KR102432668B1 - 통신 제어 장치 및 통신 제어 방법 - Google Patents

통신 제어 장치 및 통신 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종단간에 요구성능을 보장하는 능동적인 무선자원 할당을 가능하게 하는 통신 제어 장치 및 통신 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 통신 제어 방법은, 제1 전자장치와 제2 전자장치 사이에서 데이터 송수신을 연계하는 통신 제어장치에서 수행되는 통신 제어 방법으로서, 제1 전자장치 및 제2 전자장치로부터, 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신하는 단계와, 통신 제어장치가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 제1 전자장치 및 제2 전자장치와의 통신에 무선자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

통신 제어 장치 및 통신 제어 방법{COMMUNICATION CONTROL APPARATUS AND COMMUNICATION CONTROL METHOD}
본 발명은 종단간에 요구성능을 보장하는 능동적인 무선자원 할당을 가능하게 하는 통신 제어 장치 및 통신 제어 방법에 관한 것이다.
무선 액세스 네트워크 수준에서 eMBB(enhanced mobile broadband), m-MTC(massive machine type communication), uRLLC(ultra-reliable low latency communication) 등 전송률, 단말 밀도, 신뢰/지연 성능 중 한 가지에 초점을 맞춰 운영되도록 설계된 5G 이동 통신 시스템과 다르게, 5G+/6G 이동 통신 시스템은 응용 성능 보장을 목표로 코어 네트워크를 포함하는 이동 통신 시스템 전체를 최적화하는 기능을 포함할 것으로 예상된다.
원격 수술, 원격 게이밍, 저지연 스트리밍 등의 어플리케이션들은 각자의 목적에 맞는 일정 수준의 성능을 요구하며, 이러한 요구 성능을 보장하지 못할 시 정상적으로 동작할 수 없게 된다.
최선(best-effort)으로 동작하는 기존의 5G 이동 통신 시스템의 경우, 각 어플리케이션들이 요구하는 성능을 보장하지 못한다. 따라서 특정한 요구 성능의 보장이 필요한 어플리케이션들을 정상적으로 동작시키기 위해서는 기존의 수동적인 자원할당이 아닌 요구 성능을 보장하는 능동적인 자원할당 방법 및 시스템이 필요하다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
국내 등록특허공보 제10-1978195호(2019.05.08)
본 발명의 일 과제는, 특정한 요구 성능의 보장이 필요한 어플리케이션들을 정상적으로 동작시키기 위해 기존의 수동적인 무선자원 할당이 아닌 종단간에 요구성능을 보장하는 능동적인 무선자원 할당을 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 과제 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 통신 제어 방법은, 제1 전자장치와 제2 전자장치 사이에서 데이터 송수신을 연계하는 통신 제어장치에서 수행되는 통신 제어 방법으로서, 제1 전자장치 및 제2 전자장치로부터, 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신하는 단계와, 통신 제어장치가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 제1 전자장치 및 제2 전자장치와의 통신에 무선자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 통신 제어 장치는, 제1 전자장치와 제2 전자장치 사이에서 데이터 송수신을 연계하는 통신 제어장치로서, 프로세서 및 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고, 메모리는 프로세서를 통해 실행될 때, 프로세서가 제1 전자장치 및 제2 전자장치로부터, 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신하고, 통신 제어장치가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 제1 전자장치 및 제2 전자장치와의 통신에 무선자원을 할당하도록 야기하는 코드를 저장할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 더 제공될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 의하면, 기존의 수동적인 무선자원 할당이 아닌 종단간에 요구 성능을 보장하는 능동적이 무선자원 할당을 통하여 특정한 요구 성능의 보장이 필요한 어플리케이션들을 정상적으로 동작시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 실시 예에 따른 제1 전자장치, 제2 전자장치, 통신 제어장치 및 이들을 서로 연결하는 무선 네트워크를 포함하는 통신 제어 환경을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시 예에 따른 통신 제어 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 블록도이다.
도 3은 본 실시 예에 따른 통신 제어 장치가 합의된 요구성능을 수신 및 연동하는 동작을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시 예에 따른 통신 제어 장치가 무선자원을 할당하는 동작을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시 예에 따른 통신 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 실시 예에 따른 제1 전자장치, 제2 전자장치, 통신 제어장치 및 이들을 서로 연결하는 무선 네트워크를 포함하는 통신 제어 환경을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 통신 제어 환경(1)은 제1 전자장치(100), 제2 전자장치(200), 통신 제어장치(300) 및 무선 네트워크(400)를 포함할 수 있다.
