CN101193408B - 移动通信系统中缓存服务器的有效利用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信系统中缓存服务器的有效利用。一种数据中心包括：单用存储单元，其具有用于各自的用户装置的存储区域；共享存储单元，其具有由所述用户装置共享的存储区域；单元，其被设置为将从外部节点接收的数据存储在所述单用存储单元和共享存储单元这两者中的根据预定标准选出的一个中；单元，其被设置为根据所接收的数据的统计信息和预定的缓存数据配置条件，产生数据配置列表；和单元，其被设置为根据所述数据配置列表，向所述共享存储单元和单用存储单元中的至少一个发送指令信号，以使存储在所述共享存储单元和单用存储单元中的所述至少一个中的数据被传送给所述核心网络上提供的缓存服务器或所述无线接入网络上提供的缓存服务器。

Description

移动通信系统中缓存服务器的有效利用

技术领域

本发明一般涉及移动通信的技术领域，特别涉及在移动通信系统中使用的数据中心、缓存服务器、及方法。

背景技术

在移动通信的技术领域，作为移动终端(如便携式电话)性能提升的结果，许多业务得以实施。特别是数据递送业务(例如音乐递送、视频递送等)的进展非常显著。数据递送业务包括移动数据中心型和数据下载型，通过这些业务用户把数据下载到其用户终端上。

在数据下载型的情况中，被递送的数据存储在终端装置(或存储在与终端装置连接的外部存储卡)中，从而数据的大小受到限制。此外，会产生由于终端装置的损耗或故障而丢失数据或者数据被其他终端获得的问题。

在移动数据中心型的情况中，被递送给终端装置的数据不是存储在终端装置中，而是存储在网络的存储空间内。在该方法中，包括音乐、视频、以及隐私信息在内的多种数据可以存储在网络上。应用移动数据中心型业务具有的优点是能显著增加数据存储的大小。此外，能有效地避免由于终端装置的损耗或故障而丢失数据或数据被其他终端获得的问题。

便携式电话的通信速度正在显著提高，同时还存在各文件的数据大小增大的趋势。在通过网络而不将数据存储在终端装置中的情况下运行数据将越来越容易。从而，可以预期对移动数据中心型业务的需求将会提高。

当运营商提供移动数据中心型业务时，各运营商需要存储用户数据。由于业务类型的多样化以及通信速度和容量的增加，需要存储的数据的大小将增加，从而导致了对数据存储空间的增加的关注。

图1的图示出了这样的结构，在该结构中，在数据中心为多个用户装置提供了共享存储空间(共享盘区域)，以避免数据存储空间的这种增加。共享盘区域中存储的数据被多个用户装置共享。在该示出的实施例中，“文件A”和“文件B”的数据内容被存储在用于终端装置i、ii、和iii的共享区域中，各终端具有指向“文件A”内容的链接文件A以及指向“文件B”内容的链接文件B。通过这种配置，对于为终端装置i存储文件A、B、C，为终端装置ii存储文件A、B、E，为终端装置iii存储文件A、B、F的目的来说，一个相对小的存储空间就足够了。

由于在层级结构中数据中心比无线接入网络(RAN)更上位，因此可能存在数据中心不能快速响应来自终端装置的接入的风险。

专利文献1披露一个使用分级缓存方法(cache hierarchy method)的计算机系统，其中将基准速率与一阈值比较，以确定数据是应该还是不应该存储在缓存中，同时确保相同的数据不被存储在多个缓存中。尽管所公开的不是专用于移动通信系统的，但在移动通信系统中应用这种分级缓存也是可能的。

【专利文献1】日本专利申请，公开号2002-99465。

图2的图示出了一种结构，在该结构中，核心网络CN和无线接入网络RAN中都提供有缓存服务器。在该通信系统中，存储单元按照存储容量的降序排列如下：数据中心的存储单元，核心网络CN的缓存服务器，以及无线接入网络RAN的缓存服务器。此外，通信路径按照数据传输速率的降序排列如下：通信路径A、通信路径B和通信路径C。但是，在对移动终端i和ii的传输延迟方面，RAN、CN和数据中心是按升序排列的。在现有技术的缓存系统被合并为一体的系统中，作为通常的原则，层级结构中的各缓冲存储器都按照数据被接收的顺序存储数据。只有通过在某种程度上避免数据的重复存储，才能提高缓存效率。根据通信状态的不同会出现下述情况，实时响应要求弱的数据被存储在下位节点，而实时响应要求强的数据被存储在上位节点。在这种情况中，为了获取实时响应要求强的数据，用户装置需要经过长长的路来访问上述上位节点。这可能损害提供缓冲存储器以提高数据吞吐量的用意。

进一步，无线接入网络和核心网络中提供的各缓存服务器的存储容量不完全相同。因此，难以象现有技术中使用的那样依据相同决策准则在各缓存服务器中存储数据。

因而，对于包含了用户装置、无线接入网络RAN、核心网络CN、以及与所述核心网络相连接的数据中心的移动通信系统，有必要通过有效地利用RAN中提供的RAN缓存服务器和CN中提供的CN缓存服务器来提高数据吞吐量。

发明内容

本发明总的目的是提供一种用于提高移动通信系统中数据吞吐量的方案，其充分避免了由现有技术的一些局限和缺点导致的一个或更多个问题。

本发明的一些特性和优点将在下述说明中阐明，部分内容在所述说明及附图中变得明显，或者根据所述描述给出的教导，通过实施本发明而得知。通过一种用于提高移动通信系统中数据吞吐量的方案，可以实现并获得与本发明的目的、其它特性和优点，在说明书中以完整、清楚、简明和精确的措辞详细地指明了所述方案，以使得本领域普通技术人员能够实施本发明。

为了依据本发明目的实现这些和其它优点，本发明提供了一种在移动通信系统中使用的数据中心，所述移动通信系统包括用户装置、无线接入网络和核心网络。所述数据中心包括：单用存储单元，其具有用于各自的用户装置的存储区域；共享存储单元，其具有由所述用户装置共享的存储区域；共享/单用判断单元，其被设置为将从外部节点接收的数据存储在所述单用存储单元和共享存储单元这两者中的根据预定标准选出的一个中；数据配置信息产生单元，其被设置为根据所接收的数据的统计信息和预定的缓存数据配置条件，产生数据配置列表；和单元，其被设置为根据所述数据配置列表，向所述共享存储单元和单用存储单元中的至少一个发送指令信号，以使存储在所述共享存储单元和单用存储单元中的所述至少一个中的数据被传送给所述核心网络上提供的缓存服务器或所述无线接入网络上提供的缓存服务器。

