CN103095708A

CN103095708A - 自适应海量信息传输架构

Info

Publication number: CN103095708A
Application number: CN2013100166712A
Authority: CN
Inventors: 夏斌; 陈智勇; 刘辉
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明提供了一种自适应海量信息传输架构，包括装置：媒体服务器，用于提供多媒体信息；智能分发单元，用于在获取来自所述媒体服务器的多媒体信息后，通过对所述多媒体信息内容进行分析，提取其中大多数用户共同关注的共性内容，其余为用户的个性化需求内容；然后将所述共性内容和个性化需求内容分发给无线广播网络以及移动蜂窝网络；无线广播网络，用于以广播/多播方式将所述智能分发单元分发的内容传输给用户；移动蜂窝网络，用于以单播的方式将所述智能分发单元分发的内容传输给用户。本发明能根据内容类型和用户信道状态质量，将传输内容动态分配给无线广播网络和移动蜂窝网络，从而分别采用广播/多播和单播的方式将内容传输到用户。

Description

自适应海量信息传输架构

技术领域

本发明涉及无线传输技术，具体地，涉及自适应海量信息传输架构。

背景技术

随着信息向网络化、泛在化、融合化的方向发展，数字媒体内容呈现爆炸式增长的态势。移动互联网作为人们交流及获取信息的一种高效便利的渠道，其发展正面临着由海量信息及有限频谱带来的巨大技术挑战。

在海量信息的无线传输中，大多数用户对多媒体信息的需求实际集中于一小部分高关注度内容，比如天气预报、新闻短片、体育赛事集锦等等。尽管个性化的体验决定了用户在消费多媒体内容的时间及终端形态有所差异，但是他们对源信息的需求是类同的。借助这些业务同时发送的特点，即对多个用户传输相同数据的广播/多播技术可以很好的利用频谱，提高资源的利用效率。另外，针对一些个性化的业务，例如视频电话、短信、图片下载、视频点播、游戏等一切点到点的多媒体业务等，无线网络就只能通过单播的发送给订阅该服务的用户进行个性化的传输。

通过上述分析，我们可以知道针对海量信息，根据服务用户数目、服务质量要求及覆盖范围不同，我们不能用相同的方法对不同类型的业务进行无线资源传输，而需要一种广播/多播/单播共存、自适应的传输方式。

现有技术中公开的相关技术方案有：

现有技术1：在第四代移动通信系统（LTE以及LTE Advance）通过多小区信道合并的方式实现多媒体广播多播（MBMS）传输系统，从而实现在蜂窝网中从数据源向特定范围内多个用户同时传送数据的一种点到多点的业务，从而令网络（包括核心网和接入网）资源得到共享，以较少的资源实现为大量具有相同需求的用户同时提供业务，从而在一个网络中可同时提供广播/多播业务和单播业务。

在LTE系统中，多个小区组成一个MBMS区域。在该区域下，每个参与传输的小区配置点对多点无线资源，使得这些小区中所订阅MBMS业务的用户可以同时收到相同的传输信号（即广播/多播方式）。同时无线接入网不需要跟踪用户的运动，用户可以不通知网络就接收到内容。

现有技术1的不足之处是：MBMS区域中，由于系统需要提供系统的信息给多个用户，并没使用与特定用户传输参数相关的调节适应。然而由于多个用户信道链路情况不一，MBMS为了满足所有用户的业务需求，广播/多播的数据速率往往受限于最差用户的链路质量。这样导致MBMS区域内，链路质量较好的用户的资源被浪费。同时，MBMS业务只是一单向机制，即只有从网络到用户的传输链路，而没有用户到网络的反馈/互动链路，因此导致MBMS系统只是一种静态的广播/多播系统，不能灵活地根据用户的业务特点、用户分布以及服务质量要求等来分配相应的技术，或者切换为以单播传输方式向每个用户传输此项MBMS业务，造成无线资源的浪费。

现有技术2：CMMB系统是一面向手机、笔记本电脑等多种移动终端的无线通信系统，利用U波段地面基站和S波段卫星信号发送电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统，实现“天地”一体覆盖、全国漫游。

现有技术2的不足之处是：如上所述，CMMB系统是一个广播系统，以单向传播为主，自身尚无回传通道，因此实现双向互动一直是其一项技术难题。虽然CMMB系统可利用无线移动通信网络构建回传通道，从而组成单向广播和双向交互相结合的移动多媒体广播网络，但到目前，基于上述的CMMB互动过程仅能实现一个节目对应一个互动的情况，还未能实现一对多的互动。此外，对于某些个性化、需要进行单播的业务，CMMB系统就束手无策。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自适应传的海量信息传输架构和方法，从而解决在无线网络中实现海量信息的高效传输，实现单播、广播/多播的动态分配，有效的提高频谱利用率，同时保证用户的服务质量和体验感。

