[논문 리뷰] Future Trends and Challenges for Mobile and Convergent Networks

José Moura, Christopher Edwards|arXiv (Cornell University)|2016. 01. 22.

Caching and Content Delivery참고 문헌 64인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 향후 모바일 및 융합 네트워크의 트렌드와 과제를 검토하며, 다양한 트래픽 유형에 대한 서비스 품질(QoS)을 보장하기 위해 이종 무선 액세스의 지능적 제어에 초점을 맞춘다. 다기능 기기에서의 이동성, 오프로딩, 로드 밸런싱을 해결하기 위해 기술, 서비스, 단말기, 시장, 환경적 요소를 통합한 수렴 기반 프레임워크를 제안한다. 이는 자율적이고 에너지 효율적이며 지능적인 인프라 기반으로 설계된다.

ABSTRACT

Some traffic characteristics like real-time, location-based, and community-inspired, as well as the exponential increase on the data traffic in mobile networks, are challenging the academia and standardization communities to manage these networks in completely novel and intelligent ways, otherwise, current network infrastructures can not offer a connection service with an acceptable quality for both emergent traffic demand and application requisites. In this way, a very relevant research problem that needs to be addressed is how a heterogeneous wireless access infrastructure should be controlled to offer a network access with a proper level of quality for diverse flows ending at multi-mode devices in mobile scenarios. The current chapter reviews recent research and standardization work developed under the most used wireless access technologies and mobile access proposals. It comprehensively outlines the impact on the deployment of those technologies in future networking environments, not only on the network performance but also in how the most important requirements of several relevant players, such as, content providers, network operators, and users/terminals can be addressed. Finally, the chapter concludes referring the most notable aspects in how the environment of future networks are expected to evolve like technology convergence, service convergence, terminal convergence, market convergence, environmental awareness, energy-efficiency, self-organized and intelligent infrastructure, as well as the most important functional requisites to be addressed through that infrastructure such as flow mobility, data offloading, load balancing and vertical multihoming.

연구 동기 및 목표

• 다양한 서비스 품질 요구사항을 가진 기하급수적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 관리하는 데 증가하는 과제를 해결한다.
• 실시간, 위치 기반, 커뮤니티 기반 트래픽을 지원하는 데 있어 현재 네트워크 인프라의 한계를 극복한다.
• 이종 무선 기술 간의 원활하고 고성능의 네트워크 액세스를 다기능 기기에서 이동 환경에서 실현한다.
• 콘텐츠 제공자, 네트워크 운영자, 최종 사용자와 같은 주요 이해관계자의 요구에 맞게 네트워크 설계를 정렬한다.
• 기술, 서비스, 단말기, 시장, 환경 수렴을 통합한 향후 네트워크를 위한 통합 프레임워크를 개발한다.

제안 방법

• 주요 무선 액세스 기술(예: LTE, Wi-Fi, 5G) 분야의 최근 연구 및 표준화 노력에 대한 검토.
• 신규 기술의 영향이 네트워크 성능 및 이해관계자 요구사항에 미치는 영향 분석.
• 자율성, 지능성, 에너지 효율성에 중점을 둔 통합 인프라 모델 제안.
• 흐름 이동성, 데이터 오프로딩, 로드 밸런싱와 같은 기능적 요구사항을 통합된 제어 아키텍처에 통합.
• 기술, 서비스, 단말기, 시장, 환경 차원에서의 수렴 추세 평가.
• 네트워크 적응성과 성능 향상을 위해 수직 다중호밍과 동적 자원 할당 활용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 트래픽 흐름에 대해 일관된 QoS를 보장하기 위해 이종 무선 액세스 네트워크는 어떻게 지능적으로 제어할 수 있는가?
• RQ2 모바일 네트워크에서 실시간 및 위치 기반 서비스를 지원하는 데 있어 핵심적인 기술적 및 아키텍처 과제는 무엇인가?
• RQ3 네트워크 인프라는 다기능 기기와 다양한 사용자 요구사항의 요구를 충족하기 위해 어떻게 진화해야 하는가?
• RQ4 에너지 효율성은 향후 모바일 및 융합 네트워크 설계에서 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 자율적이고 지능적인 네트워크 인프라는 어떻게 확장 가능하고 적응 가능한 모바일 연결성을 가능하게 하는가?

주요 결과

• 향후 네트워크는 기술, 서비스, 단말기, 시장, 환경 차원에서의 완전한 수렴으로 진화해야 한다. 이는 변화하는 요구사항을 충족하기 위함이다.
• 복잡성 관리와 확장성 보장을 위해 자율적이고 지능적인 네트워크 인프라는 필수적이다.
• 에너지 효율성은 특히 고밀도 및 이종 액세스 네트워크에서 핵심 설계 요구사항이다.
• 수직 다중호밍과 데이터 오프로딩은 로드 밸런싱 및 모바일 환경에서의 QoS 향상에 핵심적인 추진력이다.
• 흐름 이동성과 동적 자원 할당은 원활한 연결성을 위한 기본적인 기능적 요구사항이다.
• 표준화 및 연구 노력은 실용적 구현과 도입을 보장하기 위해 이해관계자의 요구사항과 일치시켜야 한다.