專利名稱：一種延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種新型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種 在網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)之間增加延遲容忍服務(wù)器的新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)承受延遲 的能力，提高了網(wǎng)絡(luò)對具有不同延遲容忍程度的業(yè)務(wù)服務(wù)能力，有效提升了網(wǎng)絡(luò)的資源使 用效率。
背景技術(shù)：
以移動通信、無線局域網(wǎng)等為代表的無線網(wǎng)絡(luò)已成為世界各國重要的高新技術(shù)支 柱產(chǎn)業(yè)。這些無線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)共同目標(biāo)是以更高的速率、更好的靈活性及可擴(kuò)展性、更低的 成本，提供全球范圍內(nèi)的無線通信應(yīng)用。另一方面，電信業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的相互融合將成 為下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。用戶對業(yè)務(wù)的需求出現(xiàn)了新的變化，更多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不再 像從前的話音業(yè)務(wù)一樣需要實(shí)時(shí)傳輸，在網(wǎng)民廣泛使用的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)逐漸占 據(jù)主導(dǎo)地位。然而針對非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，已有的和即將推出的無線網(wǎng)絡(luò)對容忍延遲能力的限制 較大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)在無線資源綜合優(yōu)化利用等方面存在局限性，不能很好地實(shí)現(xiàn)資源與業(yè)務(wù) 的優(yōu)化匹配，并且由此產(chǎn)生的無線通信瓶頸問題日益突出。所謂網(wǎng)絡(luò)的延遲容忍能力，是指網(wǎng)絡(luò)可以容忍的，將業(yè)務(wù)請求處理完畢的最大時(shí) 間。造成該能力受限的原因主要有兩個(gè)，其一是由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)硬件的存儲器大小、協(xié)議窗口 等諸多限制，導(dǎo)致業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)無法保存較長時(shí)間，也許沒能發(fā)送到目的地便被丟棄； 其二是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)一般是先到先服務(wù)，不存在主動調(diào)度機(jī)制去協(xié)調(diào)一段時(shí)間尺度內(nèi)的各類資 源，因而無法按時(shí)按需地分配相應(yīng)業(yè)務(wù)的服務(wù)。近年來提出的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)是指承載非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)為主，面向消息傳遞且具有高網(wǎng) 絡(luò)吞吐量的網(wǎng)絡(luò)，它突破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對于延遲和數(shù)據(jù)傳輸速率的限制?，F(xiàn)有作為國內(nèi)外研 究熱點(diǎn)的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)主要適用于長距離無線鏈路，應(yīng)對其引發(fā)的鏈路不穩(wěn)定、傳輸延遲 大或鏈路通斷等惡劣情況，主要包括以下幾種場景對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用飛艇、衛(wèi)星、深空等空 間網(wǎng)絡(luò)，災(zāi)害應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，水下通信網(wǎng)絡(luò)，自由空間光通信網(wǎng)絡(luò)，軍用Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)等。同 時(shí)，延遲容忍網(wǎng)絡(luò)還可能應(yīng)用于欠發(fā)達(dá)地區(qū)的無線移動通信。然而，現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng) (如GSM，3G等)可以為用戶提供可靠的鏈路，但不能主動調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，滿足不同使用者對 非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)延遲容忍的不同需求，這類無法通過提供主動調(diào)度機(jī)制實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸?shù)?移動無線網(wǎng)絡(luò)，顯然也應(yīng)該是延遲容忍網(wǎng)絡(luò)考慮的范疇。基于以上考慮，本發(fā)明提出了一種新型延遲容忍網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明通過在網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn) (如蜂窩網(wǎng)的基站)和網(wǎng)絡(luò)(如蜂窩網(wǎng)的骨干網(wǎng))之間增加延遲容忍服務(wù)器，結(jié)合接入點(diǎn)提 供的業(yè)務(wù)請求信息與網(wǎng)絡(luò)提供的資源信息，對二者進(jìn)行優(yōu)化匹配實(shí)現(xiàn)協(xié)同；本發(fā)明通過延 遲處理裝置的引入，增大了網(wǎng)絡(luò)承受的延遲的能力，提高了網(wǎng)絡(luò)對具有不同的延遲容忍度 的業(yè)務(wù)請求的服務(wù)能力，進(jìn)而有效提升了網(wǎng)絡(luò)的資源使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系架 構(gòu)，在移動通信接入網(wǎng)與通信核心網(wǎng)(包括移動通信骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng))之間增加延遲容忍 服務(wù)器，面向用戶提供具有不同延遲容忍度的業(yè)務(wù)服務(wù)。本發(fā)明提出的新型延遲容忍網(wǎng)絡(luò)，具有以下特點(diǎn)不同用戶可將其對于業(yè)務(wù)的延 遲容忍信息附著在業(yè)務(wù)請求中，發(fā)送給延遲容忍服務(wù)器；延遲容忍服務(wù)器一方面通過采用 移動臺輔助信道估計(jì)的方法，估計(jì)當(dāng)前時(shí)刻接入點(diǎn)與業(yè)務(wù)申請者之間的信道狀態(tài)信息，并 采用信號估計(jì)與預(yù)測技術(shù)，估計(jì)并預(yù)測延遲容忍時(shí)間內(nèi)的無線信道狀態(tài)信息；另一方面可 以根據(jù)不同用戶業(yè)務(wù)容忍延遲的要求，以及相應(yīng)的無線信道狀態(tài)信息，確定不同業(yè)務(wù)的優(yōu) 先級，并且動態(tài)分配時(shí)隙、頻譜、功率等網(wǎng)絡(luò)資源，并根據(jù)核心網(wǎng)可利用資源，進(jìn)行業(yè)務(wù)的接 入控制，以應(yīng)對大量業(yè)務(wù)的突發(fā)狀況。本發(fā)明的思路是(1) 一種新型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)至少含有一個(gè)延遲容忍服務(wù)器，它是實(shí)現(xiàn)資源與業(yè) 務(wù)優(yōu)化匹配的核心服務(wù)器，在無線通信接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間進(jìn)行基于業(yè)務(wù)延遲容忍特性的 網(wǎng)絡(luò)資源分配與流量控制。