTO(1122 내지 1128)는 컨트롤러(1170)에 자원 비용 정보(예를 들면, 자원 비용 표, 등)을 제공할 수 있다. 이 자원 비용 정보는 네트워크(1100)의 제어 영역(control plane)의 오버헤드/혼잡을 줄이기 위해 반-정적으로(semi-statically)(예를 들면, 매주, 매달, 등) 보고되는 과거 정보일 수 있다. 컨트롤러(1170)는 네트워크(1100)의 가상 링크 사이의 간섭-로드 의존성을 모델링하기 위한 자원 비용 데이터베이스를 디벨롭하기 위해 자원 비용 정보를 이용할 수 있다. 추가적으로, NTO(1122 내지 1128)는 컨트롤러(1170)에 현재 로딩 정보(예를 들면 무선 인터페이스의 현재 로딩)를 동적으로 전달할 수 있다. 컨트롤러(1170)는 자원 비용 데이터베이스에 따라 프로비저닝을 수행하기 위해 현재 로딩 정보를 이용할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1170)는 간섭-로드 함수에 현재 로딩 정보를 플러그할 수 있다. 그 후, 컨트롤러(1170)는 프로비저닝 결정을 하기 전에 간섭 비용을 계획할 수 있다. 한 예시처럼, 컨트롤러(1170)는 계획된 간섭 비용이 서비스 요청을 수락하기 전에 가상 인터페이스를 통해 새로운 서비스 플로우를 이송하는 이점보다 더 큰지 판단할 수 있다.
일부 실시예에서, 자원 비용 데이터베이스는 무선 네트워크의 각 빈(bin))에 대한 간섭-로드 의존성을 설명할 수 있다. 간섭-로드 의존성은 상이한 링크 로드값(서빙 셀과 이웃 셀)과 상이한 서비스의 타입을 포함하는 다양한 파라미터를 고려하는 함수일 수 있다. 자원 비용 데이터베이스는 가상 시뮬레이션이 현재 로딩/유틸리티와 링크의 변동에 기초하여 수행되도록 할 수 있다. 일부 실시예에서, 중앙 컨트롤러는 프로비저닝 결정(예를 들면, 수락, 경로 선택, 등)이 서비스 플로우(또는 잠재적 서비스 플로우)에 의해 요구될 추정된 데이터 레이트와 기존의 경로 또는 링크의 추정된 자원 가용성에 따르도록 한다. 서비스 플로우의 요구된 데이터 레이트는, 그 중에서도, 서비스 플로우와 연관된 서비스의 타입과 서비스 플로우의 서비스 이력(예를 들면, 현재 또는 과거 데이터 레이트, 등)에 따라 추정될 수 있다. 자원 가용성은 (데이터베이스 엔트리에 대해) 양자화될 수 있고, 주변 네트워크 트래픽 밀도 분포에 대해 비율을 정하는 파라미터를 포함할 수 있다.
각 빈(bin)에 대한 로드/유틸리티 기반 리소스 이용 기능은, 상이한 링크 로드 값(서빙 셀 및 이웃 셀)과 상이한 서비스 타입에 대해서, 컨트롤러에 미리 제공될 수 있다(예컨대, 오프라인 평가로부터 생성될 수 있음). 가공비 함수에 대한 자원 사용은 NTO에 의해 제공될 수도 있다. 링크는 주기적인 인터벌로 현재 로딩 정보를 제공한다. NTO는 비용 함수 파라미터와 데이터베이스를 업데이트하기 위해 현재 로딩 정보를 사용한다.
본 개시의 기법은 분배된 엔티티에 의해 (부분적으로 또는 전체적으로) 수행될 수 있다. 도 12는, 중앙 컨트롤 엔티티(1270)의 하나 이상의 과제가, 네트워크 세그먼트(1201, 1202)에 가까이(또는 안에) 위치될 수 있는, 분배된 엔티티(1271, 1272)에 의해 수행되는 네트워크 아키텍처(1200)를 도시한다. 한 예시에서, 중앙 컨트롤 엔티티(1270)는 네트워크(1201, 1202)로부터 자원 비용 데이터를 수집하고, 자원 비용 데이터에 기초하여 자원 비용 데이터베이스를 계산하고, 로컬 프로비저닝에서의 사용을 위해 자원 비용 데이터베이스를 분배된 엔티티(1271, 1272)에 분배한다. 일부 실시예에서, 중앙 컨트롤 엔티티(1270)는 네트워크(1201, 1202)에 대한 동적 네트워크 로딩 정보를 수집할 수도 있고, 로컬 프로비저닝에서의 사용을 위해 동적 로딩 정보를 분배된 엔티티(1271, 1272)에 분배할 수도 있다. 동적 로딩 정보가 분배된 엔티티(1271, 1272) 사이에 분배되는 인터벌은 네트워크 상태에 따라 조정될 수 있다. 예를 들면, 오버헤드 및/또는 처리를 줄이기 위해 천천히 변화하는 네트워크(slow-changing network)에서는 인터벌이 길어질 수 있다(예를 들면, 데이터 교환의 빈도를 줄임). 그렇지 않으면, 예측 정확도를 높이기 위해 빠르게 변화하는 네트워크(fast-changing network)에서는 인터벌이 짧아질 수 있다(예를 들면, 데이터 교환의 빈도를 높임). 자원 프로비저닝은 중앙 컨트롤 엔티티(1270)와 분배된 엔티티(1271, 1272) 사이에 중점적으로 수행되는 일부 자원 프로비저닝 과제/결정과 국부적으로 수행되는 다른 것으로 세분될 수도 있다. 예를 들면, 수락 컨트롤(admission control; AC)은, 라우팅 정책 결정(routing policy decision)이 중점적일 동안, 콜 셋업 타임(call set-up time)을 줄이기 위해 국부적으로 수행될 수 있다. 임의의 자원 프로비저닝 결정은, (예를 들면) 확률적 라우팅(probabilistic routing; PR)(예를 들면, 각 공유된 경로에 분배된 트래픽의 비율), 스케줄링(sc), 등을 포함하는 네트워크의 구성에 의존하여 중심적 또는 분산적 방식으로 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 트래픽 폴리싱(traffic policing)은 분산적 방식으로 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 트래픽 폴리싱은 AC에 내제되어 있을 수 있다.
