CN102318230A - 用于无线端对端网络中传送多媒体数据的分布对端发现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了无线端对端网络系统、用于无线端对端网络中传送多媒体数据的分布对端发现方法以及对用于在无线端对端网络中请求传送多媒体数据的请求信号的应答方法。本发明的示例性实施方式提供了用于无线端对端网络中传送多媒体数据的分布对端发现方法，包括：传送包括关于第一终端所请求的多媒体数据的信息的请求信号到相邻终端；当具有所请求的多媒体数据的至少一个第二终端接收到请求信号时，根据请求信号的信号/干扰噪声比、第二终端的空闲再现缓存容量和第二终端的剩余电池容量中的至少一个来确定回退持续时间，并在待机确定的回退持续时间期间之后传送应答信号到第一终端；以及将用于请求传送多媒体数据的消息传送到传送第一终端首先接收到的应答信号的第二终端。

Description

用于无线端对端网络中传送多媒体数据的分布对端发现方法
技术领域
本发明涉及无线端对端(peer to peer)网络，更具体地，涉及用于无线端对端网络中传送多媒体数据的分布对端发现方法。
背景技术
端对端(P2P)指的是一种在诸如计算机等不同设备之间通过无服务器的直接交换一起共享数字资源的技术。P2P服务包括文件交换、诸如信使(messenger)的聊天等。无线P2P将P2P技术应用到诸如移动电话的无线终端。在无线P2P环境中，基于需求的(on-demand，点播)数据分布技术是即将流行的普遍环境中的基本要素技术。
图1是用于示意性地描述在无线端对端环境中通过使用载波监听多路访问/冲突避免机制来发现将供给所需数据的对端(peer)的处理的参考图。
请求数据的移动节点(MN)将用于请求对应数据的信号传送到其附近。然后，位于移动节点MN的传送范围内的终端接收信号，具有对应数据的终端N1至N5分别发送应答信号。移动节点MN选择发送先到达的应答信号的终端并从该终端接收数据。该机制是基于竞争的媒体访问控制机制。
同时，甚至在有线环境和无线环境中诸如数字图像、动画(movingpicture，影片)等多媒体数据的使用在增长，并且由于诸如移动电话的无线终端的性能改善导致交换需要也在增长。在多媒体数据的情况下，应该保证服务质量(QoS)，并且应该支持下载时验证或再现数据的伪流(pseudostreaming)。
发明内容
根据上述机制，可能会选择不适当的对端。例如，由于信道状态不好，难以保证QoS，或者可能选择因为传送数据到其他装置而使空闲缓存的容量不足导致原有功能受限的对端、或者因为剩余电池容量小而不适于传送数据到其他装置的对端。
因此，做出了本发明，从而提供了一种在无线端对端网络中传送多媒体数据时保证QoS并考虑空闲缓存容量和剩余电池容量的无线端对端网络系统、一种分布对端发现方法和一种应答用于请求传送多媒体数据的请求信号的方法。
本发明的示例性实施方式提供了一种用于无线端对端网络中传送多媒体数据的分布对端发现方法，该方法包括：(a)传送包括与第一终端所请求的多媒体数据有关的信息的请求信号到相邻终端；(b)当具有所请求的多媒体数据的至少一个第二终端接收到请求信号时，根据请求信号的信号/干扰噪声比、第二终端的空闲再现缓存容量和第二终端的剩余电池容量中的至少一个来确定回退(backoff，退避)持续时间，并在确定的回退持续时间期间在待命之后传送应答信号到第一终端；以及(c)将用于请求传送多媒体数据的消息传送到传送第一终端首先接收到的应答信号的第二终端。
这里，在步骤(b)中，请求信号的信号/干扰噪声比越高，回退持续时间可确定为越短。
在步骤(b)中，第二终端的空闲再现缓存容量越高，回退持续时间可确定为越短。
在步骤(b)中，第二终端的剩余电池容量越高，回退持续时间可确定为越短。
在步骤(b)中，回退持续时间可通过进一步考虑第一终端的空闲再现缓存容量和第一终端的剩余电池容量中的至少一个来确定。
在这种情况下，在步骤(a)中，第一终端可通过请求信号将反映第一终端的空闲再现缓存容量和第一终端的剩余电池容量中的至少一个的参数值传送到相邻终端，并且在步骤(b)中，回退持续时间可根据所传送的参数值来确定。
进一步，在步骤(b)中，第一终端的空闲再现缓存容量越低，回退持续时间可确定为越短。