本發(fā)明在通信核心網(wǎng)(如移動通信骨干網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng))與移動通信接入網(wǎng)設(shè)備(基 站或WLAN接入點(diǎn))之間連接延遲容忍服務(wù)器。針對上行業(yè)務(wù)傳輸，延遲容忍服務(wù)器首先從 移動終端用戶獲取業(yè)務(wù)請求以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，在將其推送至核心網(wǎng)的過程中，一方面可 根據(jù)從基站和WLAN接入點(diǎn)據(jù)獲取并預(yù)測到的上行鏈路無線信道狀態(tài)信息以及不同業(yè)務(wù)延 遲容忍要求，確定不同業(yè)務(wù)傳輸?shù)膬?yōu)先級，合理調(diào)整業(yè)務(wù)的傳輸順序，進(jìn)行動態(tài)上行無線信 道資源分配；另一方面可依據(jù)從核心網(wǎng)獲取的可利用資源信息以及以及核心網(wǎng)狀態(tài)信息， 進(jìn)行流量控制。針對下行業(yè)務(wù)傳輸，延遲容忍服務(wù)器首先從核心網(wǎng)獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，在將 其推送至移動用戶終端的過程中，一方面可根據(jù)下行鏈路無線信道狀態(tài)信息以及業(yè)務(wù)的時(shí) 延容忍要求，確定不同業(yè)務(wù)的傳輸優(yōu)先級，調(diào)整業(yè)務(wù)的傳輸順序，并利用業(yè)務(wù)可容忍延遲內(nèi) 的無線信道資源進(jìn)行動態(tài)下行無線信道資源分配；另一方面在滿足不同業(yè)務(wù)時(shí)延容忍要求 的前提下，最大化下行傳輸容量，減少業(yè)務(wù)的等待時(shí)間，以及由此產(chǎn)生的“丟包”，提高網(wǎng)絡(luò) 容忍延遲的能力。(2) 一個(gè)延遲容忍服務(wù)器至少含有一個(gè)無線信道信息處理單元，該單元不但能夠 接收并存儲由移動臺輔助估計(jì)得到的當(dāng)前時(shí)刻無線信道狀態(tài)信息，而且能夠預(yù)測業(yè)務(wù)時(shí)延 容忍時(shí)間內(nèi)若干時(shí)刻的無線信道狀態(tài)。無線信道信息處理單元通過當(dāng)前信道狀態(tài)信息的估計(jì)值以及無線信道的統(tǒng)計(jì)特 性和歷史信息，進(jìn)行無線信道狀態(tài)估計(jì)與預(yù)測。具體地，可利用移動臺輔助信道估計(jì)的方 法，估計(jì)用戶當(dāng)前通信時(shí)刻的信道狀態(tài)；此外，充分利用信道狀態(tài)的歷史信息和統(tǒng)計(jì)特性， 對業(yè)務(wù)時(shí)延容忍時(shí)間內(nèi)若干時(shí)刻的無線信道狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測。(3) 一個(gè)延遲容忍服務(wù)器至少含有一個(gè)業(yè)務(wù)請求處理單元，用于解析出業(yè)務(wù)請求 中附著的不同用戶業(yè)務(wù)的延遲容忍QoS要求。由于Best Effort業(yè)務(wù)沒有QoS要求，本發(fā)明所述的QoS要求主要是針對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) 和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。當(dāng)用戶發(fā)出業(yè)務(wù)請求時(shí)，會將該用戶對于所請求業(yè)務(wù)的延遲容忍QoS要求 附帶在業(yè)務(wù)請求信息中。針對非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，該QoS要求主要是指用戶對于業(yè)務(wù)傳送的速率要求，而該速率要求又可以根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)量等效轉(zhuǎn)化為時(shí)延要求；針對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，該QoS 要求主要是指用戶對于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸?shù)难舆t要求。(4) 一個(gè)延遲容忍服務(wù)器至少含有一個(gè)動態(tài)資源分配單元，根據(jù)不同業(yè)務(wù)的延遲 容忍QoS要求確定業(yè)務(wù)優(yōu)先級、排隊(duì)規(guī)則以及資源分配方法。動態(tài)資源分配單元可根據(jù)無線信道信息處理單元獲得、并預(yù)測的無線信道狀態(tài)信 息合理地動態(tài)分配頻率、時(shí)隙、功率等資源。具體地，它是根據(jù)業(yè)務(wù)請求處理單元獲取的不 同用戶業(yè)務(wù)的延遲容忍QoS要求，以及無線信道信息處理單元獲得并預(yù)測的信道狀態(tài)信 息，為待傳輸業(yè)務(wù)動態(tài)分配資源，確定不同業(yè)務(wù)傳輸?shù)膬?yōu)先級和處理順序，減少業(yè)務(wù)的等待 時(shí)間，增大網(wǎng)絡(luò)容忍時(shí)延的能力，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的容量及其對業(yè)務(wù)傳輸?shù)难舆t容忍度。(5) 一個(gè)延遲容忍服務(wù)器至少含有一個(gè)流量控制單元，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的延遲容忍能力， 通信核心網(wǎng)的狀態(tài)，針對業(yè)務(wù)的突發(fā)性進(jìn)行接入及流量控制。業(yè)務(wù)的突發(fā)性會導(dǎo)致流入以及流出網(wǎng)絡(luò)的上下行數(shù)據(jù)量不對稱，從而造成通信核 心網(wǎng)中業(yè)務(wù)在交換機(jī)或服務(wù)器上的堆積，引起網(wǎng)絡(luò)擁塞。由于網(wǎng)絡(luò)的硬件存儲能力有限，大 多數(shù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對長時(shí)間等待業(yè)務(wù)均采用“丟包”處理的原則，限制了網(wǎng)絡(luò)承受業(yè)務(wù)延遲的能 力。本發(fā)明所述的流量控制單元可根據(jù)不同業(yè)務(wù)的延遲容忍要求以及無線信道狀態(tài)信息， 合理調(diào)整業(yè)務(wù)推送的時(shí)機(jī)，并通過一定的接入及流量控制機(jī)制，在移動通信接入網(wǎng)和通信 核心網(wǎng)間協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流量，避免網(wǎng)絡(luò)的擁塞。一種新型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，它含有通信核心網(wǎng)(包括移動通信骨干網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng))，至少一個(gè)延遲容忍服務(wù)器，至少 一個(gè)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備(包括基站以及WLAN無線接入站點(diǎn))，至少一個(gè)無線通信鏈路，至 少一個(gè)無線通信終端(包括手機(jī)，PDA以及便攜式計(jì)算機(jī)等)，其中通信核心網(wǎng)(包含移動通信骨干網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng))，為用戶提供其所需的所有類型 的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，包含視頻信息，音頻信息，文字信息，圖像信息等等。通信核心網(wǎng)通過延遲 容忍服務(wù)器以及無線接入網(wǎng)設(shè)備為用戶按需提供其所請求的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息。