根据本发明的另一方面，提供了一种在移动通信系统中的无线接入网络或核心网络上使用的缓存服务器，所述移动通信系统包括用户装置、无线接入网络、核心网络、和数据中心，所述数据中心包括：单用存储单元，其具有用于各自的用户装置的存储区域；共享存储单元，其具有由所述用户装置共享的存储区域；共享/单用判断单元，其被设置为将从外部节点接收的数据存储在所述单用存储单元和共享存储单元这两者中的根据预定标准选出的一个中；以及数据配置信息产生单元，其被设置为根据所接收的数据的统计信息和预定的缓存数据配置条件，产生数据配置列表。所述缓存服务器包括：缓冲存储单元，其被设置为根据所述数据配置列表，从所述数据中心接收存储在所述共享存储单元和单用存储单元这两者中的至少一个中的数据；和单元，其被设置为响应于来自所述用户装置的请求，将存储在所述缓冲存储单元中的数据发送给所述用户装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种在移动通信系统的数据中心中使用的缓冲管理方法，所述移动通信系统包括用户装置、无线接入网络和核心网络，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将从外部节点接收的数据存储在单用存储单元和共享存储单元这两者中根据预定标准选出的一个里面，所述单用存储单元具有用于各自的用户装置的存储区域，所述共享存储单元具有由所述用户装置共享的存储区域；根据所接收的数据的统计信息和预定的缓存数据配置条件产生数据配置列表；和根据所述数据配置列表，向所述共享存储单元和所述单用存储单元中的至少一个发送指令信号，以使得存储在所述共享存储单元和单用存储单元中的所述至少一个中的数据被传送给所述核心网络上提供的缓存服务器或所述无线接入网络上提供的缓存服务器。

根据本发明的至少一种实施方式，可有效利用所述核心网络上提供的缓存服务器和无线接入网络上提供的缓存服务器，从而提高了所述移动通信系统中的吞吐量。

附图说明

在结合附图阅读下述详细说明时，本发明的其他目的和其他的特征将会变得清楚。在附图中：

图1是示出了这样的系统的图，该系统包含具有共享盘区域的数据中心；

图2是示出了这样的系统的图，该系统在CN和RAN中具有缓存服务器；

图3是示出了根据本发明一种实施方式的系统的图；

图4是示出了共享数据和单用数据的属性的更新的图；

图5是示出了根据本发明一种实施方式进行的操作的示例的流程图；

图6是示出了有关于各文件的链接信息的具体示例的图；

图7是示出了有关于各缓存服务器的缓存数据配置条件的具体示例的图；

图8是示出了产生数据配置列表的程序的流程图；

图9是示出了创建了一半的数据配置列表的图；

图10是示出了这样的列表的图，在该列表中，根据递送的链接文件的数量把得分赋值给数据；

图11是示出了数据配置列表的具体实施例的图；

图12是示出了这样的列表的图，在该列表中，根据递送的链接文件的数量和数据类型专用优先级把得分赋值给数据；

图13是示出了这样的列表的图，在该列表中，根据得分重排内容；

图14是示出了列表的一部分的删除的图；

图15是示出了根据数据配置列表把数据传送给缓存服务器的流程图；

图16是列出了用户可能的数据获取模型的表；

图17是示出了用户获取数据所要执行的程序的流程图；

图18是示出了用户根据模型1获取数据所要执行的程序的流程图；

图19是示出了用户根据模型2获取数据所要执行的程序的流程图；

图20是示出了用户根据模型3获取数据所要执行的程序的流程图；

图21是示出了用户根据模型4获取数据所要执行的程序的流程图；以及

图22是示出了用户根据模型5获取数据所要执行的程序的流程图。

具体实施方式

下面，将参照附图描述本发明的实施方式。

根据本发明的系统的实施方式，例如，当用户试图从互联网上的外部节点下载数据时，连接到核心网络的数据中心从该外部节点接收数据。所接收的数据被分类为共享数据或单用数据(唯一数据)。该数据中心由电信运营商运行。所述电信运营商的存储网络中的存储空间至少被划分为共享盘区域和单用盘区域。被多个终端共享使用的文件存储在所述共享盘区域中，专用于各终端的文件基于终端专用地存储在所述单用盘区域中。根据所述数据中心给出的指令，将存储区域中存储的数据传送给RAN或CN中提供的缓存服务器中。

指向共享盘区域中存储的文件(例如文件A)的访问路径PATH作为链接文件LinkFile存储在与所述终端一一对应地提供的各单用盘区域中。访问链接文件LinkFile使得可以对文件A进行访问。至于单用数据，即各文件的实际数据内容，与链接文件相反，存储在单用盘区域中。

在本发明的实施方式中，所述共享盘区域和单用盘区域用作原始数据的存储空间，而不是指缓存。在本发明的实施方式中，缓存指RAN或CN中的节点。

拥有移动终端的用户可以使用终端的显示屏访问已存储的数据。例如，所有用户以前下载的文件以及根据合同分配给用户的磁盘大小，都可以显示在终端显示屏上。显示屏还可以显示能用于进一步存储的可用空间。可用空间并非必须是与指示的大小对应的实际分配的空间。此外，可提供链接文件LinkFile来记录所述可用空间的大小，终端可以读取该大小并将可用空间的大小显示在终端显示屏上。为了响应终端显示屏上删除共享盘区域中存储的文件(例如文件A)的操作，该文件的实际内容没被删除，而仅仅删除了链接文件LinkFile。当不再有链接指向该文件时，文件的实际内容可以被删除。

根据本发明的实施方式，可以依照RAN或CN的网络特性实现缓冲数据的合理配置。例如，对延迟容忍性低的数据或如视频流数据、音频流数据之类的大容量数据，尽可能在RAN侧缓存，而对延迟容忍性高的数据或如静止图像、程序之类的小容量数据尽可能在CN侧缓存。这种配置可以提高缓的效率，从而网络业务的质量得以保持在合适水平。需要在终端之间频繁共享的数据被识别为共享数据，并且被优先缓存以提高命中率。