도 13은 중앙 엔티티와 하나 이상의 NTO 사이의 통신 시퀀스 실시예(1300)에 대한 프로토콜 다이터그램을 도시한다. 도시된 바와 같이, 통신 시퀀스(1300)는, NTO가 CE에 통계 정보를 전달하는 단계 1310을 시작한다. 일부 실시예에서, 통계 정보는 실제 세계 데이터 또는 시뮬레이션으로부터 획득한 빈에 따른 자원 비용 데이터(bin-based resource cost data)를 포함한다. 다음, 통신 시퀀스(1300)는, CE가 NTO에 의해 제공된 통계 정보에 따라 자원 비용 데이터베이스를 계산하는 단계 1320을 수행한다. 자원 비용 데이터베이스는 네트워크의 가상 인터페이스의 로딩의 함수로 간섭 비용을 설명할 수 있다.
그 후, 통신 시퀀스(1300)는, NTO가 중앙 엔티티에 동적 업데이트를 보고하는 단계 1330을 수행한다. 동적 업데이트는, 로딩, 트래픽 패턴, 지연, 간섭, 및 NTO에 의해 운용되는 네트워크에 존재하는 다른 정보와 같은, 다양한 실시간 네트워크 파라미터를 포함할 수 있다. 이어서, 통신 시퀀스(1300)는, 중앙 엔티티가 NTO에 의해 제공된 동적 업데이트에 따라 현재 네트워크 상태를 평가하는 단계 1340을 수행한다. 그 후, 통신 시퀀스(1300)는, 중앙 엔티티가 자원 비용 데이터베이스, 현재 네트워크 상태 평가, 및 NTO에 의해 수신된 새로운 서비스 요청에 따라 네트워크에 대한 수락 및 경로 선택을 하는 단계 1350을 수행한다.
본 개시의 일 측면은, 보다 효율적인 네트워크 자원 할당을 달성하기 위해 자원 비용 추정치를 이용하는 수락 제어와 경로 선택 기법을 제공한다. 도 14는 수락 제어와 경로 선택을 수행하는 방법 실시예(1400)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 방법(1400)은, 자원 비용 함수가 획득되는 단계 410을 시작한다. 그 후, 방법(1400)은 네트워크에 대한 현재 로딩 정보가 획득되는 단계 420을 수행한다. 이어서, 방법(1400)은, 각 링크에 대한 현재 자원 비용이 자원 비용 함수와 현재 로딩 정보에 따라 계산되는 단계 1430을 수행한다. 다음, 방법(1400)은, 서비스 요청을 만족시키기 위한 모든 가능한 경로를 찾는 단계 1440을 수행한다. 그 후, 방법(1400)은, 각 경로에 대한 총 자원 비용을 획득하는 단계 1450을 수행한다. 각 경로에 대한 총 자원 비용은 경로 내의 각 링크에 대한 현재 자원 비용을 합산하여 획득될 수 있다. 이어서, 방법(1400)은, 가장 낮은 비용 경로를 식별하는 단계 1460을 수행한다. 그 후, 방법(1400)은, 식별된 경로가 사전 정의된 기준을 만족하면, 서비스 요청이 수락되는 단계 1470을 수행한다. 사전 정의된 기준은 경로의 비용이 임계치보다 낮을 것을 요구할 수 있다. 또는, 사전 정의된 기준은 대응하는 시간 인터벌에 대해 네트워크 자원의 전체 비용이 임계치보다 낮을 것을 요구할 수 있다. 다른 사전 정의된 기준도 가능하다.
일부 실시예에서, 동적 자원 가격 책정(예를 들면, 네트워크 자원을 이용하기 위해 지불되는 가격)은 자원 비용 추정치에 따라 설정될 수 있다. 자원 가격 책정의 동적 설정 및/또는 업데이트는 중앙 엔티티에 의해 조정될 수 있다. 도 15는, 중앙 엔티티(1570)가 NTO(1510)와 사용자(1550) 사이의 네트워크(1501)의 자원의 가격 책정을 조정하는 네트워크 아키텍처(1500)를 도시한다. 가격 책정은 자원 가용성 및/또는 QoS 요건에 따라 조정될 수 있다.
본 개시의 일 측면은 링크에 서비스를 추가하는 비용을 예측하기 위해 비용 함수를 획득하는 기법을 제공한다.