제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 컴퓨팅 장치(미도시)의 기능을 수행하는 통신 단말기를 포함할 수 있다. 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 통신 제어장치(300)를 통하여 무선 네트워크(400)와 연결되어 서로 간에 데이터를 송수신할 수 있는 장치를 포함할 수 있다.
상술한 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200) 중 어느 하나가 데이터를 송신하는 역할을 수행하는 경우, 다른 하나는 데이터를 수신하는 역할을 수행할 수 있다.
제1 전자장치(100)가 데이터를 수신하는 역할을 수행하는 경우, 제1 전자장치(100)는 예를 들어, 데스크 탑 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등과 같은 사용자 단말기일 수 있다.
반면에, 제2 전자장치(200)가 데이터를 송신하는 역할을 수신하는 경우, 제2 전자장치(200)는 예를 들어, 서버, 셋탑 박스, 미디어 플랫폼(예를 들어, 아프리카 TV, 유튜브, 페이스북 등의 동영상 콘텐츠를 제공하는 시스템) 등을 포함할 수 있다.
통신 제어장치(300)는 제1 전자장치(100)와 제2 전자장치(200)가 데이터를 송수신할 수 있도록 연계하고, 본 실시 예에 따른 능동적인 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, eNB, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다.
본 실시 예에서, 통신 제어장치(300)는 특정한 성능의 보장이 필요한 어플리케이션들에 대하여 종단간(제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200) 사이)에 응용 요구성능을 보장하기 위하여, 종단간으로 상위계층 및 하위계층간에 맺은 계약(후술하는 합의된 요구성능)을 수신할 수 있다. 통신 제어장치(300)는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)와의 통신에 능동적으로 할당할 수 있다.
여기서 응용 요구성능이라 함은, 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)가 어플리케이션 실행 시에 요구되는 데이터 송수신 시에 발생하는 지연시간과, 송수신하는 데이터의 해상도 등을 포함할 수 있으며, 전자장치 마다 요구성능이 다를 수 있다.
또한 합의된 요구성능은, 제1 전자장치(100)가 사용자 단말이고, 제2 전자장치(200)가 서버인 경우, 제1 전자장치(100)가 자신의 응용 요구성능으로서의 응용 요구성능을 제2 전자장치(200)로 전송하고, 제2 전자장치가 자신의 제공가능 성능으로서의 제공가능 성능을 제1 전자장치(100)로 전송한 후에, 제1 전자장치(100)와 제2 전자장치(200) 사이의 통신을 통해 제2 전자장치(200)가 제공가능한 성능 범위 내에서 응용 요구성능을 조정하여 결정될 수 있다. 합의된 요구성능을 수신한 이후에, 제1 전자장치(100)의 통신 시스템의 하위계층과 제2 전자장치(200)의 통신 시스템의 하위계층의 설정을 합의된 요구성능을 달성할 수 있도록 변경할 수 있다.
무선 네트워크(400)는 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)가 통신 제어장치(300)를 통하여 데이터를 송수신할 수 있는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 무선 네트워크(400)는 예컨데, CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(Long Term Evolution) 기술을 포함할 수 있다.
도 2는 본 실시 예에 따른 통신 제어 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 블록도이다. 이하의 설명에서 도 1에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 도 2를 참조하면, 통신 제어 장치(300)는 프로세서(310) 및 메모리(320)를 포함할 수 있다.
프로세서(310)는 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)로부터 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신할 수 있다.
프로세서(310)가 합의된 요구성능을 수신하는 방법은 다음과 같다. 제1 전자장치(100)가 응용 요구성능을 제2 전자장치(200)로 전송하고, 제2 전자장치(200)가 제공가능 성능을 제1 전자장치(100)로 전송한 후에, 제1 전자장치(100)와 제2 전자장치(200) 사이의 통신을 통해 제2 전자장치(200)가 제공가능한 성능 범위 내에서 응용 요구성능을 조정한 결과로서의 합의된 요구성능을 프로세서(310)가 수신할 수 있다.