在步骤(b)中，第一终端的剩余电池容量越低，回退持续时间可确定为越短。
本发明的另一个示例性实施方式提供了一种对用于在无线端对端网络中请求传送多媒体数据的请求信号的应答方法，该方法包括：(a)通过无线终端，接收请求信号；(b)根据请求信号的信号/干扰噪声比、无线终端的空闲再现缓存容量和无线终端的剩余电池容量中的至少一个来计算回退持续时间；以及(c)在待机(等待)计算出的回退持续时间期间之后传送应答信号到传送请求信号的请求终端。
这里，在步骤(b)中，回退持续时间可计算为与请求信号的信号/干扰噪声比成反比。
另外，在步骤(b)中，回退持续时间可计算为与无线终端的空闲再现缓存容量成反比。
在步骤(b)中，回退持续时间可计算为与无线终端的剩余电池容量成反比。
进一步，请求信号可包括与请求信号的空闲再现缓存容量或请求信号的剩余电池容量成比例的参数值，并且在步骤(b)中，回退持续时间可计算为与参数值成比例。
本发明的又一示例性实施方式提供了一种无线端对端网络系统，包括：第一终端，传送包括关于所请求的多媒体数据的信息的请求信号到相邻终端；以及第二终端，具有所请求的多媒体数据，并且在接收请求信号时根据请求信号的信号/干扰噪声比、第二终端的空闲缓存容量和第二终端的剩余电池容量中的至少一个来确定回退持续时间，并在待机确定的回退持续时间期间之后传送应答信号到第一终端，其中第一终端将用于请求传送多媒体数据的消息传送到传送首先接收到的应答信号的第二终端。
根据本发明的示例性实施方式，可通过在无线端对端网络中传送多媒体数据时保证QoS并考虑空闲缓存容量和剩余电池容量来选择将传送多媒体数据的终端。
附图说明
图1是示意性地描述在无线端对端环境中通过使用载波监听多路访问/冲突避免机制来发现将供给所需数据的端的处理的参考图；
图2是描述根据本发明的示例性实施方式的无线端对端网络系统中的分布对端发现方法的参考图；
图3是描述根据本发明的示例性实施方式的无线端对端网络系统中两个移动节点的分布对端发现方法的参考图；
图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的在请求终端中发现端和请求多媒体数据的处理的流程图；
图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的在应答终端应答请求信号和提供多媒体数据的处理的流程图；
图6是一个请求终端和三个应答终端之间时间轴的一个实例；
图7是一个请求终端和三个应答终端之间的时间轴的另一个实例。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。首先，应注意，赋予各个附图的元件以附图标记，即使在不同附图中示出了相同元件，相同的附图标记也指的是相同的元件。进一步，在描述本发明时，由于公知功能或结构可能徒然地混淆本发明的理解，所以将不详细描述它们。
图2是描述根据本发明的示例性实施方式的无线端对端网络系统中分布对端发现方法的参考图。作为请求多媒体数据的终端的移动节点MN传送包括关于所请求的多媒体数据的信息的请求信号到相邻终端。关于所请求的多媒体数据的信息例如可包括预定多媒体内容的段号。在这种情况下，移动节点MN可广播请求信号到其附近。各个相邻终端包括回退定时器并独立地确定回退持续时间。具有所请求的多媒体数据的各个终端N1至N5在待机独立确定的回退持续时间期间之后具有其自身的对应的多媒体数据，并将表示各个终端均可提供对应的多媒体数据的应答信号传送到移动节点MN。之后，移动节点MN将用于请求传送多媒体数据的ACK消息发送到传送首先接收到的应答信号的终端，结果，节点和终端互相连接，由此从终端下载多媒体数据。
下文中，将描述终端N1至N5确定回退持续时间的机制。在随后描述中，请求多媒体数据的终端将称作“请求终端”，而对其应答的终端将称作“应答终端”。
N1至N5各个终端的回退持续时间Tn首先根据请求信号的信号/干扰噪声比确定。信号/干扰噪声比越高，所传送的数据的QoS越好，结果，移动节点MN应该能够选择具有较高信号/干扰噪声比的终端。从而，在示例性实施方式中，各个应答终端Nn中请求信号的信号/干扰噪声比越高高，回退持续时间被确定为越短。