在本发明的实施方式中，可提供第一缓存区域(即，第一缓存服务器)，用于存储根据与用户发出的数据获取请求无关的数据配置列表从数据中心发送来的数据，还可以提供第二缓存服务器，用于存储响应于用户发出的数据获取请求而从数据中心发送来的数据。例如，当RAN和CN中的第一缓存服务器没有用户想要的数据时，数据中心会将该数据发送给位于RAN中的第二缓存服务器。该用户访问该第二缓存服务器以获取想要的数据。第一缓存服务器和第二缓存服务器这两者的使用使得在数据存储在第二缓存服务器中之后命中数据成为可能，由此可以提高高速缓冲存储器的命中率。在没有该第二缓存服务器的情况下，用户每次获取数据时需要直接访问存储数据中心的原始数据，这无助于高速缓冲存储器命中率的提高。

根据本发明的实施方式，数据中心可以根据RAN侧的接入点AP的容量(包括数据存储容量)确定缓存数据配置条件。例如，可以通过把文件大小大的数据优先提供给具有宽带宽的AP来实现缓存的优化。

【第一实施方式】

图3是示出了根据本发明的一种实施方式的系统的图。图3所示的系统包括互联网10、数据中心11、核心网络CN、无线接入网络RAN、和用户装置UE。

互联网10连接到数据中心11中提供的网关。用户装置UE可以通过该网关从位于互联网10上的任何合适节点获取需要的文件。这里为了解释的方便用互联网作为示例。可以使用可由用户装置UE访问以获取数据的任何网络替代所述互联网。

数据中心11具有这样的功能：存储用户装置UE从互联网10获取的文件，并将这些文件划分为共享数据和单用数据(individual data)，还具有这样的功能：把所存储的数据发送给CN和RAN中提供的缓存服务器。为了实现这些功能，数据中心11包括网关单元1、共享/单用判断单元2、共享盘区域单元3、单用盘区域单元4、和数据管理单元5。所述数据管理单元5包括确定标准信息5-1、数据配置信息产生单元5-2、数据配置列表5-3、数据递送单元5-4，和缓存有/无检查单元5-5。

网关单元1位于互联网10和共享/单用判断单元2之间，用来接收并中继用户装置UE所请求的数据。

所述共享/单用判断单元2判断从互联网10获取的数据是共享数据还是单用数据。根据与该受关注数据相同的数据之前是否被请求该受关注数据的用户或其他用户多次获取来进行这种判断。如果该数据已被存储在共享盘区域单元3中，会把记录有指向共享盘区域单元3中存储的数据的路由或路径的链接文件LinkFile传送到用户的单用盘区域，而不会传送该数据本身。如果该数据还未被存储在共享盘区域单元3中，会把数据传送到单用盘区域。共享/单用判断单元2记录了所接收的数据的属性和统计信息，如传送的链接文件的数量、原始文件的文件大小、数据类型等，并将这类记录存储为链接信息。

共享盘区域单元3中存储被多个用户装置共享的数据(即，被多个用户存储和请求的数据)。作为共享/单用判断单元2将数据判断为共享数据的结果，这类数据会存储在共享盘区域单元3中。通过使用链接文件中指定的路径，该共享数据可以被终端访问以及下载到终端上。

单用盘区域单元4中存储被用户装置单独使用的数据(即，被各个用户分立地请求并存储的数据)。这类数据包括未存储在共享盘区域单元3中的非共享(单用)数据的实际内容，还包括指向共享数据的链接文件。这类数据是由终端访问的，并从第一缓存区域或第二缓存区域(后面会描述)下载到所述终端。文件获取单元4-1从终端接收文件获取请求，并找到用户要获取文件应访问的位置，随后把该用于文件获取的位置通知给用户。

在本发明的一种实施方式中，共享盘区域和单用盘区域不是指缓存，其意思是用于原始数据的存储空间。在本发明的该实施方式中，术语“缓存”用来指代RAN或CN中提供的节点。

应注意，给定数据不必固定地分类为共享数据或单用数据，可以根据具体情况进行适当改变。

图4是示出了文件属性从单用数据变为共享数据的方式的图。为了便于解释，假定没有数据存储在共享盘区域和单用盘区域中。当多于预定数量的用户(如3个或更多的用户)下载了该数据时，数据属性是共享数据，否则就是单用数据。假定系统从这种初始状态开始操作。其后，用户通过互联网下载数据。由于在这个时间点所有数据都是单用数据，因而数据中心11通过网关接收的所有数据被直接存储在单用盘区域中。

图4所示的状态S1示出了上述操作以后的当前状态。作为当日操作的结果，第一个用户UE1拥有数据P和Q，第二个用户UE2拥有数据P和Q，第三个用户UE3拥有数据P，所有的数据都作为单用数据存储。

状态S2示出了在预定时间如下午4点执行的数据重写。在该实施例中，数据P已被三个用户下载，因此数据P的属性变为共享数据。结果，数据P被拷贝到共享盘区域，而各个单用盘区域中的数据P被删除。作为被删除数据的替代，指向数据P的链接文件被写进各用户的单用盘区域。

状态S3示出了完成了状态S2中所示的数据的合并之后的当前状态。如图所示，用户UE1、UE2、和UE3并不自己复制数据P的拷贝，而只有一份数据P的拷贝存储在共享盘区域中。如果数据中心11随后接收到与数据P相同的数据，该接收数据也作为共享数据处理。

状态S2所示数据属性的更新可以定期地或不定期地执行。当第一个用户UE1后来删除了数据P(即，删除了指向数据P的链接文件)后，数据P仅被两个用户共享，因而数据P的属性从共享数据变为单用数据。在这种情况中，执行与状态S2所示操作相反的操作。也就是说，存储在共享盘区域中的数据P被拷贝到第二个用户UE2和第三个用户UE3的单用盘区域中，并随后从所述共享盘区域中删除。如果第三个用户UE3在状态S3之后下载并存储了数据Q，则数据Q的属性会在下一更新操作中由单用数据变为共享数据。以这种方式，数据属性可以经常改变。