프로세서(310)는 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200) 중 하나 이상으로부터 합의된 요구성능을 수신한 이후, 제1 전자장치(100)의 통신 시스템의 하위계층과 제2 전자장치(200)의 통신 시스템의 하위계층의 설정을 합의된 요구성능을 달성할 수 있도록 변경할 수 있다.
이후, 프로세서(310)는 통신 제어장치(300)가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)와의 통신에 무선자원을 할당할 수 있다.
프로세서(310)는 인공지능을 이용하여 무선채널 상황을 예측하고 할당할 무선자원을 결정할 수 있다. 여기서 인공 지능(artificial intelligence, AI)은, 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 인공지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.
머신 러닝(machine learning)은 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야를 포함할 수 있다. 구체적으로 머신 러닝은, 경험적 데이터를 기반으로 학습을 하고 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술이라 할 수 있다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 특정한 모델을 구축하는 방식을 취할 수 있다.
이러한 머신 러닝 알고리즘은 LSTM(long short term memory networks), GRU(Gated Recurrent Unit), CNN(convolutional neural networks), Random forest, Decision tree, SVM(support vector machine) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(310)는 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태에 따라, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측할 수 있다.
프로세서(310)는 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태를 이용하여 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하도록 미리 훈련된 제1 심층신경망 모델을 이용하여 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측할 수 있다.
여기서, 제1 심층신경망 모델은, 임의의 시점에서 네트워크에 연결된 전자장치의 개수와, 운영중인 무선채널의 개수를 포함하는 통신 상태값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 실제 무선채널 상황값을 레이블로 하는 훈련데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델일 수 있다.
프로세서(310)는 제1 심층신경망 모델을 이용하여 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족하는 무선자원을 결정할 수 있다.
프로세서(310)는 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족시키기 위해 할당 가능한 무선자원을 예측하도록 미리 훈련된 제2 심층신경망 모델을 이용하여 무선자원을 결정할 수 있다.
여기서, 제2 심층신경망 모델은, 무선채널 상황값 및 합의된 요구성능값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능값을 충족하기 위한 무선자원 할당값을 레이블로 하는 훈련 데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델일 수 있다.
본 실시 예에서, 제1 심층신경망 모델과 제2 심층신경망 모델은 서로 동일한 머신 러닝 알고리즘을 이용하거나 서로 다른 머신 러닝 알고리즘을 이용할 수 있다.
프로세서(310)는 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족하는 무선자원이 결정되면, 무선자원을 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)의 통신에 할당할 수 있다.
이로써 프로세서(310)는 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)의 요구성능을 보장하면서 능동적으로 무선자원을 할당 할 수 있다.
본 실시 예에서, 프로세서(310)는 통신 제어장치(300) 전체의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령어로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
메모리(320)는 프로세서(310)와 동작 가능하게 연결되고, 프로세서(310)에서 수행되는 동작과 연관하여 적어도 하나의 코드를 저장할 수 있다.
또한, 메모리(320)는 프로세서(310)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리(320)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(320)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD, CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.
도 3은 본 실시 예에 따른 통신 제어 장치가 합의된 요구성능을 수신 및 연동하는 동작을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 4는 본 실시 예에 따른 통신 제어 장치가 무선자원을 할당하는 동작을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 이하의 설명에서 도 1에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 전자장치(100)는 제1 응용 계층(110)과, 제1 전송 계층(121), 제1 네트워크 계층(122), 제1 데이터링크 계층(123) 및 제1 물리 계층(124)을 포함하는 제1 하위 계층(120)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 전자장치(200)는 제2 응용 계층(210)과, 제2 전송 계층(221), 제2 네트워크 계층(222), 제2 데이터링크 계층(223) 및 제2 물리 계층(224)을 포함하는 제2 하위 계층(220)을 포함할 수 있다.
더 나아가 통신 제어 장치(300)는 제1 기지국(미도시) 및 제2 기지국(미도시)을 포함할 수 있으며, 제1 기지국은 네트워크 계층(322_1), 데이터링크 계층(323_1) 및 물리계층(324_1)을 포함하는 제1 기지국 하위 계층(320_1)을 포함하고, 제2 기지국은 네트워크 계층(322_2), 데이터링크 계층(323_2) 및 물리계층(324_2)을 포함하는 제2 기지국 하위 계층(320_2)을 포함할 수 있다.
