CN100547993C - 减少在通信网络上发送数据所需时间量的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种减少在通信网络上发送数据所需时间的方法。所述方法可包括分析在通信网络上的用户带宽使用，以及接收将在通信网络上发送的关联于用户的数据。所述方法还可包括通过用户带宽使用来确定在规定时段内将接收到额外数据的概率，并根据所述概率经由通信网络选择性地发送数据。

Description

减少在通信网络上发送数据所需时间量的方法和系统
技术领域
本发明涉及在通信网络上发送数据，并更具体地涉及减少传输这些数据所需的时间。
背景技术
现代通信标准能够传送语音和数据。已知CDMA2000是这样的一个标准，它也被称为1xRTT。1xRTT是单载波(1x)无线电传输技术(RTT)的缩写。1xRTT是由国际电信联盟(ITU)开发的IMT-2000标准的码分多址(CDMA)版本，它是第三代(3-G)移动无线技术。
1xRTT蜂窝通信包括下述特征，籍助于所述特征，当用户充分利用已经分配的带宽时分配给用户的带宽量会逐渐增加。例如，如果用户正在移动信道上传送大文件，数据可能以56Kbps的初始速率进行传输。如果文件足够大到使所述传输持续到短时段之后，则可将另一56Kbps分配给用户，带来总数为128Kbps。如果用户持续使用128Kbps更长的时段，则可以被分配到额外带宽。
蜂窝通信网络一个通常用途是信息的交换和/或同步。这对于个人信息管理(PIM)数据(诸如电子邮件、日程信息等)尤其是成立的。典型地，PIM数据的大小都很小并且可以在周期基础上被发送。也就是说，很大程度上，这样的数据会以很小的增量被不时地发送，而不是作为大批数据被发送。
当在周期基础上发送少量数据时，在诸如1xRTT网络的移动网络中通常无法使用增加的带宽分配。更可能的情况是，发送小部分的数据将不会耗尽当前分配给用户的带宽。只有当用户利用了当前分配的带宽时才可以使用增加的带宽，否则就无法使用另外的带宽。结果，当已分配的带宽保持很低时，传输这样的数据可需要更多时间。
当数据在不同的时间被发送时，移动网络的其它无效率情况(诸如启动延迟)可以很明显。启动延迟是指初始化移动信道所需的时间。在每次数据传输前移动信道必须被初始化。在周期基础上发送少量数据的累积效果是必须执行多次信道初始化。即，每次发送数据时都必须初始化移动信道。这进一步增加了通过少量地发送数据所需要的时间量。
下述情形将是有益的，即，提供一种用于在通信网络上发送少量数据同时利用由所选通信协议和/或网络所提供的高效率的技术。
发明内容
本发明提供了一种用于在通信网络上更高效地发送数据的解决方案。本发明的一实施例可以包括一种减少在通信网络上发送数据所需时间的方法。所述方法可包括分析在通信网络上用户的带宽使用，以及接收将在通信网络上发送的关联于用户的数据。所述方法也可包括通过用户的带宽使用来确定在规定时段内将接收关联于用户的额外数据的概率。根据所述概率，可以经由通信网络选择性地发送数据。
本发明的另一实施例可包括一种用于减少在通信网络上发送数据所需时间量的系统。所述系统可包括：用于指明在规定时段内将接收关联于用户的数据的概率的传输概率函数，以及用于临时存储数据的传输高速缓存。所述系统还可包括代理，其被配置计算每次接收到将在通信网络上发送的关联于用户的数据的概率。所述代理可根据所述概率在传输高速缓存中选择性地存储数据，使得如果在规定时段内接收到额外数据，则所述额外数据可以与传输高速缓存中的数据相组合，并经由通信网络被发送。
本发明的其它实施例可包括机器可读存储装置，其被编程使得机器执行这里所述的各种步骤。
附图说明
在附图中示出了当前优选的实施例；不过应该了解，本发明并不局限于所示出的精确装置和工具。
图1是例示了根据本发明一实施例的使在通信网络上传送数据所需时间最小化的系统的示意图。
