CN103179656A - 一种异构网络中业务流的同步传输方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种异构网络中业务流的同步传输方法，包括：接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元；所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步；本发明还提供一种异构网络中业务流的同步传输系统。根据本发明的技术方案，能够实现业务流的同步传输、降低时延，同时增加系统的吞吐量。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种异构网络中业务流的同步传输方法及系统。
背景技术
泛在网络环境中，多种异构网络做到了真正的融合，共同协同为用户提供服务。多网络多终端协同处理的业务流是相关联的或独立的，相对于独立流而言，相关联的流需要处理同步问题。这种同步问题存在两个过程，一个过程是从提供业务的服务器经过接入网传送至接入网终端的过程，接入网终端是指如接入网网关或其他直接接入通信网的终端设备；另一个过程是从各接入网终端传输到目的终端的过程，目前在中国通信标准化协会(CCSA，ChinaCommunication Standards Association)泛在网络技术工作委员会(TC10)的一个立项的研究课题“基于环境上下文的终端聚合研究”中，接入网终端组成虚拟终端协同工作，在虚拟终端中接入网终端分为主控设备和成员设备，成员设备下载分业务流传输给主控设备时会存在同步问题的处理。
对于上述两个过程中存在的同步问题，目前所调研的只有通过业务的目的终端来实现同步，即通过在目的终端中设置缓存器，该缓存器对接收的业务流进行缓存，等待所有的业务数据包都收到后才统一呈现给用户，达到同步的效果，这种在目的终端上实现的同步处理，强制处理快的业务流等待处理慢的业务流，从而增加了时延，而且减小了系统吞吐量，同时不能预防在传输中所遇到的一些突发的随机事件，例如竞争丢包、突发时延等。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种异构网络中业务流的同步传输方法及系统，能够实现业务流的同步传输、降低时延，同时增加系统的吞吐量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种异构网络中业务流的同步传输系统，包括：接入点和接入网控制器，所述接入网控制器包括同步管理单元；其中，
接入点，用于采集无线网络信道上的参数，并上报给同步管理单元；
同步管理单元，用于利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步。
上述系统中，所述同步管理单元进一步包括：数据接收模块、算法模块、对外接口模块；其中，
数据接收模块，用于接收接入点上报的无线网络信道上的参数，并将无线网络信道上的参数发送给算法模块；
算法模块，用于利用算法动态调整参数，并将调整后的参数发送给同步管理单元的对外接口模块；
对外接口模块，用于通过调度指令将所述调整后的参数传输给各业务流信道。
上述系统中，所述接入网控制器还包括：
无线资源数据库，用于存储所有接入本接入网控制器的接入点上报的无线网络信道上的参数。
上述系统中，
所述参数包括业务子流的服务间隔S和业务子流的传输时间T；
所述算法模块对参数S、T进行动态调整的内容包括：功率控制、和/或切换控制、和/或准入控制、和/或分组调度、和/或负载控制、和/或拥塞控制。
本发明还提供一种异构网络中业务流的同步传输方法，包括：
接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元；
所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步。
上述方法中，所述接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元为：
接入点采用周期性轮询的方式采集无线网络信道上的参数，并将所采集的无线网络信道上的参数上报给接入网控制器中的同步管理单元中的数据接收模块；其中，所述参数包括业务子流的服务间隔S和业务子流的传输时间T。
上述方法中，所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数为：
所述同步管理单元的数据接收模块将无线网络信道上的参数S、T发送给同步管理单元的算法模块，算法模块利用算法动态调整参数S、T；其中，算法模块对参数S、T进行动态调整的内容包括：功率控制、和/或切换控制、和/或准入控制、和/或分组调度、和/或负载控制、和/或拥塞控制；算法模块将调整后的参数发送给同步管理单元的对外接口模块。
上述方法中，该方法还包括：接入网控制器的无线资源数据库存储所有接入本接入网控制器的接入点上报的无线网络信道上的参数S、T。
上述方法中，所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数为：
同步管理单元根据收到的两次ACK应答信息判断业务子流的同步情况；
需要进行同步控制时，同步管理单元获取发送业务的QoS信息，并根据QoS信息确定采用的同步控制策略；
同步管理单元根据确定的同步控制策略进行参数的动态调整。
上述方法中，所述根据QoS信息确定采用的同步控制策略为：