通信核心網(wǎng)的 輸入/輸出端分別與下述延遲容忍服務(wù)器的輸出/輸入端相連；延遲容忍服務(wù)器，它是整個(gè)延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的核心部分，作為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源分配與 業(yè)務(wù)優(yōu)化匹配的核心服務(wù)器，輸入/輸出端分別與上述通信核心網(wǎng)的輸出/輸入端，以及下 述無線接入網(wǎng)設(shè)備的輸出/輸入端相連，它含有以下處理單元業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元，無線信 道信息處理單元，業(yè)務(wù)請求處理單元，動態(tài)資源分配單元，流量控制單元，控制單元以及外 部接口單元，其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元，設(shè)有接收下述外部接口 A輸出的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的輸入端， 下述外部接口 B輸出的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的輸入端，以及下述控制單元輸出的控制信息的輸入 端；還設(shè)有，發(fā)送到下述外部接口 A的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的輸出端，向下述外部接口 B發(fā)送上行 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的輸出端，以及向下述控制單元發(fā)送業(yè)務(wù)狀態(tài)信息的輸出端，所述的業(yè)務(wù)狀態(tài)信 息包括其緩沖器中業(yè)務(wù)隊(duì)列長度，每項(xiàng)業(yè)務(wù)在當(dāng)前隊(duì)列中的位置，以及每項(xiàng)業(yè)務(wù)剩余的數(shù) 據(jù)包的數(shù)量，延遲容忍程度等信息。無線信道信息處理單元，設(shè)有接收下述外部接口 A輸出的當(dāng)前時(shí)刻無線信道狀 態(tài)(CSI)估計(jì)信息的輸入端，以及下述控制單元輸出的控制信息的輸入端；還設(shè)有向下述 動態(tài)資源分配單元發(fā)送無線信道狀態(tài)(CSI)信息矩陣的輸出端。
業(yè)務(wù)請求處理單元，設(shè)有接收下述外部接口 A輸出的業(yè)務(wù)請求信息的輸入端， 下述控制單元輸出的控制信息的輸入端，以及下述動態(tài)資源分配單元輸出的業(yè)務(wù)QoS獲取 信息的輸入端，所述業(yè)務(wù)QoS獲取信息是指對于新進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)所需獲得的其延遲容忍 QoS信息；還包括發(fā)送到下述動態(tài)資源分配單元的用戶延遲容忍QoS信息的輸出端。動態(tài)資源分配單元，設(shè)有上述業(yè)務(wù)請求處理單元輸出的業(yè)務(wù)延遲容忍QoS信息 的輸入端，上述無線信道信息處理單元輸出的無線信道狀態(tài)估計(jì)及預(yù)測矩陣的輸入端，下 述控制單元控制信息的輸入端，以及下述流量控制單元輸出的流量控制信息的輸入端；還 設(shè)有向上述業(yè)務(wù)請求處理單元發(fā)送的業(yè)務(wù)QoS獲取信息的輸出端，以及向下述控制單元發(fā) 送動態(tài)資源分配信息的輸出端。流量控制單元，設(shè)有接收下述外部接口 B輸出的核心網(wǎng)狀態(tài)信息的輸入端，以及 下述控制單元輸出的控制信息的輸入端，所述核心網(wǎng)狀態(tài)信息，包括了當(dāng)前核心網(wǎng)可利用 資源(交換機(jī)，路由器等)的相關(guān)狀態(tài)信息；還設(shè)有向上述動態(tài)資源分配單元發(fā)送流量控制 信息的輸出端，以及向下述控制單元發(fā)送流量控制信息的輸出端?？刂茊卧O(shè)有，接收下述外部接口 A以及下述外部接口 B輸出的上/下行業(yè)務(wù)請 求信息的輸入端，上述動態(tài)資源分配單元輸出的動態(tài)資源分配信息的輸入端，上述流量控 制單元輸出的流量控制信息的輸入端，以及上述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元輸出的業(yè)務(wù)狀態(tài)信息的 輸入端；還設(shè)有向上述業(yè)務(wù)請求處理單元，動態(tài)資源分配單元，流量控制單元，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處 理單元，下述外部接口 A/B發(fā)送控制信息的輸出端。外部接口單元A，設(shè)有，接收移動通信接入網(wǎng)輸出來自用戶的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的 輸入端，控制單元輸出的控制信息的輸入端，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元輸出的來自核心網(wǎng)的 下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的輸入端；還設(shè)有向上述業(yè)務(wù)請求處理單元發(fā)送上行業(yè)務(wù)請求信息的輸 出端，向無線信道信息處理單元發(fā)送無線信道狀態(tài)信息的輸出端，向業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元推 送上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的輸出端，以及向上述控制單元發(fā)送的下行業(yè)務(wù)請求信息的輸出端。外部接口單元B，設(shè)有，核心網(wǎng)輸出的來自用戶的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的輸入端，控 制單元輸出的控制信息的輸入端，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元輸出的來自無線接入網(wǎng)的上行業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)信息的輸入端，還設(shè)有，向上述流量控制單元發(fā)送核心網(wǎng)狀態(tài)信息的輸出端，以及向 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元推送上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的輸出端，以及向上述控制單元發(fā)送的上行業(yè)務(wù)請求 信息輸出端。所述的延遲容忍服務(wù)器是按照以下步驟執(zhí)行其功能的移動接入網(wǎng)設(shè)備(基站或WLAN接入站點(diǎn))獲取用戶移動終端的上/下行業(yè)務(wù)請 求，通過外部接口 A將其發(fā)送至業(yè)務(wù)請求處理單元；在控制單元作用下，業(yè)務(wù)請求處理單元接收業(yè)務(wù)請求，并從中解析出業(yè)務(wù)的延遲 容忍信息；移動通信接入網(wǎng)設(shè)備接收移動臺輔助信道估計(jì)的信道狀態(tài)信息CSI的估計(jì)值，通 過外部接口 A將其發(fā)送至無線信道信息處理單元；無線信道信息處理單元在控制器的作用下，存儲當(dāng)前無線信道狀態(tài)信息，，更新存 儲的信道狀態(tài)信息歷史，并且對業(yè)務(wù)最大延遲容忍內(nèi)的無線信道信息進(jìn)行預(yù)測，形成無線 信道信息矩陣；業(yè)務(wù)請求處理單元根據(jù)上述獲取的各業(yè)務(wù)延遲容忍信息以及無線信道狀態(tài)信息矩陣，確定各業(yè)務(wù)請求的優(yōu)先級；對于上行業(yè)務(wù)傳輸流量控制單元在控制單元控制下，通過外部接口 B獲取通信核心網(wǎng)的可利用資源 以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，例如交換機(jī)、服務(wù)器的緩沖器空間，網(wǎng)絡(luò)擁塞情況等，并生成流量控制 fn息；動態(tài)資源分配單元根據(jù)上述無線信道信息矩陣，不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，不同業(yè)務(wù)延 遲容忍QoS要求，以及通信核心網(wǎng)的流量控制信息，進(jìn)行上行動態(tài)資源分配；延遲容忍服務(wù)器將上述資源分配結(jié)果，通過外部接口 A傳輸給移動接入網(wǎng)設(shè)備， 移動接入網(wǎng)設(shè)備按照該結(jié)果，為個(gè)上行業(yè)務(wù)分配時(shí)隙，載波，功率等資源，通過空中接口從 用戶移動終端獲取上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并傳輸給延遲容忍服務(wù)器；延遲容忍服務(wù)器將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元中，并根據(jù)上述流量控制信 息，通過外部接口 B，將業(yè)務(wù)推送至通信核心網(wǎng)。