서비스, 세션, 또는 플로우를 특정 링크에 추가하는 것은 주변 링크에서의 자원 사용에 영향을 줄 수 있다. 이는, 구체적으로,전송에 의해 이웃 링크에 간섭이 발생될 수 있는 무선 링크의 경우에서 나타날 것이다. 실시예 알고리즘은 이하에 설명된다. 데이터베이스는 링크에의 새로운 서비스의 추가로 인해 증가하는 자원 사용을 추적한다. 링크 I의 세션의 증가로 인한 제j 이웃의 자원 사용 증가(로드 증가를 반영함)는 ΔL(i, j)로 나타내고, 오프라인으로 평가되고 데이터베이스에 저장된다. 데이터베이스는 i=j일 때 할당된 셀 스스로의 로드 증가를 제공하는 비용을 포함할 수도 있다. 특히, 다른 셀에 대한 로드 증가는 빈의 위치, 서비스의 타입, 및 할당된 셀(제i 셀)의 현재 로드와 모든 이웃 셀의 로드를 포함하는 로드 벡터에 의존한다는 것을 유의해야 한다. 총 로드 증가는 다음과 같이 나타낼 수 있다: [ΔL(i, 1), ΔL(i, 2) … ΔL(i, Ni)] = Ru(bin, assignedLink, serviceType, loadVector)].
이 로드 증가가 데이터베이스로부터 알려지면, 링크 j의 비용 함수, Rcj(.)는 그 링크의 증가된 로드의 비용을 평가하는데 이용될 수 있으며, 다음과 같다:
제j 링크의 로드 증가의 비용 = Rcj(ΔL(i, j) + load(j)) - Rcj(load(j)). Rcj(.)) 은 링크에 추가적인 사용자를 수락하는 향후 가능성을 설명하기 위한 증가 볼록 함수(convex function)일 수 있다. 할당된 링크 i의 모든 이웃에 대한 이 비용을 더하는 경우, 다음의 공식을 이용하여 링크 i에의 세션 할당의 총 비용을 획득하는 것이 가능하다:
Clink(i) = ∑all j in ith neighbour list [ Rcj ( △L(i,j) + load(j) ) - Rcj ( load(j) ) ]. 그 후, 경로 k에 주어진 세션을 할당하는 총 비용은 공식 Cpath(k) = ∑i = all links in route k C(i) 를 이용하여 그 경로에 각각의 링크의 비용을 더하여 획득될 수 있다. 마지막으로, 최소 비용을 가지는 루트/경로는 그 서비스에 대한 최소 비용으로 선택될 수 있다. 데이터베이스가 실제 비용값(주변에 주는 영향도 고려)을 포함하는 경우, CBRAC에 대한 평가는 각각의 링크의 비용을 더함으로써 단순화될 수 있다. 자원 사용 증가 데이터가 NTO에 의해 제공되면, NTO가 상황에 따라(예를 들면, 경쟁적인 필요) 자원 사용을 가공비 함수로 변경할 수 있으므로, 시스템은 데이터베이스 엔트리를 변경하지 않고도 보다 유연해 진다.
네트워크 레이어 추출은 프로비저닝 효율을 향상시키는데 이용될 수 있다. 추출 없이, 수락 제어 결정은 최하위 레이어에서 수행될 수 있다. 도 16은, 상위 레이어(1610)(예를 들면, 중앙 엔티티)가 승인을 위해 서비스 요청을 하위 레이어(1620)(예를 들면, NTO)에 전달하는 수락 제어를 위한 네트워크 아키텍처(1600)을 도시한다. 이 예시에서, 하위 레이어(1620)는 완벽하게 닫혀져 있다(예를 들면, 동적 내부 정보를 분배하지 않음).
특히 중앙 엔티티가 수많은 NTO와 상호 작용(예를 들면, 협상 등)을 하는 경우에, 각각의 NTO가 사용자 수락의 완벽한 제어를 유지하는 것은 비효율적일 수 있다. 구체적으로, 콜 셋업 타임은, 중앙 엔티티와 NTO 사이에 요청과 인가 정보를 통신하는 것과 관련된 지연으로 인해 상당한 지연을 경험할 수 있다.
본 개시의 일 측면은 추출을 통해 이러한 지연을 감소할 수 있다. 도 17은, 상위 레이어(1710)가 하위 레이어(1720)로부터 검색된 동적 및 정적 정보에 따라 수락 제어를 수행하는 수락 제어를 위한 네트워크 아키텍처(1700)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 상위 레이어(1720)는 예측 모듈(1712), 제어 모듈(1715), 및 하위 레이어 추출 모듈(1725)을 포함한다. 하위 레이어 추출 모듈(725)은 오프라인 또는 반-정적 업데이트를 통해 하위 레이어(720)에서 자원 비용 정보를 검색하고, 자원 비용 정보를 통합하고(예를 들면, 자원 비용 데이터베이스를 구축하는 등), 예측 모듈(1712)에 대응하는 비용 함수를 제공한다. 예측 모듈(1712)은, 제어 모듈(1715)로부터 수신된 서비스 요청에 대한 자원 비용 정보를 평가하는데 이용되는, 하위 레이어(1720)에서 동적 네트워크 상태 정보를 검색한다. 자원 비용 정보가 수락 제어 결정을 하는데 이용되는 제어 모듈(1715)에 자원 비용 정보가 포워딩된다.