图3中所示的数据管理单元5基于数据中心11所接收的数据的统计信息和预定条件来判断所接收的数据是否应该缓存，以及应该使用哪个缓存服务器(如果有的话)。数据管理单元5响应于来自用户装置的数据获取请求，把所关注数据的存储位置通知给该用户装置。

判断标准信息5-1包括链接信息和缓存数据配置条件。所述链接信息是从共享/单用判断单元2获取的。链接信息包括接收的数据的属性和统计信息，例如递送的链接文件的数量、链接文件所指向的原始文件的文件大小、以及这些原始文件的数据类型。缓存数据配置条件在接收数据之前预先确定。缓存数据配置条件包括各种参数(例如缓存服务器的容量、数据大小的限制、数据类型的优先等级)，所有这些参数都是针对各缓存服务器分别提供的。

数据配置信息产生单元5-2基于判断标准信息5-1(链接信息和缓存数据配置条件)产生数据配置列表5-3。所述数据配置列表5-3指明了哪个文件应该被传送给哪个缓存服务器(用于这个的算法会在后面描述)。数据配置列表5-3还被用于检验所关注的数据是否已被存储到缓存服务器中。数据配置列表5-3的内容表现为数据名称、路径、数据的有/无等等。

数据递送单元5-4根据数据配置列表5-3，把存储在共享盘区域单元3中的文件传送给RAN或CN中提供的缓存服务器。

缓存有/无检查单元5-5响应于从单用盘区域单元4的文件获取单元4-1接收的“缓存数据有/无”检查请求，返回指明了缓存数据有/无的检查结果。如果被请求的文件已经存储在缓存服务器中，则上述响应中还包括指向存储被请求的文件的缓存服务器的路径。

核心网络CN执行多种控制，例如呼叫控制、移动管理，以及与便携式电话网络(如3G/4G/WiMAX)有关的记帐管理，但是不执行无线电控制。在本实施方式中，核心网络CN中提供了缓存服务器CNi。该缓存服务器CNi的缓存区域仅仅用于存储从数据中心11发送过来的缓存数据。该缓存服务器CNi也会响应于从某终端发出的数据下载请求而输出数据。

无线接入网络RAN执行多种无线电控制，例如无线电资源的控制，与便携式电话网络(如3G/4G/WiMAX)有关的交接控制。在本发明的该实施方式中，在所述无线接入网络RAN中(确切地说，在RAN的接入点处)提供了缓存服务器APi。所述缓存服务器APi具有第一缓存区域和第二缓存区域，二者都用于存储从数据中心11发送过来的数据。所述第一缓存区域用于存储根据数据配置列表5-3发送的数据，该列表与单个用户发出的数据获取请求无关地规定了一个或更多个数据的缓存数据配置。所述第二缓存区域用于存储响应于用户发出的数据获取请求而发送的数据。缓存服务器APi还具有文件搜索单元21，用于在所述第二缓存区域中搜索数据中心11指定的数据。该缓存服务器APi会响应某终端发出的数据下载请求而输出数据。所述文件搜索单元21响应于来自缓存有/无检查单元5-5的请求，在第二缓存区域执行文件搜索。如果该文件已被存储，则文件搜索单元21会发送指明了指向所需的文件的路径的响应，否则发送指明了所需文件不存在的响应。

用户装置(或用户装备)UE是用户用于移动通信网络(如3G/4G/WiMAX)的终端。用户装置UE通常是便携式电话，但另选地也可以是其他类型的移动终端，或者甚至是固定终端。所述终端具有从数据中心11下载数据并运行所述数据的功能。该终端向单用盘区域单元4发送文件获取请求。文件从共享盘区域、单用盘区域、CN的缓存服务器、或RAN的缓存服务器下载。

下面，将描述根据本发明实施方式的操作的实施例。所述操作实施例可以分为：在缓存服务器中存储数据的程序，其在用户获取数据之前执行；以及从用户装置访问存储数据的程序，该程序是在用户实际获取数据时执行的。

【在缓存服务器中存储数据的程序】

图5是示出了将数据中心11接收的数据存储在缓存服务器中的操作的实施例的流程图。假定所述数据中心11已根据结合图4所描述的程序把所接收的数据分类为了共享数据和单用数据，并在适当时间更新了所述数据的属性。该程序在步骤500开始并进行到步骤510。

在步骤510中，数据中心11的共享/单用判断单元2产生或获取有关于共享数据的链接信息，并将该链接信息输入到数据管理单元5的数据配置信息产生单元5-2中。所述链接信息可以包括数据名称、路径、传送的链接文件的数量、链接文件指向的原始文件的文件大小、以及原始文件的数据类型，等等。

图6的图示出了在步骤510中获得的数据和参数的示例。分别为各文件A、B、C列出了数据名称、路径、递送的链接文件的数量、原始文件的文件大小、以及原始文件的数据类型。数据名称可以用能识别文件的信息表示。路径可以用指明如何到达存储位置的信息表示。递送的链接文件的数量指明了到目前为止已分发的文件的广度。该信息可以表示到这个时刻为止流行音乐数据文件(如文件A和C)已被100个人下载，而另一音乐数据文件(如文件B)目前为止已被50个人下载。链接文件所指出的原始文件的数据类型可以基于如QoS(服务质量)和对延迟的容忍度一类的标准进行分类。例如，数据类型可以定义为#1为视频流类型，#2为音频流类型，#3为非流视频类型，#4为非流音频类型，#5为程序类型，以及#6为其他数据类型。后面将会提到，优先级就是基于数据类型判断的。