對于下行業(yè)務(wù)傳輸動態(tài)資源分配單元根據(jù)上述無線信道信息矩陣，不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，不同業(yè)務(wù)延 遲容忍QoS要求，進(jìn)行下行動態(tài)資源分配；延遲容忍服務(wù)器將上述資源分配結(jié)果，下行業(yè)務(wù)請求及其優(yōu)先級，通過外部接口 B，從通信核心網(wǎng)獲取下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并存儲在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元中；通過外部接口 A，延遲容忍服務(wù)器將上述下行動態(tài)資源分配結(jié)果，傳輸給移動接入 網(wǎng)設(shè)備；移動接入網(wǎng)設(shè)備按照該結(jié)果，調(diào)度業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元中的業(yè)務(wù)，為其分配時(shí)隙，載 波，功率等資源，為用戶推送下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。移動通信接入網(wǎng)設(shè)備，它包括了基站以及WLAN無線接入站點(diǎn)。上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸 過程中，通過其將來自用戶的業(yè)務(wù)請求信息，以及上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸給延遲容忍服務(wù)器以 及通信核心網(wǎng)絡(luò)；下行過程中，則將來自通信核心網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸給用戶終端。移動通 信接入網(wǎng)設(shè)備的輸入/輸出端分別于上述的延遲容忍服務(wù)器的輸入輸出端以及下述移動 終端的輸入/輸出端相連；移動通信終端，主要包括支持無線傳輸?shù)母鞣N形式的移動終端，可以包括手機(jī)，筆 記本電腦，以及手持PDA等設(shè)備。其輸入/輸出端分別與上述的移動通信網(wǎng)接入設(shè)備的輸 入/輸出端通過空中接口相連接。


圖1新型延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的體系框架基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2新型延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的基本實(shí)現(xiàn)流程示意圖。圖3延遲容忍服務(wù)器基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖4延遲容忍服務(wù)器的基本實(shí)現(xiàn)流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種新型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)，參見附圖1，該基本結(jié)構(gòu)中含 有至少一個(gè)通信核心網(wǎng)，它包括移動通信骨干網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)。移動通信網(wǎng)按照用戶需求，為用戶提供多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，其輸入信號是下述延遲容忍服務(wù)器的業(yè)務(wù)請求以及業(yè) 務(wù)延遲QoS信息，輸出是多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，以及核心網(wǎng)狀態(tài)信息。若干延遲容忍服務(wù)器，多個(gè)延遲容忍服務(wù)器可以滿足不同區(qū)域用戶的接入需求， 它們的輸入/輸出端分別與上述通信核心網(wǎng)的輸出/輸入端相連，并與下述移動通信網(wǎng)接 入設(shè)備的輸出/輸入端相連；它們各自含有外部接口 A/B，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元，控制單元， 業(yè)務(wù)請求處理單元，動態(tài)資源分配單元，流量控制單元，以及無線信道信息處理單元；所述 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元的輸入/輸出端分配與下述控制單元、下述外部接口 A的輸出/輸入端 相連；所述無線信道信息處理單元的輸入端分別與下述控制單元，以及下述外部接口 A的 輸出端相連，輸出端分別與下述動態(tài)資源分配單元以及下述控制單元相連；所述業(yè)務(wù)請求 處理單元的輸入端分別與下述外部接口 A、下述控制單元以及下述動態(tài)資源分配單元的輸 出端相連，輸出端分別與下述控制單元以及動態(tài)資源分配單元的輸入端相連；所述動態(tài)資 源分配單元的輸入端分別與上述業(yè)務(wù)請求處理單元，上述無線信道信息處理單元，上述流 量控制單元以及下述控制單元的輸出端相連，輸出端分比與上述業(yè)務(wù)請求處理單元，下述 流量控制單元以及下述控制單元的輸入端相連；所述流量控制單元的輸入端分別于下述控 制單元，上述動態(tài)資源分配單元，下述外部接口 B的輸出端相連，輸出端分別與下述控制單 元以及上述動態(tài)資源分配單元的輸入端相連；所述控制單元輸入/輸出端分別與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 處理單元，無線信道狀態(tài)信息處理單元，業(yè)務(wù)請求處理單元，動態(tài)資源分配單元，流量控制單 元，控制單元以及外部接口單元的輸入/輸出端相連。所述外部接口A的輸入端分別與上述 控制單元、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元以及下述無線接入網(wǎng)相連；輸出端分別與上述控制單元、業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)處理單元、上述業(yè)務(wù)請求處理單元、上述信道狀態(tài)信息處理單元以及下述無線接入網(wǎng)相 連；所述外部接口 B的輸入端分別與上述控制單元、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元以及下述核心網(wǎng)相連； 輸出端與上述控制單元、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元以及下述核心網(wǎng)以及上述流量控制單元相連。至少一個(gè)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備，包括基站以及WLAN接入站點(diǎn)，多個(gè)移動通信接入 網(wǎng)設(shè)備可以滿足不同區(qū)域用戶的接入需求，它們的輸入/輸出端分別與上述的延遲容忍服 務(wù)器的輸出/輸入端，以及下述移動終端的輸出/輸入端相連；至少一個(gè)移動通信終端，用戶的移動通信終端發(fā)出業(yè)務(wù)請求以及對業(yè)務(wù)的時(shí)延 QoS信息，其輸入/輸出端通過無線鏈路，分別與上述移動通信接入網(wǎng)設(shè)備的輸出/輸入端 相連。一種新型的延遲網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述延遲容忍網(wǎng)絡(luò)是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的1)用戶通過移動終端向移動通信接入網(wǎng)設(shè)備發(fā)出業(yè)務(wù)請求信息；此信息中既包 含對業(yè)務(wù)內(nèi)容的請求，也包含用戶對該項(xiàng)業(yè)務(wù)的延遲容忍QoS要求；2)移動終端進(jìn)行輔助信道估計(jì)，并且將當(dāng)前時(shí)刻的無線信道狀態(tài)信息CSI估計(jì)值 傳輸給移動通信網(wǎng)接入設(shè)備；3)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備通過空中接口接收來自用戶的業(yè)務(wù)請求信息以及無線信 道狀態(tài)CSI估計(jì)信息，并將其傳輸給延遲容忍服務(wù)器；4)延遲容忍服務(wù)器根據(jù)用戶移動終端的業(yè)務(wù)請求，業(yè)務(wù)的延遲QoS要求，以及無 線信道狀態(tài)信息CSI，進(jìn)行基于時(shí)隙，載波，功率，用戶等多維資源的上/下行動態(tài)資源分 配，合理確定業(yè)務(wù)優(yōu)先級，調(diào)度業(yè)務(wù)傳輸次序，根據(jù)核心網(wǎng)狀態(tài)生成流量控制信息。5)倘若通信過程為下行業(yè)務(wù)傳輸過程，則