第二，回退持续时间Tn根据应答终端Nn的空闲再现缓存容量确定。即使各个应答终端Nn向请求终端MN提供其自身的多媒体数据，各个应答终端Nn也不应该受限于各个应答终端Nn意图任意地提供例如任意地再现多媒体数据的功能的服务。从而，移动节点MN应该能够选择具有较高空闲再现缓存容量的终端。在示例性实施方式中，各个应答终端Nn中空闲再现缓存容量越高，回退持续时间将被确定为越短。
第三，回退持续时间根据各个应答终端Nn的剩余电池容量确定。为了传送多媒体数据到其他终端，电池消耗不可避免地增加。因此，当剩余电池容量不足时，没有请求的数据可被传送，或即使所有请求的数据可以被传送，电池也被显著地消耗，结果，终端将受限于任意地提供服务。因此，请求终端MN应该能够选择具有较高剩余电池容量的应答终端。在示例性实施方式中，各个应答终端Nn中剩余电池容量越高，回退持续时间被确定为越短。
回退持续时间可根据这三个因素中的仅仅一个或两个来确定。例如，通常，在电池容量足够的环境下，可通过考虑信号/干扰噪声比和空闲再现电池容量这两者来确定回退持续时间。
在示例性实施方式中，用于确定回退持续时间的函数将被称为评分函数。当从请求终端MN传送到第n个应答终端Nn的请求信号的信号/干扰噪声比由SINRn req表示并且第n个应答终端Nn的空闲缓存容量和剩余电池容量由Ln buffer和Tn battery表示时，评分函数可以由f(SINRn req，Ln buffer，Tn battery)表示，其关系如下述等式1所表示。即，评分函数被计算为与SINRn req，Ln buffer和Tn battery中的每一个成反比。
[等式1]
f(SINRn req，Ln buffer，Tn battery)～1/SINRn req
f(SINRn req，Ln buffer，Tn battery)～1/Ln buffer
f(SINRn req，Ln buffer，Tn battery)～1/Tn battery
当回退持续时间被确定为与评分函数成比例时，请求终端MN选择具有较高信号/干扰噪声比、较高空闲再现缓存容量和较高剩余电池容量的应答终端作为能够下载多媒体数据的终端。而且，在网络方面不会出现额外的开销，并且可以照原样应用选择传送首先到达的应答信号的终端的常规概念。
同时，意图在无线端对端网络中传送和接收多媒体数据的成对终端可以是多个。当两个终端意图在相似的时间在受限的信道中下载数据时，需要适当地选择优先级。当伪流中空闲再现缓存容量更低时，在没有额外下载的情况下可再现时间变短。从而，终端需要首先使用资源用于流畅再现。在示例性实施方式中，请求多媒体数据的终端的空闲再现缓存容量越低，对其应答的终端的回退持续时间被确定为越短，以允许具有更低空闲再现缓存容量的终端首先下载数据。为此，在示例性实施方式中，当请求多媒体数据的终端广播请求信号时，对应的终端通过请求信号传送反映其自身空闲再现缓存容量的参数值。
参照图3，假设移动节点MN1和移动节点MN2分别广播请求信号1和请求信号2，并且MN1的空闲缓存容量低于MN2。另外，假设终端Na应答请求信号1，而终端Nb应答请求信号2以传送应答信号。根据示例性实施方式，由于MN1的空闲缓存容量低于MN2，终端Na的回退持续时间被确定为短于终端Nb的回退持续时间以首先传送终端Na的应答信号到移动节点MN1，结果，数据首先在终端Na和移动节点MN1之间被传送和接收。
此外，即使在请求多媒体数据的两个终端具有不同剩余电池容量的情况下，也需要适当地选择其优先级。在这种情况下，优先级需要给予具有低剩余电池容量的终端。原因是电池时间所剩少的终端需要首先提供服务。在示例性实施方式中，请求多媒体数据的终端的剩余电池容量越低，对其应答的终端的回退持续时间被确定为越短，以允许具有更低剩余电池容量的终端首先下载数据。为此，在示例性实施方式中，当请求多媒体数据的终端广播请求信号时，除了空闲再现缓存容量之外，对应的终端还通过请求信号传送反映其自身空闲再现缓存容量的参数值。
当请求终端的空闲再现缓存容量和剩余电池容量分别由L和T表示、通过请求信号传送的反映空闲再现缓存容量和剩余电池容量的参数值由Treq表示时，Treq可由f(L，T)表示，并且其关系如下述等式2所示。即，参数Treq被计算为与L和T成比例。
[等式2]
Treq＝f(L，T)～L
Treq＝f(L，T)～T