일부 네트워크에서, 중앙 엔티티는 상이한 네트워크 사업자에의 로딩 정보의 분배를 간단히 용이하게 할 수 있다. 도 18은, 수락 제어가 네트워크(1801)의 NTO(1810 및 1820)에 의해 수행되는 네트워크 아키텍처(1800)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 중앙 엔티티(1870)와 가상 네트워크 사업자(1880)는 단지, 예를 들면, 지연된 세션 설정, 등과 같은 프로비저닝 비효율을 야기할 수 있는, 사용자 에이전트(1850)와 NTO(1810 및 1820) 사이의 서비스 요청 및 비용/승인 결정을 중계한다. 이러한 프로비저닝 비효율은 네트워크 추출을 통해 방지 및/또는 줄일 수 있다.
도 19는, 무선 네트워크(1901)에 대한 수락 제어가 중앙 엔티티(1970)에 의해 수행되는 네트워크 아키텍처(1900)를 도시한다. 특히, 중앙 엔티티(1970)는, 동적 로딩 정보 및/또는 무선 네트워크(1901)에 대한 자원 비용 데이터를 저장/검색할 수 있는, NTO(1910 및 1920)에 대한 네트워크 추출 모듈(1971)을 포함한다. 도시된 바와 같이, VNO(1980)는 NTO(1910, 1920)에 분배된 비용/승인 결정을 생성한다. 일부 실시예에서, 비용/승인 결정은 플로우 정보(예를 들면, 서비스 플로우의 QoS 요건)를 포함할 수 있다. 중앙 엔티티(1970)는 또한, 사용자 에이전트(1950)에 비용/승인 결정을 중계하는 VNO(1980)에 비용/승인 결정을 분배한다.
프로비저닝 효율은 중앙 엔티티와 가상 네트워크 사업자 사이의 네트워크 추출에 의해 더 개선될 수 있다. 도 20은, 무선 네트워크(2001)에 대한 수락 제어가 가상 네트워크 사업자(2080)에 의해 수행되는 네트워크 아키텍처(2000)를 도시한다. 특히, 가상 네트워크 사업자(2080)는 CE(2070)에 대한 네트워크 추출 모듈(2081)을 포함하고, 중앙 엔티티(2070)는 NTO(2010 및 2020)에 대한 네트워크 추출 모듈(2071)을 포함한다. VNO(2080)는 사용자 에이전트(2050)로부터 서비스 요청에 응답한다.
본 개시의 일 측면은 수락 제어를 수행하는 다양한 아키텍처를 제공한다. 도 21은, 서비스 요청에 따라 수락 결정을 생성하는 수락 컨트롤러의 다이어그램을 도시한다. 서비스 요청은 경로 정보(예를 들면, 자원 효율, 경로 손실, 등)와 요청하는 모바일 장치의 빈 위치를 설명할 수 있다. 복수의 경로/AP가 가능한 이벤트에서, 서비스 요청은 각 경로/AP에 대한 경로 정보를 설명할 수 있다. 수락 제어 유닛은 네트워크로부터 네트워크 상태 정보(예를 들면, 각 사용자의 스펙트럼 효율, 간섭, 로딩, 잔여 용량, 등)를 수신할 수도 있다. 도 22는, 수락 제어 결정을 하기 전에 서비스 요청에 대한 자원 요구를 평가하는 수락 제어 시스템의 실시예를 도시한다. 도 23 내지 도 25는, 수락 제어 결정을 하기 전에 네트워크의 스펙트럼 효율을 평가하는 수락 제어 시스템의 실시예를 도시한다. 세션 요청이 서비스의 타입과 시스템 특성에 따라 도착하면, 스펙트럼 효율이 변경될 수 있다. 따라서, 스펙트럼 효율은 지리적 위치와 이웃 로딩의 함수일 뿐만 아니라, 새로운 서비스 세션 및/또는 기존의 플로우의 서비스의 타입의 함수이기도 할 것이다. 이것은 데이터베이스에 기초한 전체 서비스 또는 특별한 스케줄러 모델링을 이용하여 중앙 컨트롤러에 의해 획득될 수 있다. 데이터베이스에서 획득된 시스템 거동(system behavior)은 R-effective-Sys로 나타낼 수 있다. 수락 제어에 대해, 자원 요구는 스펙트럼 효율(SE)과 R-effective-Sys를 알면 곧바로 평가될 수 있다. 도 24는, 스케줄러 모델이 어떻게 중앙 컨트롤러에 전달되는지 도시한다. 도시된 바와 같이, 서빙 셀 로딩은 스케줄러 모델에 입력일 수 있다. 도 25에서, SNIR은, 입력과 SE가 시스템의 타입, R-effective-Sys, 및 스케줄러의 타입에 따라 평가되어 제공된다.
본 개시의 일 측면은,하나의 링크에 대한 스펙트럼 효율(SE)과 주변 링크에 대한 로딩(loading)을 연관시킨 리소스 비용 데이터베이스를 제공한다. 도 26은 자원 비용 데이터베이스가 계산되는 네트워크의 실시예를 도시하고, 도 27은 도 26의 네트워크에 대한 자원 비용 데이터베이스 일부분을 도시한다. 도시된 바와 같이, 링크/트래픽 플로우(d1, d2, d3, d4)에 대한 상이한 스펙트럼 효율(SE1, SE2, SE3, SE4)은 지리적 빈의 상이한 로드값(L1, L2)과 연관된다. 로드값 L1은 BS1과 연관된 링크의 기존의 로드에 대응할 수 있고, 로드값 L2는 BS2와 연관된 링크의 기존의 로드에 대응할 수 있다. 특히, 스펙트럼 효율은 로드값(L1, L2)이 증가함에 따라 감소하는 경향이 있다.