(5. 1)延遲容忍服務(wù)器按照用戶所請求的下行業(yè)務(wù)及其優(yōu)先級，以及下行資源分 配結(jié)果，向通信核心網(wǎng)絡(luò)請求所需的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(5. 2)通信核心網(wǎng)按照延遲容忍服務(wù)器提供的業(yè)務(wù)請求信息，向延遲容忍服務(wù)器 以及移動通信接入網(wǎng)設(shè)備推送所需的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(5. 3)延遲容忍服務(wù)器將來自通信核心網(wǎng)的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸給移動通信接入設(shè) 備，由移動通信接入設(shè)備按照4)確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級次序，以及下行動態(tài)資源分配結(jié)果將下 行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)推送給用戶；6)倘若通信過程為上行業(yè)務(wù)傳輸過程，則(6. 1)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備按照4)確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級次序，以及上行動態(tài)資源分 配結(jié)果，通過空中接口獲取用戶的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(6. 2)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備將所獲取的業(yè)務(wù)內(nèi)容數(shù)據(jù)，傳輸并存儲在延遲容忍服 務(wù)器中；(6. 3)延遲容忍服務(wù)器根據(jù)4)中確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級順序，上行動態(tài)資源分配結(jié)果 以及通信核心網(wǎng)流量控制信息，將來自用戶移動終端的上行業(yè)務(wù)推送進(jìn)入通信核心網(wǎng)絡(luò)。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
說明如下。本發(fā)明所述的一種新型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的體系框架基本結(jié)構(gòu)，參見附圖1，該基本 結(jié)構(gòu)中含有通信核心網(wǎng)，它包括移動通信骨干網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)，它的作用是提供各種多媒體業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)，以及通過用戶上行傳輸?shù)?到的交互式業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如視頻/語音通話數(shù)據(jù)，文字信息(短信)數(shù)據(jù)等；通信接入網(wǎng)設(shè)備，它包括基站以及WLAN接入設(shè)備，它的作用是為用戶移動終端用 戶以及核心通信網(wǎng)絡(luò)提供空中接口，接收來自用戶移動終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息以及業(yè)務(wù)請 求，并且為用戶移動終端發(fā)送其所請求的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；延遲容忍服務(wù)器，它是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，它的作用是根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)延遲QoS要 求、無線信道狀態(tài)信息CSI、以及通信核心網(wǎng)狀態(tài)信息，確定業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，動態(tài)調(diào)整業(yè)務(wù)傳 輸順序，對進(jìn)入核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行流量控制，并且進(jìn)行無線通信資源分配，進(jìn)而在滿足用戶 延遲QoS的要求下，提高網(wǎng)絡(luò)容量及其對業(yè)務(wù)傳輸?shù)难舆t容忍度。上行通信過程中主要是 進(jìn)行上行基于無線接入網(wǎng)的無線通信資源分配，以及針對通信核心網(wǎng)狀態(tài)的流量控制；下 行通信則主要進(jìn)行針對無線接入網(wǎng)的下行無線通信資源分配；移動終端，它包括移動電話，筆記本電腦，以及手持PDA等無線移動通信終端，它 的作用是，用戶通過各種移動終端，與其他用戶進(jìn)行交互式業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)交換，或者想通信核 心網(wǎng)申請多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。根據(jù)上述新型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)描述，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程包括以下步驟(參見 附圖2)1)用戶通過移動終端向移動通信網(wǎng)接入設(shè)備發(fā)出業(yè)務(wù)請求信息，此信息中既包含 對業(yè)務(wù)內(nèi)容的請求，也包含用戶對該項(xiàng)業(yè)務(wù)的時(shí)延容忍QoS信息；2)移動終端進(jìn)行輔助信道估計(jì)，并且將當(dāng)前時(shí)刻的信道狀態(tài)信息CSI估計(jì)值傳輸 給移動通信網(wǎng)接入設(shè)備；3)移動通信網(wǎng)接入設(shè)備通過空中接口接收來自用戶的業(yè)務(wù)請求信息以及信道狀態(tài)CSI估計(jì)信息，并將其傳輸給延遲容忍服務(wù)器；4)延遲容忍服務(wù)器根據(jù)用戶移動終端業(yè)務(wù)請求，時(shí)延QoS要求，以及無線信道狀 態(tài)信息CSI，進(jìn)行基于時(shí)隙，載波，功率，用戶等多維資源的上/下行動態(tài)資源分配，合理確 定業(yè)務(wù)優(yōu)先級，調(diào)度業(yè)務(wù)傳輸次序，生成根據(jù)核心網(wǎng)狀態(tài)生成流量控制信息。5)倘若通信過程為下行業(yè)務(wù)傳輸過程，則(5. 1)延遲容忍服務(wù)器按照用戶所請求的下行業(yè)務(wù)及其優(yōu)先級，以及下行資源分 配結(jié)果，向通信核心網(wǎng)絡(luò)請求所需的下行業(yè)務(wù)內(nèi)容數(shù)據(jù)；(5. 2)通信核心網(wǎng)按照延遲容忍服務(wù)器提供的業(yè)務(wù)請求信息，向延遲容忍服務(wù)器 以及移動通信接入網(wǎng)設(shè)備推送所需的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(5. 3)延遲容忍服務(wù)器將來自通信核心網(wǎng)的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸給移動通信接入設(shè) 備，由移動通信接入設(shè)備按照4)確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級次序，以及下行動態(tài)資源分配結(jié)果將下 行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)推送給用戶；6)倘若通信過程為上行業(yè)務(wù)傳輸過程，則(6. 