[논문 리뷰] Context Awareness in Next Generation of Mobile Core Networks

Clarissa Cassales Marquezan, Kashif Mahmood외 8명|arXiv (Cornell University)|2016. 11. 16.

Context-Aware Activity Recognition Systems참고 문헌 4인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 다음 세대 모바일 코어 네트워크에서 다양한 소스에서 데이터를 집계하고 효율적인 게재-구독 메커니즘을 통해 이를 배포함으로써 풍부하고 재사용 가능한 Context 인식을 가능하게 하는 Context Generation and Handling Function (CGHF)을 제안한다. 이 프레임워크는 제어 평면의 의사결정을 향상시키고 최적화, 제3자 서비스 및 엣지 애플리케이션을 지원하며, 3GPP 표준과 일치하여 빅데이터 기반 네트워크 지능화를 실현한다.

ABSTRACT

Context awareness is an important enabler for next generation of Mobile Core Networks (MCN). However there exist a number of challenges in this regard. For example how to develop a framework which 1) is able to generate context richer than what is available today; 2) allows reusability of context across the network; 3) provides a mechanism for exposing context to third parties; and 4) can bring together "big data" for mobile core network optimization. In this work, we introduce a context awareness framework addressing the aforementioned challenges but also taking into account the 3GPP standardization activities related to context awareness in MCN. Within this framework we propose Context Generation and Handling Function (CGHF) which generates rich context by processing information from various sources and then handles its distribution through an efficient publish subscribe mechanism. In addition we provide examples where context can be used to optimize control plane decision making. While the focus of this work is on the use of context for MCN, we still believe such context can be also used by applications (at the edge as well as in data centers) and third party services to improve their operations and providing new unforeseen services.

연구 동기 및 목표

• 다음 세대 모바일 코어 네트워크(MCN)에서 풍부하고 재사용 가능한 Context의 부족을 해결하기 위해.
• 네트워크 전반에서 Context 생성, 배포 및 노출을 지원하는 표준화되고 확장 가능한 프레임워크를 설계하기 위해.
• 실시간으로 집계된 데이터를 활용하여 제어 평면 기능의 Context 인식 최적화를 실현하기 위해.
• 노출된 Context 서비스를 통해 제3자 및 엣지 애플리케이션 통합을 지원하기 위해.
• 지속적인 3GPP 표준화 노력과 일치시켜 MCN 내 Context 인식에 기여하기 위해.

제안 방법

• Context 처리 및 배포를 위한 중심적 실체로 Context Generation and Handling Function (CGHF)을 제안한다.
• 사용자 기기, 네트워크 기능, 외부 시스템 등 다양한 이질적 소스에서 데이터를 통합하여 풍부한 Context를 생성한다.
• 네트워크 구성 요소 간의 효율적이고 확장 가능한 Context 배포를 위해 게재-구독 메시징 모델을 활용한다.
• 기존의 3GPP 준수 네트워크 기능과의 확장성 및 상호운용성을 보장하는 모듈식 아키텍처를 설계한다.
• 시간적 적절성과 관련성 확보를 위해 동적 Context 구독 및 이벤트 기반 업데이트를 지원한다.
• 5G 구현을 위한 호환성과 미래 지향성을 확보하기 위해 3GPP 표준과의 일치를 확보한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 모바일 코어 네트워크에서 현재 제공되는 것보다 더 풍부한 Context를 통합된 프레임워크가 어떻게 생성할 수 있는가?
• RQ2 네트워크 기능 간에 효율적이고 확장 가능한 방식으로 Context를 배포하고 재사용하기 위한 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 보안적이고 표준화된 방식으로 Context를 제3자 애플리케이션과 엣지 서비스에 어떻게 노출시킬 수 있는가?
• RQ4 Context는 다음 세대 모바일 코어 네트워크에서 제어 평면의 의사결정을 어떤 방식으로 향상시킬 수 있는가?
• RQ5 다양한 소스에서 유래한 빅데이터는 Context 프레임워크 내에서 어떻게 통합되고 네트워크 최적화에 활용될 수 있는가?

주요 결과

• CGHF 프레임워크는 사용자 기기, 네트워크 기능, 외부 시스템 등 다양한 소스에서 Context를 집계하여 풍부한 Context 정보를 생성하는 데 성공했다.
• 게재-구독 메커니즘이 구독된 네트워크 기능 및 서비스에 저지연, 확장 가능한 Context 배포를 가능하게 했다.
• 프레임워크는 동적 Context 구독을 지원하여 실시간 업데이트 및 변화하는 네트워크 조건에 대한 적응형 반응을 가능하게 했다.
• 아키텍처는 여러 네트워크 기능 간의 Context 재사용을 가능하게 하여 중복을 줄이고 운영 효율성을 향상시켰다.
• 프레임워크는 3GPP 표준과 일치하여 향후 5G 코어 네트워크 개발과의 호환성을 확보했다.
• 정형화되고 실행 가능한 Context를 노출시킴으로써 제3자 애플리케이션과 엣지 서비스를 위한 새로운 사용 사례를 실현했다.