먼저, 도 3을 참조하여 통신 제어 장치(300)가 합의된 요구성능을 수신 및 연동하는 동작을 설명하면, 제1 전자장치(100)는 제1 응용 계층(110)에서 제1 하위 계층(120)의 제1 전송 계층(121)으로 제1 전자장치(100)의 응용 요구성능을 전달할 수 있다. 또한 제2 전자장치(200)는 제2 응용 계층(210)에서 제2 하위 계층(220)의 제2 전송 계층(221)으로 제2 전자장치(200)에서 제공가능한 성능으로서의 제공가능 성능을 전달할 수 있다.
제1 하위 계층(120)의 제1 전송 계층(121)은 수신한 응용 요구성능을 신호처리(예컨데, 암호화, 전송용 패킷 생성 등)하여 제2 하위 계층(220)의 제2 전송 계층(221)으로 전달하고, 제2 하위 계층(220)의 제2 전송 계층(221)은 제공가능 성능을 신호처리(예컨데, 암호화, 전송용 패킷 생성 등)하여 제1 하위 계층(120)의 제1 전송 계층(121)으로 전달할 수 있다.
합의된 요구성능은 제1 전송 계층(121)과 제2 전송 계층(221) 사이의 통신을 통해 제2 전자장치(200)가 제공가능한 성능 범위 내에서 응용 요구성능을 조정하여 결정될 수 있다.
합의된 요구성능은 제1 전자장치(100)에서 제1 하위 계층(120)의 제1 네트워크 계층(122)을 통하여 제1 데이터링크 계층(123) 및 제1 물리 계층(124)으로 전달될 수 있다. 또한, 합의된 요구성능은 제2 전자장치(200)에서 제2 하위 계층(220)의 제2 네트워크 계층(222)을 통하여 제1 데이터링크 계층(223) 및 제1 물리 계층(224)으로 전달될 수 있다.
제1 하위 계층(120)은 합의된 요구성능을 제1 기지국 하위 계층(320_1)으로 전달하고 및 제2 하위 계층(220)은 합의된 요구성능을 제2 기지국 하위 계층(320_2)으로 전달하고, 제1 기지국 하위 계층(320_1) 및 제2 기지국 하위 계층(320_2) 사이에도 합의된 요구성능을 서로 전달한 후, 제1 기지국 하위 계층(320_1) 및 제2 기지국 하위 계층(320_2)은 합의된 요구성능을 달성할 수 있도록 설정을 변경(연동)할 수 있다.
다음에, 도 4를 참조하여 통신 제어 장치(300)가 무선자원을 할당하는 동작을 설명하면, 통신 제어장치(300)는 제1 심층신경망 모델을 이용하여, 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태에 따라, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측할 수 있다.
여기서, 제1 심층신경망 모델은. 임의의 시점에서 네트워크에 연결된 전자장치의 개수와, 운영중인 무선채널의 개수를 포함하는 통신 상태값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 실제 무선채널 상황값을 레이블로 하는 훈련데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델일 수 있다.
통신 제어장치(300)는 제2 심층신경망 모델을 이용하여, 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족하는 무선자원을 결정할 수 있다.
여기서, 제2 심층신경망 모델은, 무선채널 상황값 및 합의된 요구성능값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능값을 충족하기 위한 무선자원 할당값을 레이블로 하는 훈련 데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델일 수 있다.
통신 제어장치(300)는 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족하는 무선자원이 결정되면, 제1 기지국 하위 계층(320_1) 및 제2 기지국 하위 계층(320_2)을 통하여 제1 전자장치(100)의 제1 하위 계층(120) 및 제1 전자장치(200)의 제2 하위 계층(220)으로 전달됨으로써, 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 자신의 요구성능을 보장하면서 능동적으로 무선자원을 할당 받을 수 있다.
도 5는 본 실시 예에 따른 통신 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 4에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 본 실시 예에 따른 통신 제어 방법은 통신 제어 장치(300)의 프로세서(310)에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, S510단계에서, 통신 제어장치(300)는 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)로부터 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신한다. 여기서, 통신 제어장치(300)는, 제1 전자장치(100)가 응용 요구성능을 제2 전자장치(200)로 전송하고, 제2 전자장치(200)가 제공가능 성능을 제1 전자장치(100)로 전송한 후에, 제1 전자장치(100)와 제2 전자장치(200) 사이의 통신을 통해 제2 전자장치(200)가 제공가능한 성능 범위 내에서 응용 요구성능을 조정하여 결정된 합의된 요구성능을 수신할 수 있다. 합의된 요구성능을 수신한 후에, 제1 전자장치(100)의 통신 시스템의 하위계층과 제2 전자장치(200)의 통신 시스템의 하위계층의 설정을 합의된 요구성능을 달성할 수 있도록 변경할 수 있다.