1)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備按照4)確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級次序，以及上行動態(tài)資源分 配結(jié)果，通過空中接口獲取用戶的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(6. 2)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備將所獲取的業(yè)務(wù)內(nèi)容數(shù)據(jù)，傳輸并存儲在延遲容忍服 務(wù)器；(6. 3)延遲容忍服務(wù)器根據(jù)4)中確定的業(yè)務(wù)由縣級順序，上行動態(tài)資源分配結(jié)果 以及通信核心網(wǎng)流量控制信息，將來自用戶移動終端的上行業(yè)務(wù)傳輸進(jìn)入通信核心網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的重要特征還在于它至少包含了 一個(gè)延遲容忍服務(wù)器，該延遲容忍服務(wù)器 的基本結(jié)構(gòu)參見附圖3，它含有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元，它的作用是獲取來自移動通信接入網(wǎng)的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息以 及核心網(wǎng)的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，存儲在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元的存儲器(緩沖器)中，此存儲器 (緩沖器)可以是與通信網(wǎng)接入設(shè)備共享。在下述控制單元的作用下，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元根 據(jù)下述動態(tài)資源分配單元的資源分配處理結(jié)果，以及下述流量控制單元的處理結(jié)果，調(diào)整 不同時(shí)刻存儲的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在緩存中的位置，調(diào)整業(yè)務(wù)傳輸次序，并向移動接入網(wǎng)設(shè)備(下 行業(yè)務(wù)傳輸)或者通信核心網(wǎng)(上行業(yè)務(wù)傳輸)推送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息。無線信道狀態(tài)信息處理單元，它的作用是獲取當(dāng)前時(shí)刻的無線信道狀態(tài)估計(jì)信 息，并且根據(jù)信道狀態(tài)的歷史信息以及信道狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)信息，以及不同業(yè)務(wù)的延遲容忍要 求，估計(jì)并預(yù)測業(yè)務(wù)延遲容忍時(shí)間段內(nèi)若干時(shí)刻的無線信道狀態(tài)信息。這種預(yù)測基于當(dāng)前 時(shí)刻無線信道狀態(tài)信息，以及若干時(shí)刻內(nèi)的信道狀態(tài)的歷史信息，可以采用基于匪SE (最 小均方誤差)的線性預(yù)測，或者基于Kalman(卡爾曼)濾波的預(yù)測方法。由此產(chǎn)生一個(gè)包 含時(shí)延、頻率、功率、用戶等在內(nèi)的多維度的無線信道狀態(tài)CSI矩陣，供動態(tài)資源分配單元 使用。業(yè)務(wù)請求處理單元，它的作用是獲取不同業(yè)務(wù)的延遲容忍QoS要求。本發(fā)明所述 QoS要求主要針對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。針對非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，該QoS要求主要是指用戶對于 業(yè)務(wù)傳送的速率要求，而該速率要求又可以根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)量等效轉(zhuǎn)化為時(shí)延要求；針對 實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，該QoS要求主要是指用戶對于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸?shù)难舆t要求。這個(gè)QoS要求信息可 以隱含在用戶移動終端的業(yè)務(wù)請求中，由業(yè)務(wù)請求處理單元對其進(jìn)行分離并獲取。業(yè)務(wù)請求處理單元還按照業(yè)務(wù)的延遲容忍QoS，無線信道資源等信息，確定業(yè)務(wù)優(yōu)先級，對業(yè)務(wù)優(yōu) 先級的確定可采用基于WFQ等加權(quán)方法；動態(tài)資源分配單元，它的作用是根據(jù)不同業(yè)務(wù)的延遲容忍要求、業(yè)務(wù)延遲容忍時(shí) 間內(nèi)的無線信道狀態(tài)信息以及核心網(wǎng)狀態(tài)信息，控制移動通信接入網(wǎng)設(shè)備，進(jìn)行對于無線 鏈路的動態(tài)資源分配?？梢圆捎没贚DD(拉格朗日對偶分解)的最優(yōu)資源分配方法，基于 Greedy (貪婪算法)的次優(yōu)資源分配算法，以及各種低復(fù)雜度的啟發(fā)式算法，進(jìn)行無線信道 資源的動態(tài)資源分配。流量控制單元，它的作用是獲取來自核心網(wǎng)可利用資源的信息以及核心網(wǎng)狀態(tài)信 息，并通過計(jì)算確定當(dāng)前可接入核心網(wǎng)的最大流量。將此信息傳輸給上述動態(tài)資源分配單 元作為資源分配的參量，以根據(jù)核心網(wǎng)可利用資源，動態(tài)調(diào)整業(yè)務(wù)傳輸次序，并確定當(dāng)前可 接入的業(yè)務(wù)?？刂茊卧?，它是延遲容忍服務(wù)器的控制中心，控制各單元之間的協(xié)調(diào)與調(diào)度；控制 單元根據(jù)流量控制單元的核心網(wǎng)狀態(tài)信息，控制業(yè)務(wù)請求處理單元確定業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，并 調(diào)整業(yè)務(wù)排隊(duì)順序；控制單元還根據(jù)無線信道狀態(tài)單元的無線信道狀態(tài)CSI矩陣，進(jìn)行動 態(tài)資源分配；外部接口單元A，它的作用分別是連接延遲容忍服務(wù)器與無線接入網(wǎng)設(shè)備(如基 站，WLAN接入點(diǎn))；外部接口單元B，它的作用分別是連接延遲容忍服務(wù)器與核心網(wǎng)(如互聯(lián)網(wǎng)，移動 通信網(wǎng))；根據(jù)上述延遲處理裝置的結(jié)構(gòu)描述，所述的延遲處理裝置的實(shí)現(xiàn)流程包括以下步 驟(參見附圖4)1)移動接入網(wǎng)設(shè)備接收用戶的業(yè)務(wù)請求以及移動臺輔助信道估計(jì)的無線信道狀 態(tài)信息CSI估計(jì)值，并將其發(fā)送給延遲容忍服務(wù)器；2)延遲容忍服務(wù)器通過外部接口 A接收用戶業(yè)務(wù)請求信息，在控制單元的控制 下，由業(yè)務(wù)請求處理單元解析出包含在業(yè)務(wù)請求信息中的延遲容忍QoS信息；3)延遲容忍服務(wù)器通過外部接口 A接收無線信道狀態(tài)信息CSI的估計(jì)值，在控制 器的作用下，無線信道信息處理單元存儲、更新信道狀態(tài)信息的歷史，并根據(jù)當(dāng)前信道估計(jì) 值以及信道狀態(tài)歷史信息，預(yù)測業(yè)務(wù)最大延遲容忍內(nèi)的信道狀態(tài)，并生成基于時(shí)隙，載波， 功率，用戶等多維度的無線信道狀態(tài)信息CSI矩陣；4)業(yè)務(wù)請求處理單元根據(jù)各業(yè)務(wù)對應(yīng)的無線信道狀態(tài)信息，流量控制信息，以及 各業(yè)務(wù)的延遲容忍QoS信息，確定各業(yè)務(wù)的優(yōu)先級；5)倘若通信過程為下行業(yè)務(wù)傳輸過程，則(5. 1)在控制單元的作用下，動態(tài)資源分配單元根據(jù)3)中的信道狀態(tài)信息矩陣， 業(yè)務(wù)請求處理單元確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級，對存儲在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元中的各業(yè)務(wù)進(jìn)行下行鏈 路的動態(tài)資源分配；(5. 2)在控制單元的作用下，延遲容忍服務(wù)器根據(jù)下行動態(tài)資源分配結(jié)果，以及業(yè) 務(wù)優(yōu)先級順序，通過外部接口 B向通信核心網(wǎng)絡(luò)請求所需的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(5. 3)通信核心網(wǎng)通過外部接口 B將所請求的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給延遲容忍服務(wù)器， 并存儲在其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元的存儲器(緩沖器)中；