본 개시의 일 측면은 링크의 추가적인 트래픽을 이송하는 직접 및 간접 간섭 비용을 계산하는 자원 비용 데이터베이스를 제공한다. 도 28은, 자원 비용 데이터베이스가 계산되는 네트워크의 실시예를 도시하고, 도 29 및 도 30은, 도 28에 도시된 네트워크에 대한 자원 비용 데이터베이스의 일부분을 도시한다. 도 29에 도시된 바와 같이, 제1 링크를 통해 추가적인 트래픽을 이송하는 직접 비용(ΔL1)은 지리적 빈의 기존의 로드값(L1, L2)에 따라 다양하다. 도 30에 도시된 바와 같이, 제1 링크를 통해 추가적인 트래픽을 이송하는 간접 비용(ΔL2) 또한 지리적 빈의 기존의 로드값(L1, L2)에 따라 다양하다.
이하의 참조는 본 출원의 주제와 관련되어 있다. 이러한 참조 각각은 전체로서 원용에 의해 여기에 포함된다: [1] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567422308000604(전체 문서에 접근하지는 않음)에서 접근 가능한 인터넷 상거래 QoS 증대(Internet Commerce QoS enhancement)에 대한 인터넷 추출-비용-기반-수락 제어(Abstract - Cost-based admission control); [2] “Integrated Cost-Based MAC and Routing Techniques for Hop Count Forwarding in Wireless Sensor Networks” Michele Rossi, Member, IEEE, 및 Michele Zorzi, Fellow, IEEE; [3] “Quality of Service Routing in Ad-Hoc Networks Using OLSR”, Ying Ge et. al. CRC, 시스템 과학의 제36회 하와이 국제 회의의 의사록 (HICSS’03); [4] http://www.crc.gc.ca/en/html/manetsensor/home/research_area/costbased_routing 에서 접근 가능한 “Cost-based routing”, Ying Ge et al., “A Scalable Solution to Minimum Cost Forwarding in Large Sensor Networks”; [6] “Least-cost routing” 위키피디아, http://en.wikipedia.org/wiki/Least-cost_routing; [7] Mostafa Zaman Chowdhurya, Yeong Min Janga, 및 Zygmunt J. Haasb, 대한민국, 국민대, 전자공학부 “Call Admission Control based on Adaptive Bandwidth Allocation for Multi-Class Services in Wireless Networks”, 무선 네트워크 랩, 코넬대, 이타카, NY, 14853, U.S.A; [8] “Minimum cost traffic Shaping: A user’s perspective on connection admission control”, Matthias Falkner, Michael Davetsikiotis, Ioannis Lambadaris, 칼턴대.
본 개시의 한 실시예는 다음과 같이 요약된다: 받아들일 서비스에 대해, 네트워크를 통한 모든 가능한 경로를 먼저 찾는다(즉, 가능한 링크 및 그들의 토폴로지를 앎). 경로의 각 링크의 비용은 그 링크의 자원 비용 함수와 현재 링크 로딩을 이용하여 평가된다. 각 경로에 대한 링크 비용의 합을 찾고 최소 비용 경로를 찾는다. 비용은 에너지 절약 알고리즘에 의해 가중될 수 있고, 결정을 할 수 있다. 예를 들면, 한 노드를 활성으로 유지시키기 위해는, 단계적 가격 상승이어야 한다. 그렇지 않으면, 수락은 전체 비용에 따라 완료되고, 내부적으로 네트워크 사업자는, 전체 트래픽이 하나의 경로에 의해 처리될 수 있다면, 다른 링크의 것들을 전송하는 것을 선택한다. 세션은 선택된 경로의 각각의 연관된 링크의 현재 로딩을 아는 것만으로 원격 컨트롤러에 의해 수락될 것이다.
본 개시의 일 측면은, 다음과 같이 설명될 수 있는, 자원 비용 표(Resource Cost Tables; RCT)를 포함할 수 있다: NTO는, 로딩에 따른 자원의 값의 비즈니스 측면 및 위치/SNIR에 따른 다양한 플로우에 필요한 자원의 양의 평가에 따라 RCT를 제공할 수 있다. RCT는 롱-텀 메트릭스(long-term matrix)일 수 있고, (자체 학습을 이용하여 디벨롭될 수 있고), 가끔만 업데이트될 수 있다(예를 들면, 사용자 분배가 변경될 때). RCT는 다음의 함수일 수 있다: 플로우 속성(예를 들면, QoS, 플로우 우선순위); 노드와 인접 노드의 로딩(링크가 양 노드에서 로딩하는 백홀 링크인 경우); 링크가 멀티-포인트 무선 링크에 공유된 포인트인 경우의 노드 위치; 동일한 또는 인접 커버리지 영역 내의 링크에 추가되는 플로우의 영향.