当评分函数的值由Nscore表示时，第n个应答终端的回退持续时间BDn可通过反映Treq一起确定为如等式3所示。
[等式3]
BDn＝Nscore*Treq*SlotT
Nscore是在应答终端中任意计算的值，而Treq是应答终端通过请求信号从请求终端接收的值。在等式3中，Nscore*Treq被确定为0和竞争窗口(CW)的值之间的整数，而SlotT是全局变量，SlotT可以是MAC_SlotTime*CWmax[V0]。这里，MAC_SlotTime是IEEE 802.11 PHYs标准中定义的时隙时间(slot time)，而CWmax[V0]是IEEE 802.11e中AC-V0的最大的竞争窗口值。
图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的在请求终端发现端并请求多媒体数据的处理的流程图，而图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的在应答终端中应答请求信号并提供多媒体数据的处理的流程图。根据示例性实施方式的处理可在媒体访问控制层(MAC)中执行。
参照图4，将描述请求终端的操作。
当从上层接收到数据的传送请求(例如，预定多媒体内容的段号)时(步骤S410)，检查空闲再现缓存容量和剩余电池容量，并且基于这些值计算Treq(步骤S420)。如上所述，当空闲再现缓存容量和剩余电池容量大的时候，Treq被确定为大的值。
另外，包括关于所请求的多媒体数据的信息的段号和计算的Treq值的请求信号以广播机制被传送(步骤S430)。之后，检查是否接收到应答信号(步骤S440)，并且如果即使在经过预定时间之后也接收到应答信号，则处理再次返回到步骤S420，并且重复步骤S420和S430。
如果接收到应答信号，用于请求传送数据的ACK消息被传送到传送应答信号的终端(步骤S450)。
参照图5，将描述应答终端的操作。
当从请求终端接收到请求信号时(步骤S510)，用请求信号中包括的Treq值、请求信号的信号/干扰噪声比SINRreq、空闲再现缓存容量Lbuffer和剩余电池容量Treq来计算回退持续时间，并且启动置入应答终端中的回退定时器(步骤S530)。当在经过回退持续时间之前从其他终端接收到应答请求信号的应答信号时(步骤S540)，其他终端首先应答，结果，回退定时器停止(步骤S545)，处理结束。当回退定时器在所计算的回退持续时间期间运行时(步骤S550)，应答请求信号的应答信号被传送到请求终端(步骤S560)。当请求终端传送用于请求传送数据的ACK消息并且应答终端接收到ACK消息时(步骤S570)，所请求的数据被传送到请求终端(步骤S580)。
图6是一个请求终端和三个应答终端之间时间轴的实例，并示出了三个应答终端的空闲再现缓存容量和剩余电池容量互不相同的情况。
请求终端将请求的数据的段号和Treq值通过请求信号被传送到相邻终端。参照图6，第一至三个应答终端的请求信号的信号/干扰噪声比互相相同为1dB，第二和第三应答终端的剩余电池容量最大，而第一和第三应答终端的空闲再现缓存容量最大。从而，在各个应答终端中计算的回退持续时间的情况下，第三应答终端的回退持续时间被计算为最短，结果，回退定时器如图中所示设置。因此，回退持续时间被设置为最短值的第三应答终端首先传送应答信号到请求终端。即使应答信号被第一应答终端和第二应答终端接收到，由于两个终端在经过回退持续时间之前接收到应答信号，所以回退定时器停止，没有应答。从第三应答终端接收应答信号的请求终端传送ACK消息。接收到ACK消息的第三应答终端与请求终端同步，之后传送数据到请求终端。当数据传送完成时，第三应答终端和请求终端交换消息以互相断开连接。
图7是一个请求终端和三个应答终端之间的时间轴的另一个实例，并示出了三个应答终端的空闲再现缓存容量和剩余电池容量互相相同而信号/干扰噪声比互不相同的情况。在所示实例中，由于第三应答终端的信号/干扰噪声比3dB最高，所以各个应答终端中计算的回退持续时间在第三应答终端中最短。因此，第三应答终端首先传送应答信号到请求终端，其剩下的操作与图6中相同并省略其描述。
同时，本发明的示例性实施方式可通过程序准备，该程序可在计算机中运行并在通过使用计算机可读记录介质运行程序的通用数字计算机中实现。计算机可读存储介质包括磁性存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光学读取介质(例如，CD-ROM、DVD等等)和诸如载波(例如，通过互联网的传送)的存储介质。