(5. 4)根據(jù)上述動態(tài)資源分配結(jié)果，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元調(diào)整存儲器(緩沖器)中業(yè) 務(wù)排隊(duì)順序，調(diào)整業(yè)務(wù)傳輸次序，并通過外部接口 A，將其傳輸給移動接入網(wǎng)設(shè)備；(5. 5)移動接入網(wǎng)設(shè)備根據(jù)上述動態(tài)資源分配結(jié)果，以及業(yè)務(wù)優(yōu)先級順序，為業(yè)務(wù) 分配載波與時(shí)隙，并通過下行鏈路，推送給用戶移動終端；6)倘若通信過程為上行業(yè)務(wù)傳輸過程，則(6. 1)遲容忍服務(wù)器通過外部接口 B，獲取通信核心網(wǎng)狀態(tài)信息，并且根據(jù)此信 息，由流量控制單元生成流量控制信息(6. 2)在控制單元的作用下，動態(tài)資源分配單元根據(jù)幻中的信道狀態(tài)信息矩陣， 業(yè)務(wù)請求處理單元確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級，以及上述流量控制信息，對存儲在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單 元中的各業(yè)務(wù)進(jìn)行上行鏈路的動態(tài)資源分配；(6. 3)延遲容忍服務(wù)器通過外部接口 A，將上述動態(tài)資源分配結(jié)果發(fā)送給移動接 入網(wǎng)設(shè)備；(6. 4)移動接入網(wǎng)設(shè)備按照上述上行資源分配結(jié)果，進(jìn)行上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，并通 過外部接口 A傳輸給延遲容忍服務(wù)器；(6. 5)延遲容忍服務(wù)器將接收到的來自移動接入網(wǎng)設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲在業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)處理單元中，并且由流量控制單元進(jìn)行流量控制，并且通過外部接口 B，向通信核心網(wǎng)推 送業(yè)務(wù)。
權(quán)利要求
1. 一種延遲容忍網(wǎng)絡(luò)，其特征在于含有包括移動通信骨干網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的一個(gè)通 信核心網(wǎng)、至少一個(gè)延遲容忍服務(wù)器、至少一個(gè)包括基站或WLAN無線接入站點(diǎn)在內(nèi)的移動 通信接入網(wǎng)設(shè)備、至少一條無線通信鏈路，以及至少一個(gè)包括手機(jī)、PDA以及便攜式計(jì)算機(jī) 在內(nèi)的無線通信終端，其中通信核心網(wǎng)，輸入/輸出端分別與所述延遲容忍服務(wù)器對應(yīng)的第一輸出/輸入端相連， 為用戶提供所需的所有類型的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，其中至少包含視頻信息、音頻信息、文字信息 和圖像信息，該通信核心網(wǎng)通過所述延遲容忍服務(wù)器以及無線接入網(wǎng)設(shè)備為所述用戶按需 提供請求的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息；延遲容忍服務(wù)器第二輸入/輸出端具有移動通信接入功能和無線接入網(wǎng)設(shè)備的輸出/ 輸入端相連，所述延遲容忍服務(wù)器含有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元、無線信道信息處理單元、業(yè)務(wù) 請求處理單元、動態(tài)資源分配單元、流量控制單元、控制單元、以及兩個(gè)外部接口，其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元，設(shè)有接收第一外部接口(A)輸出的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的第一輸入端、 接收第二外部接口(B)輸出的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的第二輸入端、以及接收所述控制單元輸出的 控制信息的第三輸入端，還設(shè)有發(fā)送到所述第一外部接口(A)的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的第一輸 出端、向所述第二外部接口(B)發(fā)送上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的第二輸出端、以及向所述控制單元發(fā) 送業(yè)務(wù)狀態(tài)信息的第三輸出端，所述的業(yè)務(wù)狀態(tài)信息包括所述延遲容忍服務(wù)器緩沖器中 的業(yè)務(wù)隊(duì)列長度、每次業(yè)務(wù)在當(dāng)前隊(duì)列中的位置、每項(xiàng)業(yè)務(wù)剩余的數(shù)據(jù)包數(shù)量以及延遲容 忍{曰息；無線信道信息處理單元，設(shè)有接收所述第一外部接口(A)輸出的當(dāng)前時(shí)刻無線信道 狀態(tài)CSI估計(jì)信息的第一輸入端、以及所述控制單元輸出的控制信息的第二輸入端，還設(shè) 有向所述動態(tài)資源分配單元發(fā)送無線信道狀態(tài)CSI信息矩陣的第一輸出端，以及向所述 控制單元發(fā)送無線信道狀態(tài)CSI信息矩陣的第二輸出端；業(yè)務(wù)請求處理單元，設(shè)有接收所述第一外部接口(A)輸出的業(yè)務(wù)請求信息的第一輸 入端、所述控制單元輸出的控制信息的第二輸入端、所述動態(tài)資源分配單元輸出的業(yè)務(wù)QoS 獲取信息的第三輸入端，所述業(yè)務(wù)QoS獲取信息是指對于新進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)所需獲得的延 遲容忍QoS信息以及所述無線信道信息處理單元發(fā)出的無線信道狀態(tài)信息矩陣，還設(shè)有發(fā) 送的所述資源分配單元的用戶延遲容忍QoS信息的輸出端，以及向所述控制單元發(fā)出業(yè)務(wù) 處理信息的輸出端。動態(tài)資源分配單元，設(shè)有所述業(yè)務(wù)請求處理單元輸出的業(yè)務(wù)延遲容忍QoS信息的輸入 端、所述無線信道信息處理單元輸出的無線信道狀態(tài)估計(jì)矩陣的輸入端、所述控制單元輸 出的控制信息的輸入端，以及所述流量控制單元輸出的流量控制信息的輸入端，還設(shè)有向 所述業(yè)務(wù)請求處理單元發(fā)送獲取的業(yè)務(wù)QoS信息的輸入端，向所述控制單元發(fā)送動態(tài)資源 分配信息的輸出端，以及向所述流量控制單元發(fā)送流量控制信息的輸出端；流量控制單元，設(shè)有接收所述第二外部接口(B)輸出的所述通信核心網(wǎng)狀態(tài)信息的輸 入端、接收所述動態(tài)資源分配單元輸出的動態(tài)資源分配信息的輸入端，以及所述控制單元 輸出的控制信息的輸入端。其中所述通信核心網(wǎng)狀態(tài)信息包括當(dāng)前通信核心網(wǎng)能夠獲得 的包括交換機(jī)、路由器在內(nèi)的資源的相關(guān)狀態(tài)信息；還設(shè)有向所述動態(tài)資源分配單元發(fā)送 流量控制信息的輸出端，以及向所述控制單元發(fā)送流量控制信息的輸入端?？刂茊卧?