对于对延时敏感的高QoS等级的业务，进行严格同步控制；对于对延时有容忍能力的中QoS等级的业务，进行灵活的同步控制；对于对延时要求低的低QoS等级的业务，进行基本的同步控制。
上述方法中，所述同步管理单元根据确定的同步控制策略进行参数的动态调整为：
第二业务子流滞后于第一业务子流时，对于高QoS等级的业务，提高第二业务子流的参数T并调整参数S；对于中QoS等级的业务，提高第二业务子流的参数T，降低第一业务子流的发送速率；对于低QoS等级的业务，降低第一业务子流的参数T并调整参数S。
上述方法中，所述将调整后的参数传输给各业务流信道为：同步管理单元的对外接口模块通过调度指令将所述调整后的参数传输给各业务流信道。
本发明提供的异构网络中业务流的同步传输方法及系统，接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元；所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步，能够实现业务流的同步传输、降低时延，同时增加系统的吞吐量，此外还可以应对传输过程中遇到的突发的随机事件。
附图说明
图1是本发明实现异构网络中业务流的同步传输系统的结构示意图；
图2是本发明接入网控制器的同步管理单元的结构示意图；
图3是本发明实现异构网络中业务流的同步传输方法的流程示意图；
图4是本发明实现异构网络中业务流的同步传输方法的组网示意图；
图5是本发明实现异构网络中业务流的同步传输方法的实施例的流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元；所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步。
下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。
本发明提供一种异构网络中业务流的同步传输系统，图1是本发明实现异构网络中业务流的同步传输系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：接入点10和接入网控制器20，所述接入网控制器20包括同步管理单元21；其中，
接入点10，用于采集无线网络信道上的参数，并上报给同步管理单元21；
同步管理单元21，用于利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步。
图2是本发明接入网控制器的同步管理单元的结构示意图，如图2所示，所述同步管理单元21进一步包括：数据接收模块31、算法模块32、对外接口模块33；其中，
数据接收模块31，用于接收接入点上报的无线网络信道上的参数，并将无线网络信道上的参数发送给算法模块32；
算法模块32，用于利用算法动态调整参数，并将调整后的参数发送给同步管理单元的对外接口模块33；
对外接口模块33，用于通过调度指令将所述调整后的参数传输给各业务流信道。
所述接入网控制器20还包括：无线资源数据库22，用于存储所有接入本接入网控制器的接入点上报的无线网络信道上的参数。
其中，所述参数包括业务子流的服务间隔S和业务子流的传输时间T；
所述算法模块32对参数S、T进行动态调整的内容包括：功率控制、和/或切换控制、和/或准入控制、和/或分组调度、和/或负载控制、和/或拥塞控制。
基于上述系统，本发明还提供一种异构网络中业务流的同步传输方法，图3是本发明实现异构网络中业务流的同步传输方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤301，接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元；
具体的，各子业务流接收终端分为两种，一种是直接接入通信网络的泛在终端设备，如图4中的终端2和终端3；另一种是网关，局域网通过该网关接入通信网络，图3中的终端1则是局域网中的任意终端；网关、终端2、终端3等各业务子流接收终端下载完各自的业务子流后，可以通过聚合与重构的方式完成业务流的合成；网关、终端2、终端3通过不同或相同的接入点接入到接入网控制器，进而共同接入到同一个核心网络；
所述接入点为无线网络信道上的无线接入点，接入点采用周期性轮询的方式采集无线网络信道上的参数，该参数包括：业务子流的服务间隔S、业务子流的传输时间T；其中，通过对业务子流的测量，选取最小服务间隔为S；可以根据S、业务的平均速率、最大业务数据单元大小、物理传输速率和时间开销等各参数计算业务子流每次发送的传输时间T，T用于表征每个无线网络信道竞争周期所发送的包的数目，T的值越大，相应的表示单个竞争周期内发送的数据包越多，发送的速率越快；T＝f(S、业务的平均速率、最大业务数据单元大小、物理传输速率、时间开销)，即T是通过每个业务子流的服务间隔S、业务的平均速率、最大业务数据单元大小、物理传输速率、时间开销计算得出的；其中，业务的平均速率是接入点根据之前传输的业务的平均速率计算得到的，最大业务数据单元大小、物理传输速率和时间开销等参数接入点可以直接从MAC层获取；而且，因为受到传输信道容量以及负载等因素的影响，业务子流在所使用无线网络信道上的传输时间T会动态的变化；
各无线网络信道上的接入点将所采集的无线网络信道上的参数S和T上报给接入网控制器中的同步管理单元中的数据接收模块；本发明中，如果无线网络信道是无线局域网络(WLAN，Wireless Local Area Networks)，接入点可以通过无线访问接入点(AP，Wireless Access Point)经无线网络信道的MAC层获取参数S和T；如果是其他无线网络信道，如全球移动通讯系统(GSM，GlobalSystem of Mobile communication)，接入点可以通过基站(BS，Base Station)获取参数S和T。