S520단계에서, 통신 제어장치(300)는 합의된 요구성능을 수신한 이후, 자신의 하위계층의 설정을 합의된 요구성능을 달성할 수 있도록 변경한다.
S530단계에서, 통신 제어장치(300)는 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태에 따라, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측한다. 통신 제어장치(300)는 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태를 이용하여 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하도록 미리 훈련된 제1 심층신경망 모델을 이용하여 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측할 수 있다. 여기서, 제1 심층신경망 모델은. 임의의 시점에서 네트워크에 연결된 전자장치의 개수와, 운영중인 무선채널의 개수를 포함하는 통신 상태값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 실제 무선채널 상황값을 레이블로 하는 훈련데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델일 수 있다.
S540단계에서, 통신 제어장치(300)는 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족시키기 위한 무선자원을 결정한다. 통신 제어장치(300)는 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족시키기 위해 할당 가능한 무선자원을 예측하도록 미리 훈련된 제2 심층신경망 모델을 이용하여 무선자원을 결정할 수 있다. 여기서, 제2 심층신경망 모델은, 무선채널 상황값 및 합의된 요구성능값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능값을 충족하기 위한 무선자원 할당값을 레이블로 하는 훈련 데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델일 수 있다.
S550단계에서, 통신 제어장치(300)는 예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족하는 무선자원이 결정되면, 무선자원을 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)의 통신에 할당한다.
이로써 통신 제어장치(300)는 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)의 요구성능을 보장하면서, 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)에 능동적으로 무선자원을 할당 할 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 제1 전자장치
200: 제2 전자장치
300: 통신 제어장치
400: 무선 네트워크

Claims (13)

  1. 제1 전자장치와 제2 전자장치 사이에서 데이터 송수신을 연계하는 통신 제어장치에서 수행되는 통신 제어 방법으로서,
    상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치로부터, 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신하는 단계; 및
    상기 통신 제어장치가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 상기 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 상기 무선자원을 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 합의된 요구성능을 수신하는 단계 이후에,
    상기 제1 전자장치의 통신 시스템의 하위계층과 상기 제2 전자장치의 통신 시스템의 하위계층의 설정을 상기 합의된 요구성능을 달성할 수 있도록 변경하는 단계를 더 포함하는,
    통신 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합의된 요구성능은,
    상기 제1 전자장치가 자신의 응용 요구성능으로서의 응용 요구성능을 상기 제2 전자장치로 전송하고, 상기 제2 전자장치가 자신의 제공가능 성능으로서의 제공가능 성능을 상기 제1 전자장치로 전송한 후에,
    상기 제1 전자장치와 상기 제2 전자장치 사이의 통신을 통해 상기 제2 전자장치가 제공가능한 성능 범위 내에서 상기 응용 요구성능을 조정하여 결정되는,
    통신 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선자원을 할당하는 단계는,
    상기 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태에 따라, 상기 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하는 단계;
    예측한 무선채널 상황에서 상기 합의된 요구성능을 만족시키기 위한 무선자원을 결정하는 단계; 및
    상기 무선자원을 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 할당하는 단계를 포함하는,
    통신 제어 방법.