在图5所示的步骤520中，缓存数据配置条件被输入到数据配置信息产生单元5-2中。为了解释的方便，图5中步骤520是在步骤510之后执行的。该顺序不是限制性的，可以反过来。另选地，部分或全部的这些步骤可以相互交叠。缓存数据配置条件指明了使用何种标准在各缓存服务器中缓存数据。在RAN(AP)的情况中，用于缓存的标准或条件可能要求数据尺寸小，并且对流的要求高(即实时数据)。在CN的情况中，所述标准或条件可能要求数据尺寸大，并且对流仅仅具有低的要求。RAN中的缓存服务器APi的容量(体积)会因为设备尺寸的限制而相对较小，例如可以是大约100GB。在RAN中，所述100GB的一部分(例如10GB)可以分配给第二缓存区域。为了避免大数据文件占用缓冲存储器的缓存空间(存储空间)，可以对要缓存的数据的大小施加一些限制。例如，在RAN中缓存的各文件的数据大小可以限制在1GB或更小。例如，CN中缓存服务器的容量可以是10TB，而在CN中缓存的各文件的数据尺寸可以限制为10GB或更小。在CN中可以不提供第二缓存区域。

图7的图示出了有关于各缓存服务器的缓存数据配置条件的实施例。在该实施例中，在CN中提供了缓存服务器CNi、CNii等等，在RAN中提供了缓存服务器APi、APii等等。针对各缓存服务器，分别定义了缓存服务器的容量、第一和/或第二缓存区域的大小、数据大小的限制、以及数据类型专用优先级。用于表示所述缓存数据配置条件的项不限于上面示出的实施例中的那些，另选地可以提供更多或更少的项。

在CN中，可以提供容量相对较大的缓存服务器，并且对文件大小的限制也可以设置为大的值。所述数据类型专用优先级可以规定对流要求低的数据存储在CN中，这是由于响应于来自用户装置UE的请求，CN延迟倾向于比RAN延迟更长。

另一方面，在RAN中仅仅可以提供容量相对较小的缓存服务器，因而对文件大小的限制应设置为小的值。与CN的情况不同，在RAN中提供有第二缓存服务器。所述数据类型专用优先级可以规定对流要求高的数据存储在RAN中，这是由于响应于来自用户装置UE的请求，RAN延迟短。

在所示实施例中，对应于视频流的数据类型#1和对应于音频流的数据类型#2在RAN中设置为高优先级，但在CN中设置为中优先级。另一方面，与非流视频对应的数据类型#3和与非流音频项相应的数据类型#4在RAN中设置为中优先级，而在CN中设置为高优先级。与程序对应的数据类型#5和与其他数据类型对应的数据#6在CN和RAN中均设置为低优先级。在该实施例中，为了便于解释，优先级被分类为三个等级。该实施例并不是限制性的，而可以使用更多或更少的优先级等级。不管怎样，在RAN中设置为高优先级的数据不能在CN中设置为与RAN中一样的高优先级。此外，在CN中设置为高优先级的数据不能在RAN中设置为与CN中一样的高优先级。

在图5所示的步骤530中，数据配置信息产生单元5-2基于链接信息和缓存数据配置条件产生数据配置列表5-3。

图8是示出了产生数据配置列表5-3的过程的流程图。所述流程开始于步骤S1，在步骤S1中，如图9所示，基于链接信息识别数据名称和路径。在所示实施例中，对三个文件A、B和C指定了路径/DATA/FileA、/DATA/FileB、以及/DATA/FileC。

在图8所示的步骤S2中，得分Xi被分配给链接信息的数据项，递送的链接文件的数量越大，所述得分也越高，由此产生图10所示的列表α(数据名称/文件大小/数据类型/得分Xi)。在该例子中，对于递送的链接文件的最大数量，得分Xi可以设置为100，而对于递送的链接文件的最小数量，得分Xi可以设置为1，并在中间范围中设置相应的值。在图6所示实施例中，针对文件A、B、C的递送的链接文件的数量分别是100、50、100，所以得分“100”被分配给最大数量“100”，得分“1”被分配给最小数量“50”。文件A、B和C的得分分别是100、1和100。如果文件A、B、C的递送的链接文件的数量分别是200、100、150，其中最大值是200，最小值是100，则文件A、B、C的得分分别是100、1、50。这种分配得分的方法仅仅是一个例子，也可以使用根据递送的链接文件的数量分配得分的其他合适的方法。

在图8的步骤S3中，由数据配置信息产生单元5-2读取给定缓存服务器的缓存数据配置条件。

步骤S4中，对列表α所列出的全部文件的总的数据大小是否大得以致于不能把全部文件存储在CN或RAN中提供的第一缓存区域中进行检查。

如果能存储全部文件，则程序转到步骤S5，在步骤S5，列表α中的数据名称被分配给数据配置列表5-3中的数据名称，并且所述数据配置的“有/无”设置为“有”(即，指明受关注文件被缓存的标志符被设置为“被标志”)，同时记录指明存储位置的路径。此外，对于未在列表α中列出的文件，数据配置的“有/无”设置为“无”(即，指示受关注文件被缓存的标志符被设置为“未标志”)，并且不记录路径。

图11是示出了数据配置列表5-3的实施例的图。如图11所示，记录了与缓存的(如“有”所指示)数据文件相关的路径。尽管图11示出了有关四个缓存服务器CNi、CNii、APi、ANii的缓存状态，但在步骤S5仅仅记录了某一个缓存服务器的条目。针对各缓存服务器重复图8所示的步骤S4之后的程序，就会得到图11所示的数据配置列表5-3。

在图8所示的步骤S6中，当在步骤S4中确认不能存储所有文件时，列表α的得分Xi被调整为其他得分Yi以产生列表β。分配得分Yi，使得数据类型专用优先级越高，其得分也越高。例如，如果数据类型专用优先级为高，则将列表α的得分Xi加倍(Yi＝2Xi)，如果数据类型专用优先级为中，则乘以1.5(Yi＝1.5Xi)，如果数据类型专用优先级为低，则乘以1(Yi＝1Xi)。针对受关注的缓存服务器，图10的列表α中示出的文件A、B、C(分别对应于数据类型#1、#3、#4)的数据类型专用优先级可以是分别是中、高、高，如图7的CNi和CNii的行中所示。如图12所示，这种情况下列表β中的得分Yi是150(1.5×100)、100(2×50)、200(2×100)。上述把得分Xi换算为得分Yi的方法仅仅是示例性的，也可以使用任何其他的值和/或任何其他的换算规则。

在图8所示的步骤S7中，列表β中的行按照得分Yi的降序重排。图13是示出了经重排的列表β的图。

在步骤S8中，数据项目从列表β的底端行开始按序从列表β中删除，从而使所述列表中所有剩余的数据可以存储在缓存服务器中。如图14所示，某些数据项目在列表底端被从列表β中删除，而剩余的数据项目存储在缓存服务器中。