图2是例示了根据这里所公开的发明装置减少在通信网络上发送数据所需时间的方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种使在通信网络上传送少量数据所需的时间最小化的解决方案。根据这里所公开的发明装置，可以分析用户的带宽使用。此分析可被用来实现涉及通信信道的优化。在一实施例中，信道上的带宽使用可被增加。在另一实施例中，关联于信道设置或初始化的开销将被减少。
当从用户接收数据时，可通过所述带宽使用分析来确定关于在近期是否有可能从用户接收到用于在通信网络上进行传输的额外信息。如果有可能，则数据可被存储有限的时间。如果在此时间内接收到额外数据，则它可以与任意已存储的数据相组合并接着进行传输。增加在任意给定的时间发送的数据量可使得通信网络增加分配给用户的带宽量。此外，通过延迟对于有限时间阶段的数据发送而使得可以将数据和额外的、随后接收的数据一起被发送，就可以减少信道初始化的次数。当独立或结合使用所述实施例中的每一个时，都可以导致减少在通信网络上发送数据所需的时间。
图1是例示了根据本发明一实施例的使在通信网络上传送数据所需时间最小化的系统100。如图所示，系统100可包括客户端105，其具有应用110和虚拟专用网络(VPN)115。VPN 115可以经由通信网络125发送信息给服务器120以及从服务器120接收信息。
客户端105可被实现为在适当的信息处理系统和/或通信设备(诸如传统的计算机系统)内执行的计算机程序。客户端105也可以在便携式和/或移动设备中执行。例如，在另一实施例中，客户端105可以在配置有通信能力的膝上型计算机、移动电话或个人数字助理中执行。
应用110可以是多种不同应用中的任意应用，诸如电子邮件程序、日历程序等等。在任一情形中，应用110可被设置与VPN 115协同工作，以便应用110的用户可以发送信息到另一处理节点(诸如服务器120)和从所述处理节点接收信息。例如，服务器120可以是个人信息管理(PIM)服务器，其能够提供电子邮件、调度和应用110可访问的其它功能。
如已知的，VPN 115可以指使用公众因特网连接其中的一个或多个部分的网络。跨VPN 115发送的数据可被加密，以确保网络在一定程度上专用，即虚拟专用。VPN 115可以包括用于执行多种功能的计算机系统和适当的软件，所述多种功能包括但不限于对通过VPN 115发送的数据进行加密和解密。在此情形中，例如，VPN 115可以指作为VPN的一部分运行的设备所必需的计算和/或通信设备的那些部分，不管是硬件还是软件。
根据发明装置，VPN 115可包括代理130，传输概率函数135和传输(Tx)高速缓存140。这些组件使得可以通过通信网络125将增加的带宽分配给用户更加便利，而不管用户发送的数据量，否则所述数据量将不适于这些增加的带宽。在一实施例中，通信网络125可以是被配置使用1xRTT协议而运行的移动网络。
在另一实施例中，通信网络125可以是另一类型的移动网络，当用户使用了当前分配给该用户的大部分或者全部带宽时，所述移动网络能够分配增加的带宽给用户。通信网络125可包括发射器、接收器、基站、中继站等等(未示出)。在任意情形中，通信网络125可以经由适当的网关或其它网络接口与VPN 115和服务器120进行通信。
尽管通信网络125已被描述为移动网络，但是应该理解，也可以使用多种不同网络中的任何一种。即，通信网络125可以被实现为有线或无线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网等等。如果网络支持可以动态分配带宽的“按需”类型的服务，那么可以使用在这里描述的带宽优化。如果不支持，那么可以实现涉及减少信道初始化数量的优化。同样，本发明并不限于所使用的特定类型的通信网络。
本发明认识到，对于很多活动，用户行为遵循每天、每周、每月或甚至每年的通用时间表。例如，用户可能总在上午8:15到8:20之间同步电子邮件。此外，用户典型地可以在上午8:10到8:30之间接收大多数进入的电子邮件，因为该用户的同事开始工作并且开始响应于他们的电子邮件。
这些模式可以被用来临时高速缓存数据，并把这些数据和将在通信网络125上传输的其它数据相组合。这可以导致通过通信网络125分配给传输的带宽比当单独传输时本该分配给每段数据的带宽还要多。收集单独的传输或消息并且稍后把它们成批地发送可以进一步减少初始化通信信道所需的时间。VPN 115可以监控和测量此行为，并使用这些信息来使在通信网络125上发送数据所需的时间最小化。