步骤302，接入网控制器的同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数；
具体的，接入网控制器设置在接入网和核心网之间，通过接入网控制器使得接入网可以共享同一核心网，本发明中接入网控制器中嵌入同步管理单元，该同步管理单元利用算法动态调整从接入点收到的无线网络信道上的参数；此外，接入网控制器的无线资源数据库存储所有接入本接入网控制器的接入点上报的无线网络信道上的参数S、T；
同步管理单元的数据接收模块接收接入点上报的无线网络信道上的参数S、T，并将参数S、T发送给同步管理单元的算法模块；算法模块负责利用算法对参数S、T进行动态调整，算法模块对参数S、T进行动态调整的内容可以包括以下的一种或几种：功率控制、切换控制、准入控制、分组调度、负载控制、拥塞控制等；其中，功率控制是用于将网络接口的干扰电平维持在最小值，保证用户的QoS要求；切换控制是用于处理用户的移动性，保证用户越区切换或系统间切换时业务的连续性，并使业务质量达到预定的QoS要求；准入控制是对于预期的服务质量要求，用于确保存在空闲的无线资源承载新增业务和切换业务；分组调度是用于保证各分组用户合理的使用系统的可用资源，为各个用户分配数据速率和分组长度；负载控制是用于在给定的限制条件范围内维持网络无线资源的使用；拥塞控制是用于保证系统的负载处于稳定的门限以下，具体方法可以是暂时降低某些低优先级业务的QoS等；
算法模块利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数后，将调整后的参数发送给同步管理单元的对外接口模块。
步骤303，接入网控制器的同步管理单元将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步；
具体的，同步管理单元的对外接口模块接收算法模块发送的调整后的参数，并通过调度指令将该调整后的参数传输给各业务流信道，以实现不同业务流之间的同步。
实施例
图5是本发明实现异构网络中业务流的同步传输方法的实施例的流程示意图，本实施例中，通过WLAN传输的业务子流对应的参数为S1、T1，通过GSM传输的业务子流对应的参数为S2、T2，同步管理单元根据[S1、T1、S2、T2]，计算实际使用的无线网络信道上合理的[S11、T11、S22、T22]，实现对业务子流的传输进行动态调整，如图5所示，该方法包括以下步骤：
步骤501，终端收到业务子流后，发送ACK应答信息给同步管理单元；
具体的，接收业务的终端收到业务子流后，通过接收链路回复ACK应答信息给接入网控制器的同步管理单元。
步骤502，同步管理单元根据两次ACK应答信息判断业务子流的同步情况；
具体的，接入网控制器的同步管理单元的算法模块通过比较本次收到的和上次收到的ACK应答信息的时间，判断业务子流的同步情况；例如，从两条接收链路收到的ACK应答信息的时间分别为t1和t2，如果t1＝t2，表示两个业务子流已实现同步，本周期不进行同步控制；如果t1＞t2，表示业务子流2要滞后于业务子流1，需要为业务子流2实现一定的同步控制，以完成业务流的同步传输。
步骤503，需要进行同步控制时，同步管理单元获取发送业务的QoS信息，并根据QoS信息确定采用的同步控制策略；
具体的，同步管理单元的算法模块从即将发送的业务子流的媒体接入控制(MAC，Media Access Control)地址中获取发送业务的QoS信息，并根据该QoS信息确定需要采用的同步控制策略；例如，本实施例中将业务分为三个QoS等级：高QoS等级的业务，该业务对时延敏感，需要进行严格同步控制，如音视频的同步；中QoS等级的业务，该业务需要进行灵活的同步控制，且对时延有一定的容忍能力，如图片与文字匹配的同步；低QoS等级的业务，该业务需要进行基本的同步控制，对时延要求不高，如数据、文件的同步等。
步骤504，同步管理单元根据确定的同步控制策略进行参数的动态调整；
具体的，同步管理单元的算法模块根据确定的同步控制策略进行参数的动态调整，当业务子流2滞后于业务子流1时，对于高QoS等级的业务，由于该业务对时延敏感，因此需要提升慢业务流的发送速率来同步快业务流，例如，提高业务子流2的参数T并调整参数S以提高业务子流2的发送速率；对于中QoS等级的业务，需要提高业务子流2的参数T，同时可适当降低业务子流1的发送速率；对于低QoS等级的业务，通过降低业务子流1的参数T并调整参数S以降低业务子流1的发送速率，最终实现业务子流2与业务流1的同步；
对传输时间T的调整量可以利用公式ΔT＝α|t1-t2|+βΔS得到；其中，α、β为校正参数，可以根据具体的网络环境进行配置，并在网络建立连接的过程中进行校正，ΔS为S的变化量，是对T调整的进一步补充；
此外，实现同步的调整参数的动态调整过程可能不会在一个周期内完成，可能通过一个周期的粗调节并搭配一个或两个周期的细调节最终完成业务流的同步；
本步骤中，在较低QoS等级的业务的发送过程中降低其传输时间T，是为了在信道竞争中将更多的信道资源留给同时传输的高QoS等级的业务，以实现无线资源的合理高效利用。
步骤505，同步管理单元将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步；