  5. 제1 전자장치와 제2 전자장치 사이에서 데이터 송수신을 연계하는 통신 제어장치에서 수행되는 통신 제어 방법으로서,
    상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치로부터, 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신하는 단계; 및
    상기 통신 제어장치가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 상기 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 상기 무선자원을 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 무선자원을 할당하는 단계는,
    상기 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태에 따라, 상기 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하는 단계;
    예측한 무선채널 상황에서 상기 합의된 요구성능을 만족시키기 위한 무선자원을 결정하는 단계; 및
    상기 무선자원을 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 무선채널 상황을 예측하는 단계는,
    합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태를 이용하여 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하도록 미리 훈련된 제1 심층신경망 모델을 이용하여 상기 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 심층신경망 모델은,
    임의의 시점에서 네트워크에 연결된 전자장치의 개수와, 운영중인 무선채널의 개수를 포함하는 통신 상태값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 실제 무선채널 상황값을 레이블로 하는 훈련데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델인,
    통신 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무선자원을 결정하는 단계는,
    예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족시키기 위해 할당 가능한 무선자원을 예측하도록 미리 훈련된 제2 심층신경망 모델을 이용하여 상기 무선자원을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 심층신경망 모델은,
    무선채널 상황값 및 합의된 요구성능값을 입력으로 하고, 상기 합의된 요구성능값을 충족하기 위한 무선자원 할당값을 레이블로 하는 훈련 데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델인,
    통신 제어 방법.
  7. 컴퓨터를 이용하여 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 6 항의 방법 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 비 일시적 기록매체.
  8. 제1 전자장치와 제2 전자장치 사이에서 데이터 송수신을 연계하는 통신 제어장치로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때, 상기 프로세서가 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치로부터, 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신하고,
    상기 통신 제어장치가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 상기 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 상기 무선자원을 할당하며,
    상기 합의된 요구성능을 수신한 이후에, 상기 제1 전자장치의 통신 시스템의 하위계층과 상기 제2 전자장치의 통신 시스템의 하위계층의 설정을 상기 합의된 요구성능을 달성할 수 있도록 변경을 야기하는 코드를 저장하는,
    통신 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 제1 전자장치가 자신의 응용 요구성능으로서의 응용 요구성능을 상기 제2 전자장치로 전송하고, 상기 제2 전자장치가 자신의 제공가능 성능으로서의 제공가능 성능을 상기 제1 전자장치로 전송한 후에,
    상기 제1 전자장치와 상기 제2 전자장치 사이의 통신을 통해 상기 제2 전자장치가 제공가능한 성능 범위 내에서 상기 응용 요구성능을 조정하여 결정되도록 야기하는 코드를 저장하는,
    통신 제어 장치.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태에 따라, 상기 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하고, 예측한 무선채널 상황에서 상기 합의된 요구성능을 만족시키기 위한 무선자원을 결정하며, 상기 무선자원을 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 할당하도록 야기하는 코드를 더저장하는,
    통신 제어 장치.
  12. 제1 전자장치와 제2 전자장치 사이에서 데이터 송수신을 연계하는 통신 제어장치로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때, 상기 프로세서가 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치로부터, 특정 성능의 보장이 필요한 어플리케이션에 대하여 서로간에 응용 요구성능을 합의한 결과로서의 합의된 요구성능을 수신하고,
    상기 통신 제어장치가 제어하는 네트워크의 무선채널 상황을 예측하고, 상기 합의된 요구성능을 충족하기 위해 할당할 무선자원을 결정하여, 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 상기 무선자원을 할당하며,
    상기 합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태에 따라, 상기 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하고, 예측한 무선채널 상황에서 상기 합의된 요구성능을 만족시키기 위한 무선자원을 결정하며, 상기 무선자원을 상기 제1 전자장치 및 상기 제2 전자장치와의 통신에 할당하고,
    합의된 요구성능을 수신한 시점의 통신 상태를 이용하여 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하도록 미리 훈련된 제1 심층신경망 모델을 이용하여 상기 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 무선채널 상황을 예측하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 제1 심층신경망 모델은,
    임의의 시점에서 네트워크에 연결된 전자장치의 개수와, 운영중인 무선채널의 개수를 포함하는 통신 상태값을 입력으로 하고, 합의된 요구성능을 수신한 시점 이후의 실제 무선채널 상황값을 레이블로 하는 훈련데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델인,
    통신 제어 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    예측한 무선채널 상황에서 합의된 요구성능을 만족시키기 위해 할당 가능한 무선자원을 예측하도록 미리 훈련된 제2 심층신경망 모델을 이용하여 상기 무선자원을 결정하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 제2 심층신경망 모델은,
    무선채널 상황값 및 합의된 요구성능값을 입력으로 하고, 상기 합의된 요구성능값을 충족하기 위한 무선자원 할당값을 레이블로 하는 훈련 데이터에 의해 지도학습 방식으로 훈련된 모델인,
    통신 제어 장치.
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