因此，代理130可以在两个主要模式中运行：学习模式和优化传输模式。在学习模式中，代理130可以分析一个或多个用户在通信网络125上发送数据时的带宽使用。在学习模式期间，数据被收集。代理130可以使在通信网络125上从一个或多个用户发送的流量和绝对时间相关。
带宽使用信息可以被用来确定传输概率函数135。在一实施例中，传输概率函数135可以被规定为直方图或表。在另一实施例中，传输概率函数135可以被规定为更复杂的数学函数。在任一情况下，传输概率函数135可以在学习模式期间随着时间被不断改善。尽管优先描述了学习和传输模式，但应该理解，当实现优化传输模式时学习模式可以持续。即，在操作期间，数据可以持续被分析，使得传输概率函数135或者概率模型持续被改善。
在一实施例中，传输概率函数135可以被用来确定或计算将在给定时间段内接收到在通信网络125上传输并且关联于给定用户的数据的概率或可能性。在另一实施例中，当与之前接收并存储的关联于用户的数据相结合时，传输概率函数135也可以反映额外数据的数量足以值得从通信网络125的增加的带宽分配的可能性。
因而，当关联于给定用户的数据从应用110传输到服务器120时，在所述数据在通信网络125上进行发送之前，其被发送到VPN 115用于可能的加密和/或压缩。VPN 115确定用户将在规定时段内在通信网络125上传输额外数据的概率。通过传输概率函数来确定所述概率。如果所述概率不超过阈值，则数据可以立刻在通信网络125上传输。通信信道145可以被初始化，并且数据可以被发送。
如果所述概率超过阈值，则数据可以被临时存储在Tx高速缓存140中。在此情况下，VPN 115期待用户在给定时段内传输额外数据。当在该时段内接收到准备经由通信网络125传输的关联于用户的额外数据时，可以组合存储在Tx高速缓存140中的数据和额外数据。所组合的数据可以在信道145上发送。这可以导致更多带宽被分配给传输，也使信道145所需的初始化次数从两次减少为一次。应该理解，类似操作可以被用来从企业(即服务器120)接收用户数据，并且准备为用户所使用。
作为示例，本发明可以被用在电子邮件的语境中。应用110可以是发送和接收电子邮件的电子邮件应用。在操作中，因为许多人开始工作，接收他们的电子邮件，然后在短时段(例如10分钟)内进行响应，本发明可以被用来高速缓存数据大约10分钟。在十分钟的时段之后，数据可以用批量发送的形式发送到服务器。
在另一示例中，应用110可以是用于为客户输入指令的PDA数据库应用。用户可以填写若干网页的信息，其可以被高速缓存并同时发送。可选地，可以通过使用计时器每2小时将信息发送到企业数据库。应用110甚至可以是同时有数千人玩的游戏。本发明可以被应用于多种不同应用中的任何一种，其中用户执行重复的动作或活动，使得概率模型可以被用来预测这些动作。
图2是例示了根据这里所公开的发明装置减少在通信网络上发送数据所需时间的方法200的流程图。方法200可以由系统来执行，所述系统诸如参考图1描述的系统。因此，方法200可以始于步骤205，在步骤205中开始学习模式。在步骤210中，VPN中的代理可以为一个或多个不同用户监视由客户端应用所传输的数据。如上所述，所述代理可以为用户监视通信网络上的流量模式，并且基于每个用户记录与传输和/或消息有关的相关信息。可以基于每个应用进一步记录和/或处理信息。可以被记录的信息可包括但不限于：所传输的字节数，启动传输的时间，包括每日时间、星期几、日期、年等等。在学习模式中的数据收集可以持续一段时间，诸如一天、一周、一个月等等。
在步骤215中，在数据被收集后，代理可以构建传输概率函数。传输概率函数可以是对用户特定的，或者至少考虑到对用户特定的信息以产生对用户特定的概率。在任意情况下，在整个学习模式期间都可以随时间创建或改善传输概率函数。如上所述，可以是直方图或数学函数的传输概率函数可以产生对特定或给定用户将在规定时段内在通信网络上传输数据的概率的估计。例如，传输概率函数可以提供特定用户将在下一分钟、五分钟、十分钟、一小时等时间内在通信网络上传输数据的概率的估计。在步骤220中，传输概率函数可被存储以备稍后使用，也就是在优化传输模式中使用。