如上已经例示了本发明的精神。本领域内技术人员应该理解，在不背离本发明的基本特征的情况下可作出各种修改、变化和替代。因此，本发明中公开的示例性实施方式和附图不是用于限制而是描述本发明的精神。本发明的范围不仅仅限于实施方式和附图。本发明的保护范围必须通过所附权利要求来分析，并且应该分析到等同范围内的所有精神均包括在本发明的所附权利要求中。

Claims (14)

1.一种用于无线端对端网络中传送多媒体数据的分布对端发现方法，
所述方法包括：
(a)传送包括与第一终端所请求的多媒体数据有关的信息的请求信号到相邻终端；
(b)当具有所请求的所述多媒体数据的至少一个第二终端接收到所述请求信号时，根据所述请求信号的信号/干扰噪声比、所述第二终端的空闲再现缓存容量和所述第二终端的剩余电池容量中的至少一个来确定回退持续时间，并在待机确定的所述回退持续时间之后传送应答信号到所述第一终端；以及
(c)将用于请求传送所述多媒体数据的消息传送到传送被所述第一终端首先接收到的所述应答信号的所述第二终端。
2.根据权利要求1所述的分布对端发现方法，其中，在步骤(b)中，所述请求信号的信号/干扰噪声比越高，回退持续时间被确定为越短。
3.根据权利要求1所述的分布对端发现方法，其中，在步骤(b)中，所述第二终端的空闲再现缓存容量越高，所述回退持续时间被确定为越短。
4.根据权利要求1所述的分布对端发现方法，其中，在步骤(b)中，所述第二终端的剩余电池容量越高，所述回退持续时间被确定为越短。
5.根据权利要求1所述的分布对端发现方法，其中，在步骤(b)中，通过进一步考虑所述第一终端的空闲再现缓存容量和所述第一终端的剩余电池容量中的至少一个，来确定所述回退持续时间。
6.根据权利要求5所述的分布对端发现方法，其中：
在步骤(a)中，所述第一终端通过所述请求信号将反映所述第一终端的空闲再现缓存容量和所述第一终端的剩余电池容量中的至少一个的参数值传送到所述相邻终端，以及
在步骤(b)中，根据所传送的所述参数值确定所述回退持续时间。
7.根据权利要求5所述的分布对端发现方法，其中，在步骤(b)中，所述第一终端的空闲再现缓存容量越低，回退持续时间被确定为越短。
8.根据权利要求5所述的分布对端发现方法，其中，在步骤(b)中，所述第一终端的剩余电池容量越低，所述回退持续时间被确定为越短。
9.一种对用于在无线端对端网络中请求多媒体数据传送的请求信号的应答方法，所述方法包括：
(a)通过无线终端接收所述请求信号；
(b)根据所述请求信号的信号/干扰噪声比、所述无线终端的空闲再现缓存容量和所述无线终端的剩余电池容量中的至少一个来计算回退持续时间；以及
(c)在待机计算出的所述回退持续时间之后传送应答信号到传送所述请求信号的请求终端。
10.根据权利要求9所述的应答方法，其中，在步骤(b)中，所述回退持续时间被计算为与所述请求信号的信号/干扰噪声比成反比。
11.根据权利要求9所述的应答方法，其中，在步骤(b)中，所述回退持续时间被计算为与所述无线终端的空闲再现缓存容量成反比。
12.根据权利要求9所述的应答方法，其中，在步骤(b)中，所述回退持续时间被计算为与所述无线终端的剩余电池容量成反比。
13.根据权利要求9所述的应答方法，其中：
所述请求信号包括与所述请求终端的空闲再现缓存容量或所述请求终端的剩余电池容量成比例的参数值，以及
在步骤(b)中，所述回退持续时间被计算为与所述参数值成比例。
14.一种无线端对端网络系统，包括：
第一终端，传送包括与所请求的多媒体数据有关的信息的请求信号到相邻终端；以及
第二终端，具有所请求的所述多媒体数据并根据接收所述请求信号时所述请求信号的信号/干扰噪声比、所述第二终端的空闲缓存容量和所述第二终端的剩余电池容量中的至少一个来确定回退持续时间，以及在待机所确定的所述回退持续时间之后传送应答信号到所述第一终端，
其中，所述第一终端传送用于请求传送所述多媒体数据的ACK消息到传送首先接收到的所述应答信号的所述第二终端。
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