도 31은, 앞서 논의된 하나 이상의 장치(예를 들면, UE, NB, 등)에 상응할 수 있는 통신 장치(3100)의 일 실시예의 다이어그램을 도시한다. 통신 장치(3100)는, 도 31에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 도시된 바와 같이 배치되지 않을 수 있는), 프로세서(3104), 메모리(3106), 셀룰러 인터페이스(3110), 보조 인터페이스(3112), 및 백홀 인터페이스(3114)를 포함할 수 있다. 프로세서(3104)는 계산을 수행할 수 있는 임의의 구성 요소 및/또는 과제와 연관된 다른 프로세싱일 수 있고, 메모리(3106)는 프로세서(3104)에 대한 명령 및/또는 프로그래밍을 저장할 수 있는 임의의 구성 요소일 수 있다. 셀룰러 인터페이스(3110)는 통신 장치(3100)가 셀룰러 신호를 이용하여 통신하도록 하는 임의의 구성 요소 또는 구성 요소의 집합일 수 있고, 셀룰러 네트워크의 셀룰러 연결을 통해 정보를 수신 및/또는 전송하는데 이용될 수 있다. 보조 인터페이스(3112)는 통신 장치(3100)가 보조 프로토콜을 통해 데이터 또는 제어 정보를 통신하도록 하는 임의의 구성 요소 또는 구성 요소의 집합일 수 있다. 예를 들면, 보조 인터페이스(3112)는 Wi-Fi 또는 블루투스 프로토콜에 따라 통신을 위한 논-셀룰러 무선 인터페이스일 수 있다. 또는, 보조 인터페이스(3112)는 유선 인터페이스일 수 있다. 백홀 인터페이스(3114)는 통신 장치(3100)에 선택적으로 포함될 수 있고, 통신 장치(3100)가 백홀 네트워크를 통해 다른 장치와 통신하도록 하는 임의의 구성 요소 또는 구성 요소의 집합을 포함할 수 있다.
도 32는 여기서 개시된 장치 및 방법을 실행하는데 이용될 수 있는 프로세싱 시스템의 블록도이다. 구체적인 장치는 도시된 구성 요소의 전부, 또는 구성 요소의 부분 집합만을 이용할 수 있고, 통합의 레벨은 장치마다 다양할 수 있다. 나아가, 장치는, 복수의 프로세싱 유닛, 프로세서, 메모리, 송신기, 수신기 등과 같은, 구성 요소의 복수의 예시를 포함할 수 있다. 프로세싱 시스템은, 스피커, 마이크로폰, 마우스, 터치스크린, 키패드, 키보드, 프린터, 디스플레이, 및 이와 유사한 것과 같은, 하나 이상의 입력/출력 장치로 구성된 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛은, 버스에 연결된 중앙처리장치(CPU), 메모리, 대용량 저장 장치, 비디오 어댑터, 및 I/O 인터페이스를 포함할 수 있다.
버스는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 버스, 비디오 버스, 또는 이와 유사한 것을 포함하는 하나 이상의 임의의 여러 버스 아키텍처일 수 있다. CPU는 임의의 타입의 전자 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 스태틱 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 다이내믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 동기 DRAM(SDRAM), 리드-온리 메모리(ROM), 이들의 조합, 또는 이와 유사한 것과 같은, 임의의 타입의 시스템 메모리를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리는 부트-업(boot-up)에 사용하기 위한 ROM, 프로그램을 위한 DRAM, 프로그램을 실행하는 동안 사용하기 위한 데이터 저장을 포함할 수 있다.
대용량 저장 장치는, 데이터, 프로그램, 및 다른 정보를 저장하고, 데이터, 프로그램, 및 다른 정보가 버스를 통해 액세스 가능하도록 구성되어 있는 임의의 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다. 대용량 저장 장치는, 예를 들면, 하나 이상의 솔리드 스테이트 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 마그네틱 디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브, 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
비디오 어댑터 및 I/O 인터페이스는 프로세싱 유닛에 외부 입력 및 출력 장치를 연결하기 위해 인터페이스를 제공한다. 도시된 바와 같이, 입력 및 출력 장치의 예시는 비디오 어댑터에 연결되어 있는 디스플레이와 I/O 인터페이스에 연결되어 있는 마우스/키보드/프린터를 포함한다. 다른 장치는 프로세싱 유닛에 연결되어 있을 수 있고, 추가적이거나 소수의 인터페이스 카드가 이용될 수 있다. 예를 들면, 직렬 인터페이스 카드(도시되지 않음)는 프린터에 대해 직렬 인터페이스를 제공하는데 이용될 수 있다.
프로세싱 유닛은 또한, 이더넷 케이블 또는 이와 유사한 것과 같은, 유선 링크 및/또는 노드 또는 상이한 네트워크에 액세스하기 위한 무선 링크를 포함할 수 있는 하나 이상의 네트워크 인터페이스를 포함한다. 네트워크 인터페이스는 프로세싱 유닛이 네트워크를 통해 원격 유닛과 통신하도록 한다. 예를 들면, 네트워크 인터페이스는 하나 이상의 송신기/송신 안테나 및 하나 이상의 수신기/수신 안테나를 통해 무선 통신을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 유닛은 데이터 프로세싱 및, 다른 프로세싱 유닛, 인터넷, 원격 저장 시설, 또는 이와 유사한 것과 같은, 원격 장치와의 통신을 위해 근거리 통신망 또는 광대역 통신망에 연결되어 있다.