在步骤225中，可以结束学习模式并可以开始优化传输模式。在步骤230中，VPN可以从用户或用户应用接收将在通信网络上发送的数据。在步骤235中，代理可以访问传输概率函数以计算或确定用户将在规定时段内(诸如在下五分钟或十分钟内)发送额外信息的概率。
尽管传输概率函数可确定在给定时段内将从用户接收到数据的概率，但本发明并不局限于此。如上所述，传输概率函数还可以提供对预期数据大小的估计。因此，传输概率函数可以被用来提供对关于下述情形的估计，即，将在通信网络上传输的关联于用户的任何额外数据当与存储于Tx高速缓存中的任何数据相组合时其数据量将是否足以导致通信网络将下面更大量的带宽分配给所述用户传输。
在步骤240中可以做出关于概率是否超过阈值的确定。如果是，则所述方法将进行到步骤250。如果否，则所述方法将进行到步骤245。继续步骤245，在步骤245中，已经确定用户将在规定时段内发送额外数据的概率很低，则数据可以被传输。数据可以被无延迟地传输，在发送数据之前，保存所述数据用于典型地由VPN执行的任何加密和/或压缩。在步骤245后，所述方法可以循环回到步骤230，以在可能需要之时进行重复。
在步骤250中，在已经确定将接收到准备在通信网络上传输的关联于用户的额外数据的概率很高的情况下，数据可以被存储在Tx高速缓存中。数据可以被临时存储在Tx高速缓存中，使得所述数据潜在地可以和其它数据相组合。数据不会被立刻发送，而是被延迟有限量的时间。
在步骤255中，可以设置计时器。在一实施例中，计时器可被设置为对于已经确定了接收额外数据的可能性的概率的时间量。例如，如果传输概率函数确定了在下五分钟内从用户收到数据的可能性，则计时器可以被设置为五分钟。然而，在另一实施例中，计时器设置的值无需和对于所确定的概率的时间量相符合或相同。
在步骤260中，可以做出关于是否已经接收到准备在通信网络上发送的关联于用户的额外数据的确定。例如，这些数据可以来源于用户或用户帐户。如果是，所述方法可以进行到步骤265。如果否，所述方法可以进行到步骤275。在步骤275中，尚未接收到额外数据，可以做出关于计时器是否超时的确定。如果是，则所述方法可以进行到步骤245，以发送数据并如上所述进行重复。如果否，则所述方法可以循环回步骤260以继续处理。因此，如果计时器超时而代理没有接收到准备在通信网络上传输的关联于用户的另外的数据，则存储在Tx高速缓存中的数据可以被发送而无需和其它数据相组合。
在步骤265中，在已接收到将在通信网络上发送的并关联于用户的额外数据的情况下，新接收的数据可以和存储在Tx高速缓存中的数据相组合。在步骤270中，可以传输所组合的数据。通过如上所述组合数据，本发明可实现两个目的。第一，数据组合可以足够大，以导致通信网络分配给传输的带宽量大于如果单独发送数据的每一部分而分配到的带宽量。第二，在其上发送数据的信道仅需要被初始化一次而不是两次。在数据被传输后，所述方法可以进行到步骤230以继续处理。
尽管已从用户发送数据到服务器的视角描述了本发明，但应该理解，本发明并非局限于此。即，也可以从服务器发送信息到客户端的相反视角来应用本发明的一个或多个方面。在此情况下，代理和概率函数可以驻留在服务器中。同样地，这些函数可以基于对用户特定和/或对应用特定而执行。
本发明提供了一种用于减少在通信网络上发送信息所需时间量的解决方案。根据本发明，每次在通信网络上传输数据时，VPN可以估计传输概率函数。所述传输概率函数确定在预定时段内从同一用户接收将在通信网络上传输的数据的可能性。所述传输概率函数的值可以确定所述数据是应该被临时高速缓存还是被传输。
如果所述概率指明了将从同一用户接收准备在通信网络上传输的另外的数据的可能性很高，则数据可被高速缓存。否则数据被发送。无论额外数据是否被接收，可在发送前将高速缓存的数据保持有限时间。不过，如果在所定义的时段内接收到额外数据，则可以组合新接收的数据和高速缓存的数据，以便传输所组合的数据以利用在这里描述的通信网络的高效率。