在步骤S9中，重排并经删减的列表β中的数据名称被分配给数据配置列表5-3中的数据名称，数据配置的“有/无”被设置为“有”(即，受关注的文件被缓存的标志符被设置为“被标志”)，同时记录指明了所述存储位置的路径。此外，对于未在列表β中列出的文件，数据配置的“有/无”被设置为“无”(即，指示受关注的文件被缓存的标志符被设置为“未标志”)，并且不记录路径。结果，如图11所示，在数据配置列表5-3中，针对受关注的缓存服务器的字段填充有数据条目。

在步骤S10，对是否存在相关字段全部空白的缓存服务器进行检查。如果存在这样的缓存服务器，则在步骤S11读取下一个缓存服务器的缓存条件，程序返回到步骤S4以重复上述流程。

如果步骤S10确定已经针对数据配置列表5-3中列出的所有缓存服务器执行了上述程序，则结束流程。

图15的图示出了按照数据配置列表5-3，把数据中心11准备的数据传送给位于CN或RAN上的各缓存服务器的方式。

在步骤S10，数据中心11的数据管理单元5从数据配置列表5-3读取有关于位于核心网络CN上的缓存服务器CNi的信息。该信息可以包括数据名称、路径，以及指示缓存位置的路径等。

在步骤S11，识别一个要被缓存的数据项(如文件A)。

在步骤S12，数据递送单元5-4向所述共享盘区域单元3发送指令信号，从而把识别出的数据(文件A)传送到数据列表中指出的缓存位置(如/DATA/CNi)。

在步骤S21，把数据(文件A)从共享盘区域单元3传送到缓存服务器CNi，以便把所识别出的数据(文件A)传送到数据列表中指出的缓存位置(如/DATA/CNi)。

在步骤S22，从缓存服务器CNi向共享盘区域单元3发送响应信号，该信号包含了响应于所述指令信号而执行的数据传输是成功/失败的信息。

在步骤S13，共享盘区域单元3向数据递送单元5-4发送响应信号，该信号包含了响应于所述指令信号而执行的数据传输是成功/失败的信息。步骤S22和S13中传送的有关于传输成功/失败的信息也可以包含缓存位置和数据名称，如/DATA/CNi/FileA。

以这种方式，缓存服务器CNi中应该缓存的数据被正确存储在缓存服务器CNi中。如果在缓存服务器中还有其他应该缓存的数据，则可以对该数据执行与上述的相同的程序。此外，对于其他缓存服务器(即CNii等等)也可以执行与上述的相同的程序，以确保数据被缓存。

在步骤S30，数据中心11的数据管理单元5从数据配置列表5-3读取有关位于无线接入网络RAN的接入点处的缓存服务器的信息。该信息可以包括数据名称、路径，以及指示缓存位置的路径等。

在步骤S31，识别一个要被缓存的数据项(如文件B)。

在步骤S32，数据递送单元5-4向所述共享盘区域单元3发送指令信号，从而把所识别出的数据(文件B)传送到数据列表中指定的缓存位置(如/DATA/APi)。

在步骤S41，把数据(文件B)从共享盘区域单元3传送到缓存服务器APi，以便把识别出的数据(文件B)传送到数据列表中指定的缓存位置(如/DATA/APi)。

在步骤S42，缓存服务器APi向共享盘区域单元3发送响应信号，该信号包含了响应于所述指令信号而执行的数据传输是成功/失败的信息。

在步骤S33，共享盘区域单元3向数据递送单元5-4发送响应信号，该信号包含了为响应所述指令信号而执行的数据传输是成功/失败的信息。步骤S42和S33中有关传输成功/失败的信息也可以包含缓存位置和数据名称，如/DATA/APi/FileB。

以这种方式，缓存服务器APi中应该缓存的数据被正确存储在缓存服务器APi中。如果在关注的缓存服务器中还有其他应该缓存的数据，可以对该数据执行上述同样的程序。进一步，对于其他缓存服务器(即APii等等)也可以执行与上述相同的程序，以确保数据被缓存。最后，根据数据配置列表5-3，共享盘区域中存储的数据被正确分配给CN或RAN中提供的缓存服务器。

尽管为了方便解释，将数据传输至CN中的缓存服务器在将数据传输至RAN中的缓存服务器之前执行，但这种安排不能认为具有限制性。该顺序可以反过来，并且可以同时执行部分或全部的上述步骤。

【获取数据的程序】

下面将描述当用户获取缓存服务器中已存储的数据时所要执行的程序。如结合附图3所描述的，给定数据存储在RAN的第一缓存服务器或第二缓存服务器的其中之一、CN的缓存服务器CNi以及数据中心11中。

图16的表列出了5种可能的数据访问类型。为了方便，把所述5种类型称为模型(pattern)1到5。模型1对应于这样的的情况：用户获取的数据存在于RAN中的缓存服务器的第一缓存区域(也可以称为第一缓存服务器)中。模型2对应于这样的情况：数据被缓存在缓存服务器CNi中。模型3对应于这样的情况：数据被缓存在RAN中的缓存服务器的第二缓存区域中(也可以称为第二缓存服务器)。模型4对应于这样的情况：数据不被缓存，而是仍然存储在共享盘区域中。如前所述，共享盘区域和单用盘区域被用作原始数据的存储空间，而不是用作缓存。在本发明的该实施方式中，术语“缓存”是用来指代RAN或CN中提供的节点。模型5对应于这样的情况：数据不被缓存但仅仅存储在单用盘区域中。

图17的流程图示出了用户获取数据时执行的程序。在步骤S12，用户检查访问路径。所述访问路径规定了一些节点，在数据中心11和用户装置UE之间，数据通过这些节点在核心网络CN和无线接入网络RAN中传输。

在步骤S13，用户装置UE表明获取数据(如作为共享数据的文件A)的意图。通过从用户装置向数据中心11发送数据获取请求信号来宣示该意图。

步骤S12和步骤S13对模型1到5是通用的。在下面的描述中，#1到#5用来表示模型编号。

在步骤S21，对用户请求的数据(即，所示实施例中的文件A)是否是共享数据进行检查。该检查由对应于用户的单用盘区域单元4(在数据中心11处提供)的文件获取单元4-1来执行。如果所请求的数据是共享数据，则程序转到步骤S22，如果所请求的数据是单用数据，则转到步骤S24。