이 발명은 예시적인 실시예에 참조하여 설명되었지만, 이 명세서는 한정적인 의미로 해석되어서는 안된다. 예를 들어, 협력적 전송이 있을 때, 각 경로에 대한 트래픽의 비율은 주어진 서비스에 대한 자원 비용을 평가할 때 사용되어야 한다. 예시적인 실시예 뿐만 아니라 다른 실시예의 다양한 변형 및 조합은, 본 명세서를 참조하면 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서 첨부된 청구 범위는 임의의 변형 또는 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (23)

  1. 무선 네트워크 가상화 방법으로서,
    컨트롤러가 무선 네트워크 내의 가상 링크를 식별하는 단계 - 상기 가상 링크는 적어도, 제1 무선 인터페이스에 대응하는 제1 가상 링크 및 제2 무선 인터페이스에 대응하는 제2 가상 링크를 포함하고, 상기 제1 무선 인터페이스와 상기 제2 무선 인터페이스는 상기 무선 네트워크 내에서 트래픽을 운반하는데 이용 가능함 -
    상기 컨트롤러가 상기 무선 네트워크에 대한 자원 비용 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가, 상기 자원 비용 데이터에 따라 상기 무선 인터페이스에 대한 자원 비용 데이터베이스를 생성하는 단계 - 상기 자원 비용 데이터베이스는 상기 제2 가상 링크 상의 로딩의 함수로 상기 제1 가상 링크 상의 간섭 비용을 설명하며, 상기 자원 비용 데이터베이스는 상기 무선 네트워크에 자원을 제공하는데 이용되도록 구성되어 있고, 상기 자원 비용 데이터베이스는 상기 제1 가상 링크를 통해 측정된 간섭과 상기 제2 가상 링크 상의 로딩 사이의 상관관계를 포함함 -
    를 포함하고,
    상기 자원 비용 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 제1 가상 링크에 대한 과거 간섭 정보를 획득하는 단계 - 상기 과거 간섭 정보는 제1 기간 동안 상기 제1 가상 링크를 통해 측정된 간섭에 대응함 - ; 및
    상기 제2 가상 링크에 대한 과거 로딩 정보를 획득하는 단계 - 상기 과거 로딩 정보는 상기 제1 기간 동안 상기 제2 가상 링크 상의 로딩에 대응함 -
    를 포함하는,
    무선 네트워크 가상화 방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 간섭 비용은, 상기 제2 가상 링크를 통해 운반되는 트래픽 로드(traffic load)의 결과로서의 상기 제1 가상 링크 상의 스펙트럼 효율의 감소에 대응하는,
    무선 네트워크 가상화 방법.
  3. 제1항에 있어서
    상기 제1 무선 인터페이스 및 상기 제2 무선 인터페이스는 상이한 액세스 포인트(AP)와 연관되는,
    무선 네트워크 가상화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크에 대한 상기 자원 비용 데이터베이스를 생성하는 단계는,
    상기 제1 가상 링크를 통해 측정된 간섭과 상기 제2 가상 링크 상의 로딩 사이의 상관관계를 탐색하는 단계
    를 포함하는,
    무선 네트워크 가상화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자원 비용 데이터는 상기 제1 가상 링크에 대한 시뮬레이트된(simulated) 간섭 정보와 상기 제2 가상 링크에 대한 시뮬레이트된 로딩 정보를 포함하는,
    무선 네트워크 가상화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 적어도 하나의 다른 네트워크 장치에 상기 자원 비용 데이터베이스를 분배하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 자원 비용 데이터베이스는 상기 적어도 하나의 다른 네트워크 장치에 의해 상기 무선 네트워크에 자원을 제공하는데 이용되도록 구성되어 있는,
    무선 네트워크 가상화 방법.
  7. 컨트롤러로서,
    프로세서, 및
    상기 프로세서에 의해 실행되기 위한 프로그래밍을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
    를 포함하고,
    상기 프로그래밍은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법의 동작을 구현하도록 하는 명령을 포함하는,
    컨트롤러.
  8. 자원을 제공하는 방법으로서,
    장치가 무선 네트워크에 대한 자원 비용 데이터베이스를 획득하는 단계 - 상기 자원 비용 데이터베이스는 제2 가상 링크 상의 로딩의 함수로 제1 가상 링크 상의 간섭 비용을 설명하고, 상기 제1 가상 링크는 제1 무선 인터페이스에 대응하고, 상기 제2 가상 링크는 제2 무선 인터페이스에 대응하고, 상기 제1 무선 인터페이스와 상기 제2 무선 인터페이스는 상기 무선 네트워크 내에서 트래픽을 운반하는데 이용 가능함 -
    상기 무선 네트워크에 대한 네트워크 로딩 정보를 수집하는 단계 - 상기 네트워크 로딩 정보는, 초기 인터벌(interval)에 대응함 - ; 및
    상기 네트워크 로딩 정보 및 상기 자원 비용 데이터베이스에 따라 후속 인터벌(subsequent interval)에 대해 네트워크 자원을 제공하는 단계
    를 포함하는,
    자원을 제공하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 후속 인터벌에 대해 상기 네트워크 자원을 제공하는 단계는,
    상기 후속 인터벌 동안 상기 무선 네트워크를 통해 트래픽 플로우를 이송하기 위한 서비스 요청을 수신하는 단계;
    상기 제2 가상 링크가 상기 트래픽 플로우를 이송할 수 있는지 판단하는 단계;
    상기 네트워크 로딩 정보 및 상기 자원 비용 데이터베이스에 따라 상기 후속 인터벌 동안 상기 제2 가상 링크를 통해 트래픽 플로우를 이송하는 비용을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 비용이 기준을 만족하면 상기 서비스 요청을 승인하는 단계
    를 포함하는,
    자원을 제공하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 가상 링크를 통해 트래픽 플로우를 이송하는 비용을 추정하는 단계는,
    상기 제2 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하는 것으로부터 생성된 간섭의 결과로서의 적어도 상기 제1 가상 링크 상의 스펙트럼 효율의 감소를 추정하는 단계