根据本发明的一个方面，提供一种自适应海量信息传输架构，包括如下装置：

媒体服务器，用于提供多媒体信息；

智能分发单元，用于在获取来自所述媒体服务器的多媒体信息后，通过对所述多媒体信息内容进行分析，提取其中大多数用户共同关注的共性内容，其余为用户的个性化需求内容；然后将所述共性内容和个性化需求内容分发给无线广播网络以及移动蜂窝网络；

无线广播网络，用于以广播/多播方式将所述智能分发单元分发的内容传输给用户；

移动蜂窝网络，用于以单播的方式将所述智能分发单元分发的内容传输给用户。

优选地，所述智能分发单元通过所述移动蜂窝网络汇集用户信道状态信息，然后统计信道状态信息较差的用户所对应的信道状况，从而确定所述无线广播网络所要采用的传输速率，并判断该传输速率是否低于所设定的门限值。

优选地，当较差用户所对应的传输速率高于或者等于门限值时，所述智能分发单元将所述共性内容分发给所述无线广播网络；所述无线广播网络以该门限值所对应的传输速率将该内容以广播/多播的形式传输给所有用户；

当较差用户所对应的传输速率低于门限值时，所述智能分发单元将所述共性内容同时分发给无线广播网络和移动蜂窝网络；移动蜂窝网采用单播的方式将该内容传输给这些较差的用户，所述无线广播网络则以较低的数据传输速率将该内容以广播/多播的形式传输给这些信道状态较好的用户。

优选地，所述无线广播网络是单独的广播通信系统、或者蜂窝网络系统中定义的广播多播系统。

根据本发明的另一个方面，还提供一种自适应海量信息传输方法，包括如下步骤：

步骤1：对多媒体信息内容进行分析，提取其中大多数用户共同关注的共性内容，其余为用户的个性化需求内容；

步骤2：然后将所述共性内容和个性化需求内容分发给无线广播网络以及移动蜂窝网络；

步骤3：利用无线广播网络以广播/多播方式将分发的内容传输给用户；利用移动蜂窝网络以单播的方式将分发的内容传输给用户。

优选地，通过所述移动蜂窝网络汇集用户信道状态信息，然后统计信道状态信息较差的用户所对应的信道状况，从而确定无线广播网络所要采用的传输速率，并判断该传输速率是否低于所设定的门限值。

优选地，若较差用户所对应的传输速率高于或者等于门限值，则将所述共性内容分发给所述无线广播网络；利用无线广播网络以该门限值所对应的传输速率将该内容以广播/多播的形式传输给所有用户；

若较差用户所对应的传输速率低于门限值，则将所述共性内容同时分发给无线广播网络和移动蜂窝网络；移动蜂窝网采用单播的方式将该内容传输给这些较差的用户，所述无线广播网络则以较低的数据传输速率将该内容以广播/多播的形式传输给这些信道状态较好的用户。

与现有技术相比，本发明能根据内容类型和用户信道状态质量，将传输内容动态分配给无线广播网络和移动蜂窝网络，从而分别采用广播/多播和单播的方式将内容传输到用户。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为根据本发明提供的第一实施例的自适应海量信息传输架构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如下为本发明中部分技术属于的中英文对照：

CMMB China Mobile Multimedia Broadcasting中国移动多媒体广播

LTE Long Term Evolution长期演进

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和实施例对本发明方法的具体步骤和特征作进一步的详细描述。

本发明传输架构主要由媒体服务器、智能分发单元、无线广播网络、移动蜂窝网络以及用户组成。

无线网络中智能分发单元在获取来自媒体服务器的多媒体信息后，通过对该多媒体信息内容进行分析，提取其中大多数用户共同关注的共性的内容，其余为用户个性化需求的内容。

其中，划分共同关注的共性的内容与个性化需求的内容可以按照提前设定的门限值来划分，比如可以是认为音乐榜单中排名前几名/前几十名的歌曲为共性内容，也可以认为一定百份比数（例如75%）用户共同关注的内容为共性内容。需要注意的是这些门限值可以是动态更新的（比如按照一定的周期更新一次）。

智能分发单元将个性化需求的内容分发给移动蜂窝网络。移动蜂窝网通过基站将该内容以单播的形式传输给相对应的用户，实现双向互动传输。

其中，移动蜂窝网可以是第二代移动通信系统、第三代移动通信系统或者LTE/LTEAdvance系统等。

对于共性内容，智能分发单元采取自适应分发方式：用户测量与无线广播网络基站之间的信道状态信息，并将信道状态信息通过与蜂窝基站的链路将其反馈到移动蜂窝网络，进而汇集到智能分发单元。智能分发单元统计信道状态信息较差的用户（比如最差5%用户数）所对应的信道状况，从而确定其所要采用的传输速率（比如，编码调制方式），并判断该传输速率是否低于所设定的门限值。