具体的，同步管理单元的的对外接口模块通过调度指令将调整后的参数[S11、T11、S22、T22]至各业务流信道，各业务流信道上的业务子流将按照新的参数[S11、T11、S22、T22]进行传输，以实现不同业务流之间的同步。
例如，对参数S1、T1与S2、T2进行动态调整后得到的[S11、T11、S22、T22]如表1所示：
表1
根据表1可以知道，经过对参数S、T的动态调整，使得传输速度尽可能同步，从而业务子流接收终端尽可能同时接收到业务子流，在聚合时尽可能的降低时延，同步快速的将业务呈现给用户。同时通过对参数S、T的动态调整，保证不同等级的业务流的等待、未处理的分组业务都是规则的，能偶防止突发事件如竞争丢包、突发时延的发生(因为S、T是通过实际业务子流的传输情况以及网络情况而计算出的)，从而提高系统的吞吐量，这类QoS对视频业务等非常重要的。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种异构网络中业务流的同步传输系统，其特征在于，该系统包括：接入点和接入网控制器，所述接入网控制器包括同步管理单元；其中，
接入点，用于采集无线网络信道上的参数，并上报给同步管理单元；
同步管理单元，用于利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述同步管理单元进一步包括：数据接收模块、算法模块、对外接口模块；其中，
数据接收模块，用于接收接入点上报的无线网络信道上的参数，并将无线网络信道上的参数发送给算法模块；
算法模块，用于利用算法动态调整参数，并将调整后的参数发送给同步管理单元的对外接口模块；
对外接口模块，用于通过调度指令将所述调整后的参数传输给各业务流信道。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接入网控制器还包括：
无线资源数据库，用于存储所有接入本接入网控制器的接入点上报的无线网络信道上的参数。
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，
所述参数包括业务子流的服务间隔S和业务子流的传输时间T；
所述算法模块对参数S、T进行动态调整的内容包括：功率控制、和/或切换控制、和/或准入控制、和/或分组调度、和/或负载控制、和/或拥塞控制。
5.一种异构网络中业务流的同步传输方法，其特征在于，该方法包括：
接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元；
所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数，并将调整后的参数传输给各业务流信道，实现不同业务流之间的同步。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接入点采集无线网络信道上的参数，并上报给接入网控制器的同步管理单元为：
接入点采用周期性轮询的方式采集无线网络信道上的参数，并将所采集的无线网络信道上的参数上报给接入网控制器中的同步管理单元中的数据接收模块；其中，所述参数包括业务子流的服务间隔S和业务子流的传输时间T。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数为：
所述同步管理单元的数据接收模块将无线网络信道上的参数S、T发送给同步管理单元的算法模块，算法模块利用算法动态调整参数S、T；其中，算法模块对参数S、T进行动态调整的内容包括：功率控制、和/或切换控制、和/或准入控制、和/或分组调度、和/或负载控制、和/或拥塞控制；算法模块将调整后的参数发送给同步管理单元的对外接口模块。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：接入网控制器的无线资源数据库存储所有接入本接入网控制器的接入点上报的无线网络信道上的参数S、T。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述同步管理单元利用算法动态调整收到的无线网络信道上的参数为：
同步管理单元根据收到的两次ACK应答信息判断业务子流的同步情况；
需要进行同步控制时，同步管理单元获取发送业务的QoS信息，并根据QoS信息确定采用的同步控制策略；
同步管理单元根据确定的同步控制策略进行参数的动态调整。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据QoS信息确定采用的同步控制策略为：
对于对延时敏感的高QoS等级的业务，进行严格同步控制；对于对延时有容忍能力的中QoS等级的业务，进行灵活的同步控制；对于对延时要求低的低QoS等级的业务，进行基本的同步控制。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述同步管理单元根据确定的同步控制策略进行参数的动态调整为：
第二业务子流滞后于第一业务子流时，对于高QoS等级的业务，提高第二业务子流的参数T并调整参数S；对于中QoS等级的业务，提高第二业务子流的参数T，降低第一业务子流的发送速率；对于低QoS等级的业务，降低第一业务子流的参数T并调整参数S。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将调整后的参数传输给各业务流信道为：同步管理单元的对外接口模块通过调度指令将所述调整后的参数传输给各业务流信道。
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