    를 포함하는
    자원을 제공하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 가상 링크를 통해 트래픽 플로우를 이송하는 비용을 추정하는 단계는,
    상기 자원 비용 데이터베이스에 따라, 상기 제2 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하기 위한 자원 비용을 추정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 추정된 자원 비용은 직접 요소와 적어도 하나의 간접 요소를 포함하고,
    상기 직접 요소는 상기 제2 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하는데 필요한 자원의 양에 대응하고,
    상기 적어도 하나의 간접 요소는 상기 제2 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송한 결과로서의 상기 제1 가상 링크 상의 가용 자원의 감소에 대응하는,
    자원을 제공하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가상 링크와 상기 제2 가상 링크는 동일한 지리적 빈(geographical bin)과 연관되어 있고, 상기 제1 가상 링크는 제1 액세스 포인트에 대응하고, 상기 제2 가상 링크는 상기 제1 액세스 포인트와 상이한 제2 액세스 포인트에 대응하는,
    자원을 제공하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 무선 네트워크에 대한 상기 네트워크 로딩 정보를 수집하는 단계는,
    상기 제1 액세스 포인트와 상기 제2 액세스 (포인트)에 대응하는 상기 네트워크 로딩 정보를 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 네트워크 로딩 정보는 제1 집합의 인터벌에 따라 동적으로 보고되는,
    자원을 제공하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 액세스 포인트와 상기 제2 액세스 포인트에 대응하는 상기 자원 비용 데이터를 수신하는 단계 - 상기 자원 비용 데이터는 제2 집합의 인터벌에 따라 반-정적으로(semi-statically) 보고되고, 상기 제2 집합의 인터벌은 상기 제1 집합의 인터벌보다 낮은 빈도임 -; 및
    상기 자원 비용 데이터에 따라 상기 자원 비용 데이터베이스를 갱신하는 단계
    를 더 포함하는
    자원을 제공하는 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 후속 인터벌에 대해 네트워크 자원을 제공하는 단계는,
    상기 후속 인터벌 동안 상기 무선 네트워크를 통해 트래픽 플로우를 이송하기 위한 서비스 요청을 수신하는 단계;
    상기 트래픽 플로우를 이송하기 위한 후보로서, 상기 제1 가상 링크를 식별하는 단계;
    상기 자원 비용 데이터베이스에 따라, 상기 제1 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하는데 필요한 요구된 자원의 양을 추정하는 단계;
    상기 네트워크 로딩 정보와 상기 자원 비용 데이터베이스에 따라, 상기 제1 가상 링크 상의 자원 가용성을 추정하는 단계; 및
    상기 요구된 자원의 추정된 양이 상기 추정된 자원 가용성을 적어도 임계치만큼 초과하면, 상기 서비스 요청을 승인하는 단계
    를 포함하는,
    자원을 제공하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하는데 필요한 요구된 자원의 양을 추정하는 단계는,
    상기 트래픽 플로우의 서비스 타입에 따라, 상기 제1 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하는데 필요한 요구된 자원의 양을 추정하는 단계
    를 포함하는,
    자원을 제공하는 방법.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 후속 인터벌에 대해 상기 네트워크 자원을 제공하는 단계는,
    후속 인터벌 동안 상기 무선 네트워크를 통해 트래픽 플로우의 이송을 요청하는 서비스 요청을 수신하는 단계;
    상기 제1 가상 링크와 제3 가상 링크가 상기 트래픽 플로우를 이송할 수 있는지 판단하는 단계 - 상기 제3 가상 링크는 상기 무선 네트워크의 제3 무선 인터페이스에 대응함 - ;
    상기 네트워크 로딩 정보와 상기 자원 비용 데이터베이스에 따라, 상기 제1 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하기 위한 제1 자원 비용을 추정하는 단계;
    상기 네트워크 로딩 정보와 상기 자원 비용 데이터베이스에 따라, 상기 제3 가상 링크를 통해 상기 트래픽 플로우를 이송하기 위한 제2 자원 비용을 추정하는 단계; 및
    상기 제2 자원 비용이 상기 제1 자원 비용을 초과하면, 상기 트래픽 플로우를 상기 제1 가상 링크에 할당하는 단계
    를 포함하는,
    자원을 제공하는 방법.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 네트워크 로딩 정보와 상기 자원 비용 데이터베이스에 따라, 후속 인터벌에 대해 네트워크 자원을 제공하는 단계는,
    상기 자원 비용 데이터베이스에 따라, 상기 네트워크 로딩 정보를 이용하여 상기 무선 네트워크의 서비스 지역 내의 둘 이상의 지리적 빈 각각에 대한 자원 가용성을 추정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 자원 비용 데이터베이스는 상기 무선 네트워크 내의 로딩과 상기 둘 이상의 지리적 빈 내의 스펙트럼 효율 사이의 상관관계를 설명하는,
    자원을 제공하는 방법.
  19. 장치로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행되기 위한 프로그래밍을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
    를 포함하고,
    상기 프로그래밍은 제8항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법의 동작을 구현하도록 하는 명령을 포함하는,
    장치.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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