在步骤S23，对所请求的数据是否已存储在位于用户指定的访问路径上的某处的缓存服务器中进行检查。该检查由数据中心11的数据管理单元5(缓存有/无检查单元5-5)查阅数据配置列表5-3执行。如果数据配置列表5-3指出所请求的数据存储在某一给定节点的第一缓存区域中，则程序转到步骤S27，否则转到步骤S24。

在步骤S24，对所请求的数据(文件A)是否已存储在RAN接入点的第二缓存区域中进行检查。该检查由RAN中的缓存服务器的文件搜索单元21响应于数据中心11的指令而执行。如果所请求的数据(文件A)已存储，则程序转到步骤S27，否则转到步骤S25。

在步骤S25，将所请求的数据从所述数据中心11的共享盘区域或单用盘区域发送到RAN的第二缓存区域。

在步骤S26，生成RAN中文件A的路径(例如/DATA/APi/Second/FileA)。

在步骤S27，把数据位置报告给用户。

在步骤S31，用户装置访问所接收的路径指示的数据位置。在步骤S32，用户请求下载所请求的数据(文件A)。

在步骤S33，响应于所述下载请求，把请求的数据(文件A)下载到用户装置。到这里，该程序结束。步骤S31到S33对于模型1到5是通用的。

图18的流程图示出了用户在模型1的情况下获取数据时所要执行的程序。在模型1的情况下，所要的数据是共享数据，并且已被存储在RAN接入点处的第一缓存区域中。

在步骤S11，用户操作便携式终端的输入/输出界面以试图获取想要的数据(文件A)。

在步骤S12，识别了一些节点，在数据中心11和用户装置UE之间，数据就是通过这些节点在核心网络CN和无线接入网络RAN中传输的。

在步骤S13，用户装置向数据中心11中提供的单用盘区域单元4的文件获取单元4-1发送数据获取请求信号。

在步骤S51，对所请求的数据是否是共享数据进行检查。在本实施例中，所请求的数据是共享数据，所以数据可能已在某节点中缓存。

在步骤S52，文件获取单元4-1与缓存“有/无”检查单元5-5对所述请求数据是否已被缓存进行检查。

在步骤S71，缓存“有/无”检查单元5-5参阅数据配置列表5-3以检查所请求的数据是否已被缓存。

在步骤S72，缓存“有/无”检查单元5-5向本实施例中的文件获取单元4-1发送表示有缓存数据的响应信号。该响应信号包含指示数据位置的信息(例如，诸如/DATA/APi/FileA的路径)。

在步骤S58，文件获取单元4-1把表示数据位置的信息报告给用户装置。

在步骤S14，用户装置访问所述数据位置。在步骤S15，用户请求下载所请求的数据。

步骤S21中，响应于所述下载请求，把请求的数据(文件A)下载到用户装置。至此，程序终止。

图19的流程图示出了用户在模型2的情况下获取数据时所要执行的程序。该流程图与图18的流程图基本相同，只不过数据位置在核心网络CN处。

图20的流程图示出了用户在模型3的情况下获取数据所要执行的程序。在模型3中，所请求的数据被缓存在RAN中的缓存服务器的第二缓存区域中。因此，当缓存“有/无”检查单元5-5在步骤S71中以与图18和19所示的模型1和2的情况同样的方式查阅数据配置列表5-3以搜索请求的数据时，不能找到所请求的数据。结果，在步骤S72中，缓存“有/无”检查单元5-5向文件获取单元4-1发送表明所请求的数据在任何第一缓存区域中都不存在的响应信号。

步骤S53中，对在用户装置访问路径沿线的RAN中是否提供有第二缓存区域进行检查。如果在RAN中沿着访问路径存在具有第二缓存区域的缓存服务器，则文件获取单元4-1在步骤S54向位于访问路径处的RAN的文件搜索单元21发送搜索请求信号。

在步骤S21，RAN的文件搜索单元21响应于从所述数据中心11发送的搜索请求，在所述第二缓存区域中搜索请求的数据。在步骤S31确认所请求的数据的存在。

在步骤S32，把指示所请求的数据存在的搜索结果报告给文件搜索单元21，然后再从文件搜索单元21报告给数据中心11的文件获取单元4-1。

在步骤S58，把指示数据位置的信息从文件获取单元4-1报告给用户装置。

在步骤S14，用户装置访问所述数据位置。在步骤S15，用户向RAN的第二缓存区域发送请求以下载所请求的数据。

在步骤S35，响应于所述下载请求把所请求的数据(文件A)下载到用户装置。至此，程序结束。

图21的流程图示出了用户在模型4的情况下获取数据时所要执行的程序。在模型4的情况中，所请求的数据既未存储在第一缓存区域中，也未存储在第二缓存区域中，而是仅仅存储在共享盘区域中。按照与模型3的情况相同的方式，在步骤S21和步骤S31对所请求的数据是否存在于第二缓存区域中进行检查。在该实施例中，确认了缓存数据不存在。