，設(shè)有接收所述第一外部接口(A)輸出的上行業(yè)務(wù)請求信息的輸入端、接收所述第二外部接口(B)輸出的下行業(yè)務(wù)請求信息的輸入端，接收所述動態(tài)資源分配單元輸 出的動態(tài)資源分配信息的輸入端，接收所述流量控制單元輸出的流量控制信息的輸入端， 以及接收所述業(yè)務(wù)請求處理單元輸出的業(yè)務(wù)狀態(tài)信息的輸入端；還沒有向所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處 理單元、動態(tài)資源分配單元、流量控制單元、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元、第一外部接口(A)以及第 二外部接口(B)發(fā)送控制信息的輸出端；第一外部接口(A)設(shè)有接收所述移動通信接入網(wǎng)設(shè)備輸出的來自所述用戶終端的上 行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，以及來自所述控制單元的上行業(yè)務(wù)資源分配結(jié)果，接收所述控制單元輸 出的控制信息的輸入端、以及所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元輸出的來自通信核心網(wǎng)的上行或下行 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的輸入端；還設(shè)有向所述業(yè)務(wù)請求處理單元發(fā)送上行業(yè)務(wù)請求信息的輸出 端，向所述無線信道信息處理單元發(fā)送無線信道狀態(tài)信息的輸出端，向所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理 單元發(fā)送上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的輸出端，向所述控制單元發(fā)送上行業(yè)務(wù)請求信息的輸出端，以及 向所述移動通信核心網(wǎng)發(fā)送來自所述無線接入網(wǎng)或通信核心網(wǎng)用戶的上行業(yè)務(wù)請求的輸 出端；第二外部接口(B)，設(shè)有所述通信核心網(wǎng)輸出的來自所屬用戶終端的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 信息的輸入端，所述控制單元輸出的控制信息的輸入端以及所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元輸出的 來自無線接入網(wǎng)的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的輸入端，還設(shè)有向所述移動通信接入網(wǎng)輸出的來 自所述通信核心網(wǎng)或來自所述無線接入網(wǎng)的用戶上行業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)信息的輸出端，向所述 業(yè)務(wù)請求處理單元發(fā)送上行業(yè)務(wù)請求信息的輸出端，向所述無線信道信息處理單元發(fā)送無 線信道狀態(tài)信息的輸出端，向所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的輸出值以及向所 述控制單元發(fā)送的上行業(yè)務(wù)請求信息的輸出端。所述延遲容忍服務(wù)器依次按如下步驟實(shí)現(xiàn)其功能步驟(1)，所述移動接入網(wǎng)設(shè)備獲取用戶移動終端的上行業(yè)務(wù)請求，再通過所述第一外 部接口(A)發(fā)送至所述業(yè)務(wù)請求處理單元；步驟O)，所述第一外部接口(A)向所述控制單元發(fā)送步驟(1)所述的上行或下行業(yè)務(wù) 請求信息，所述控制單元向所述業(yè)務(wù)請求處理單元輸出控制信息，所述業(yè)務(wù)請求處理單元 接收所述上行或下行業(yè)務(wù)請求，及其最大延遲容忍信息；步驟(3)，所述移動通信接入網(wǎng)設(shè)備接收移動臺輔助信道估計(jì)的無線信道狀態(tài)信息 CSI的估計(jì)值，并通過所述第一外部接口(A)將該估計(jì)值發(fā)送至所述無線信道信息處理單 元；步驟，所述無線信道信息處理單元在所述控制單元輸出的控制信息的控制下，存儲 所述當(dāng)前無線信道狀態(tài)信息CSI的估計(jì)值，更新新存儲的信道狀態(tài)信息歷史信息，并且對 所述業(yè)務(wù)最大延遲容忍內(nèi)的無線信道信息進(jìn)行預(yù)測，形成無線信道信息矩陣，再輸入到所 述業(yè)務(wù)請求處理單元；步驟(5)，所述業(yè)務(wù)請求處理單元根據(jù)所獲取的各業(yè)務(wù)的最大延遲容忍信息以及無 線信道狀態(tài)信息矩陣，確定各業(yè)務(wù)請求的優(yōu)先級對于上行業(yè)務(wù)傳輸執(zhí)行步驟(6) 步驟 (9)，對于下行業(yè)務(wù)傳輸執(zhí)行步驟(10)；步驟(6)，所述流量控制單元在所述控制單元控制下，通過所述第二外部接口(B)獲取 所述通信核心網(wǎng)可利用資源以及所述通信核心網(wǎng)輸出的信息，其中至少包括交換機(jī)和服務(wù) 器的緩沖器存儲空間，以及所述通信核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)，并生成流量控制信息。步驟(7)所述動態(tài)數(shù)據(jù)分配單元根據(jù)從所述無線信道信息處理單元傳輸來的所述無 線信道信息矩陣，以及從所述業(yè)務(wù)請求處理單元輸入的各業(yè)務(wù)延遲容量信息，確定各業(yè)務(wù) 請求的優(yōu)先級，從所述流量控制單元輸入的所述通信核心網(wǎng)的流量控制信息，進(jìn)行上行動 態(tài)資源分配，資源分配結(jié)果依次通過所述控制單元，第一外部端口(A)傳輸所述移動通信 接入網(wǎng)設(shè)備。步驟(8)所述無線接入網(wǎng)設(shè)備接口根椐動態(tài)資源分配結(jié)果，為各上行業(yè)務(wù)分配包括時(shí) 隙、載頻和功率等在內(nèi)的資源，再通過空中接口從所述用戶移動終端活躍獲取上行業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)，并傳輸給所述第一外部接口(A)。步驟(9)所述第一外部端口(A)把所述上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲在所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元 中，并接收來自控制單元的流量控制信息通過所述第二外部端口(B)，把上行業(yè)務(wù)傳輸?shù)剿?述通信核心網(wǎng)。步驟(10)對于來自所述通信核心網(wǎng)的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，依次經(jīng)所述第二外部接口 (B)、所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)入所述第一外部接口(A)，再傳入所屬業(yè)務(wù)請求處理單元，按 所述步驟(6)、步驟(7)處理，所述動態(tài)資源分配單元得到對應(yīng)于下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的無線 信道矩陣不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，不同業(yè)務(wù)的最大延遲容忍信息，進(jìn)行下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的動態(tài)資 源分配，再根據(jù)所述步驟(8)，將從所書核心網(wǎng)獲取的下行數(shù)據(jù)信息，依照動態(tài)資源分配結(jié) 果，傳輸給所述用戶移動終端。
全文摘要
一種延遲容忍網(wǎng)絡(luò)，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，它含有包括移動通信骨干網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的一個(gè)通信核心網(wǎng)、至少一個(gè)延遲容忍服務(wù)器、至少一個(gè)包括基站或WLAN無線接入站點(diǎn)在內(nèi)的至少一個(gè)移動通信接入網(wǎng)設(shè)備、至少一個(gè)無線通信鏈路，以及至少一個(gè)包括手機(jī)、PDA以及便攜式計(jì)算機(jī)在內(nèi)的無線通信終端，其優(yōu)點(diǎn)在于它增大了網(wǎng)絡(luò)承受延遲容忍的能力，提高了網(wǎng)絡(luò)對具有不同的延遲容忍度的業(yè)務(wù)請求的服務(wù)能力，進(jìn)而有效提升了網(wǎng)絡(luò)的資源使用效率。
文檔編號H04W28/10GK102111819SQ20111005207
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者肖瀟, 邢騰飛, 陸建華, 陶曉明 申請人:清華大學(xué)