当较差用户所对应的传输速率高于或者等于门限值时，智能分发单元将共性内容分发给无线广播网络。无线广播网络以该门限值所对应的传输速率（编码调制方式）将该内容以广播/多播的形式传输给所有用户。

当较差用户所对应的传输速率低于门限值，智能分发单元将共性内容同时分发给无线广播网络和移动蜂窝网络。移动蜂窝网采用单播的方式将该内容传输给这些较差的用户。无线广播网络则以较低的数据传输速率（比如以最差5%用户数所对应的编码调制方式）将该内容以广播/多播的形式传输给这些信道状态较好的用户。

其中，无线广播网络可以是单独的广播通信系统（如：CMMB网络），也可以是蜂窝网络系统中定义的广播多播方式（如：MBMS系统）等。

图1为根据本发明提供的第一实施例的自适应海量信息传输架构的示意图。

具体地，在本实施例中：

1.网络中用户通过LTE蜂窝网络上报业务需求。所有用户的业务需求通过智能分发单元，汇集到多媒体服务器。

2.网络中用户测量与CMMB网络中基站间的信道状态质量，并将其与业务需求一同通过LTE系统上报。

具体地，该信道状态质量可以映射成对应的最高的编码调制方式或者信道质量指示（CQI，表征信号干扰噪声比），从而将该方案通过LTE系统的上行控制信道PUCCH或者上行业务信道PUSCH上报。

3.多媒体服务器根据网络中的用户业务需求，进行内容分析，提取其中大多数用户共同关注的共性的内容，其余为用户个性化需求的内容。

具体地，划分共同关注的共性的内容与个性化需求的内容可以按照提前设定的门限值来划分，比如可以是认为音乐榜单中排名前几名/前几十名的歌曲为共性内容，也可以认为一定百份比数（例如75%）用户共同关注的内容为共性内容；或者一定百份比数（例如75%）用户都点播了某一部电影。

具体地，这些门限值是长期的统计值固定或者慢速调整更新的，也可根据实际状况进行动态更新的。

4.智能分发单元将个性化需求的内容分发给LTE蜂窝网络。LTE蜂窝网通过基站将该内容以单播的形式传输给相对应的用户。

5.智能分发单元统计一定比例（比如5%）的信道状态信息较差的用户所上报的编码调制方案，并判断该编码调制方案是否低于系统所设定的编码调制门限值。

具体地，所设定的编码调制门限值是长期的统计值，而又可根据实际网络的负载状况进行动态更新的。

6.当高于或者等于系统所设定的编码调制门限值时，智能分发单元将共性内容分发给CMMB网络。

7.CMMB网络以系统所设定的编码调制门限值将该共性内容以广播/多播的方式传输给所有有该业务需求的用户。

8.当高于或者等于系统所设定的编码调制门限值时，智能分发单元将共性内容分发给CMMB网络和LTE网络。

9.LTE网络采用单播的方式将该内容传输给这些信道状态较差的用户。

10.CMMB网络以步骤5中信道状态较差的用户对应的编码调制方案将该共性内容以广播/多播的方式传输给信道状态较好的用户。

本发明的蜂窝网络系统也可以变化为WiFi、Zigbee等局域网、短距离双向网络。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种自适应海量信息传输架构，其特征在于，包括如下装置：

媒体服务器，用于提供多媒体信息；

2.根据权利要求1所述的自适应海量信息传输架构，其特征在于，所述智能分发单元通过所述移动蜂窝网络汇集用户信道状态信息，然后统计信道状态信息较差的用户所对应的信道状况，从而确定所述无线广播网络所要采用的传输速率，并判断该传输速率是否低于所设定的门限值。

3.根据权利要求2所述的自适应海量信息传输架构，其特征在于，当较差用户所对应的传输速率高于或者等于门限值时，所述智能分发单元将所述共性内容分发给所述无线广播网络；所述无线广播网络以该门限值所对应的传输速率将该内容以广播/多播的形式传输给所有用户；

4.根据权利要求1所述的自适应海量信息传输架构，其特征在于，所述无线广播网络是单独的广播通信系统、或者蜂窝网络系统中定义的广播多播系统。

5.一种自适应海量信息传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的自适应海量信息传输方法，其特征在于，通过所述移动蜂窝网络汇集用户信道状态信息，然后统计信道状态信息较差的用户所对应的信道状况，从而确定无线广播网络所要采用的传输速率，并判断该传输速率是否低于所设定的门限值。

7.根据权利要求6所述的自适应海量信息传输方法，其特征在于，若较差用户所对应的传输速率高于或者等于门限值，则将所述共性内容分发给所述无线广播网络；利用无线广播网络以该门限值所对应的传输速率将该内容以广播/多播的形式传输给所有用户；

8.根据权利要求5所述的自适应海量信息传输方法，其特征在于，所述无线广播网络是单独的广播通信系统、或者蜂窝网络系统中定义的广播多播系统。