在步骤S32，把表明所请求的数据不存在的搜索结果报告给文件搜索单元21，然后在步骤S22从文件搜索单元21报告给数据中心11的文件获取单元4-1。

在步骤S55，确定存储在共享盘区域的请求数据要被拷贝到位于当前访问路径沿线的RAN的第二缓存区域。

在步骤S56，从文件获取单元4-1向共享盘区域传送请求信号，该信号指明了所请求的数据应被传送到RAN中的第二缓存区域。

在步骤S61，响应于所述请求信号，从共享盘区域将所请求的数据发送到RAN的第二缓存区域。

在步骤S33，请求的数据(文件A)存储在第二缓存区域，在步骤S34向数据中心11发送表示数据存储已完成的响应信号。

在步骤S62，向文件获取单元4-1发送表明所请求的数据已存储在RAN的第二缓存区域中的响应信号。

在步骤S57，文件获取单元4-1产生到达所请求的数据的路径(即指示数据位置的信息)。该路径可以表示为例如“/DATA/APi/Second/FileA”。

在步骤S58，把指示数据位置的信息从文件获取单元4-1报告给用户装置。

在步骤S14，用户装置访问所述数据位置。在步骤S15，用户向RAN的第二缓存区域发送请求以下载所请求的数据。

在步骤S35，响应于所述下载请求把请求的数据(文件A)下载到用户装置。至此，程序终止。

应注意，在步骤S22得知请求的数据未存储在任何第一缓存区域以后，用户装置能通过直接访问在数据中心11的共享盘区域中存储的原始数据来获取请求的数据。在这种情况下，在下次访问所述数据时，该数据可能仍然不存在于任何缓存区域中。因此，用户为了获取数据就需要再次访问原始数据。但是，在本实施方式中，请求的数据是通过步骤S55、S56、S61、S33和S34存储在RAN的第二缓存区域中的，从而为用户装置提供对第二缓存区域的访问。利用这种配置，当在下次请求访问所述数据时，通过访问第二缓存区域就可以获取所请求的数据。这就提高了缓存的命中率。

图22的流程图示出了用户在模型5的情况下获取数据所要执行的程序。模型5对应于这样的情况：数据不被缓存，而仅仅存储在单用盘区域中。除了位于单用盘区域中的被请求的数据被传送到RAN的第二缓存区域外，该程序基本上与图21所示的模型4的相同。此外，在这种情况下，请求的数据存储在RAN的第二缓存区域，从而为用户装置提供对第二缓存区域的访问，从而提高了缓存的命中率。

此外，本发明不限制于上述实施方式，在不偏离本发明范围的情况下，可以实施多种变形和修改。

Claims (13)

1.一种在移动通信系统中使用的数据中心，所述移动通信系统包括用户装置、无线接入网络、和核心网络，其特征在于，所述数据中心包括：

单用存储单元，其具有用于各自的用户装置的存储区域；

共享存储单元，其具有由所述用户装置共享的存储区域；

共享/单用判断单元，其被设置为将从外部节点接收的数据存储在所述单用存储单元和共享存储单元这两者中的根据预定标准选出的一个中；

数据配置信息产生单元，其被设置为根据所接收的数据的统计信息和预定的缓存数据配置条件，产生数据配置列表；和

单元，其被设置为根据所述数据配置列表，向所述共享存储单元和单用存储单元中的至少一个发送指令信号，以使存储在所述共享存储单元和单用存储单元中的所述至少一个中的数据被传送给在所述核心网络上提供的缓存服务器或在所述无线接入网络上提供的缓存服务器。

2.如权利要求1所述的数据中心，所述数据中心还包括被设置为将所述用户装置请求的数据的位置通知给所述用户装置的一单元，该位置为位于在所述核心网络中提供的缓存服务器中或位于在所述无线接入网络上提供的缓存服务器中。

3.如权利要求1所述的数据中心，其中所述预定标准规定被多于预定数量的用户请求过的数据存储在所述共享存储单元中。

4.如权利要求1所述的数据中心，其中针对所述核心网络和所述无线接入网络中提供的各缓存服务器分别确定所述缓存数据配置条件，并规定根据数据类型专用优先级进行数据缓冲。

5.如权利要求4所述的数据中心，其中针对所述核心网络上提供的缓存服务器定义的数据类型的优先级与针对所述无线接入网络上提供的缓存服务器定义的数据类型的优先级不同。

6.如权利要求1所述的数据中心，其中，针对在所述核心网络和所述无线接入网络中提供的各缓存服务器分别确定所述缓存数据配置条件，并规定当存储在所述共享存储单元中的数据的量超过所述给定缓存服务器的存储容量时，根据数据类型专用优先级在给定缓存服务器进行数据缓冲。

7.如权利要求6所述的数据中心，其中针对所述核心网络上提供的缓存服务器定义的数据类型的优先级与针对所述无线接入网络上提供的缓存服务器定义的数据类型的优先级不同。

8.如权利要求7所述的数据中心，其中针对所述无线接入网络中提供的缓存服务器定义的流数据的优先级高于针对所述核心网络上提供的缓存服务器定义的流数据的优先级。

9.如权利要求8所述的数据中心，其中针对所述无线接入网络中提供的缓存服务器定义的音频流数据或视频流数据的优先级高于针对所述核心网络上提供的缓存服务器定义的音频流数据或视频流数据的优先级。

10.如权利要求1所述的数据中心，其中所述数据配置列表被定期地或不定期地更新。

11.如权利要求1所述的数据中心，所述数据中心还包括被设置为参照所述数据配置列表以确定所述用户装置所请求的数据的位置、并把该位置通知给所述用户装置的单元，所述位置为在所述核心网络上提供的缓存服务器中或所述无线接入网络上提供的缓存服务器中。

12.如权利要求11所述的数据中心，其中在所述无线接入网络上提供的缓存服务器包括第一缓冲区域，所述第一缓冲区域用于存储根据所述数据配置列表与来自用户装置的数据获取请求无关地发送给它的数据，在所述无线接入网络上提供的缓存服务器还包括第二缓冲区域，所述第二缓冲区域用于存储响应于来自用户装置的数据获取请求而发送给它的数据，其中当所请求的数据既没有存储在所述核心网络上提供的缓存服务器中，也没有存储在所述第一缓冲区域中时，用户请求的数据从所述共享存储单元和所述单用存储单元的其中之一传送给所述第二缓冲区域。

13.一种在移动通信系统的数据中心中使用的缓冲管理方法，所述移动通信系统包括用户装置，无线接入网络和核心网络，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将从外部节点接收的数据存储在单用存储单元和共享存储单元这两者中根据预定标准选出的一个里面，所述单用存储单元具有用于各自的用户装置的存储区域，所述共享存储单元具有被所述用户装置共享的存储区域；

根据所接收的数据的统计信息和预定的缓存数据配置条件产生数据配置列表；和

根据所述数据配置列表，向所述共享存储单元和所述单用存储单元中的至少一个发送指令信号，以使得存储在所述共享存储单元和单用存储单元中的所述至少一个中的数据被传送给在所述核心网络上提供的缓存服务器或在所述无线接入网络上提供的缓存服务器。

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