本发明可以在硬件、软件或软硬件的结合体中实现。本发明可以以集中的方式在一个计算机系统中实现，或者以不同组件跨若干互连计算机系统分布的分布式方式来实现。适于执行在这里描述的方法的任意种类的计算机系统或其它装置都是适合的。典型的软硬件结合体可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当所述计算机程序被载入和执行时可以控制计算机系统使其执行在这里描述的方法。
本发明也可以被嵌入计算机程序产品中，其包括使在这里描述的方法能够实现的所有特征，并且当其被装入计算机系统时能够执行这些方法。在当前语境中，计算机程序、软件应用和/或这些术语的其它变体意味着以任何语言、代码或符号形式的一组指令的任何表示，所述指令准备使具有信息处理能力的系统直接地或经过以下任一操作或所有两项操作之后执行特定功能，所述操作为：a)转换成另一种语言、代码或符号；或者b)以不同的物质形式再现。
本发明可以以其它形式表示而不会脱离其精神或实质属性。因此，应该参考以下权利要求而不是前述说明书来指明本发明的范围。

Claims (10)

1.一种减少在通信网络上发送数据所需时间的方法，包括：
分析通信网络上的用户的带宽使用；
接收将在通信网络上发送的关联于用户的数据；
通过用户的带宽使用而确定在规定时段内将接收到关联于用户的额外数据的概率；以及
根据所述概率经由通信网络选择性地发送数据，其中还包括：
如果所述概率没有超过阈值就发送数据；以及如果所述概率超过阈值就延迟发送数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述概率超过阈值时所述选择性地发送数据的步骤还包括把数据临时存储在传输高速缓存中。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
确定在规定时段内是否已接收到将在通信网络上发送的关联于用户的额外数据；
如果是，则把所述额外数据和存储在传输高速缓存中的数据相组合，并发送所组合的数据；以及
如果否，则在规定时段结束时发送传输高速缓存中的数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述概率还指明了当所述额外数据和所述数据相组合后的数据量将足以导致通信网络分配下一更高级别的带宽用于发送所述数据和额外数据的可能性。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述概率指明了在不同的规定时段内接收关联于用户的额外数据的可能性。
6.根据权利要求1所述的方法，其中权利要求1中每个所述步骤都在虚拟专用网络中执行。
7.一种减少在通信网络上发送数据所需时间的系统，包括：
用于存储传输概率函数的装置，所述传输概率函数用于指明在规定时段内将接收到关联于用户的数据的概率；
传输高速缓存，用于临时存储数据；以及
代理，被配置计算每次接收准备在通信网络上发送的并关联于用户的数据的概率，其中所述代理根据所述计算的概率在传输高速缓存中选择性地存储数据，使得如果在规定时段内接收到额外数据，则所述额外数据和传输高速缓存中的数据相组合，并经由通信网络发送。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述传输概率函数还指明当所述额外数据和存储在传输高速缓存中的数据相组合时的数据量将足以导致通信网络分配下一更高级别的带宽用于发送所述数据和额外数据的概率。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述用于存储传输概率函数的装置、所述传输高速缓存和所述代理都被安置在虚拟专用网络中。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述代理分析用户的带宽使用并确定所述传输概率函数。
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