CN104322088B - 基于网络和用户行为的时移的移动数据传输 - Google Patents

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Abstract

说明性实施例中提供了一种用于移动数据传输的方法、系统和计算机程序产品。从移动装置接收对数据的请求。确定响应于所述请求的在移动数据通信网络上的数据传输是否能够被延迟，形成时移确定。响应于所述时移确定是肯定的，为响应于所述请求的数据传输确定延迟的调度，使得所述数据传输在最终期限之前被完成。根据所述延迟的调度在移动数据通信网络上传输所述数据。

Description

基于网络和用户行为的时移的移动数据传输
技术领域
本发明一般地涉及用于移动通信的方法、系统和计算机程序产品。更具体地，本发明涉及用于基于网络和用户行为的时移的移动数据传输的方法、系统和计算机程序产品。
背景技术
移动数据通信本质上是在数据通信的至少一端利用移动装置的数据通信。向移动装置传送或者从移动装置传送的数据可以是语音数据、视频数据、应用数据、会话管理数据、或者很多其它类型的数据。
一些移动数据通信是交互式的或者时间敏感的数据通信，换句话说，是同步数据通信。例如，语音数据是时间敏感的，因为所述数据需要在没有可察觉延迟的情况下向移动装置传输或者从移动装置传输，否则所述语音通信变得不可接受。作为另一个例子，银行交易可能是同步的，因为交易需要在规定的时间内完成，并且其它交易直到前面的交易已经完成才能进行。
一些其它移动数据通信是后台通信，或者性质上不是时间敏感的，换句话说，是异步数据通信。例如，文件备份操作可以在后台发生，可以被中断并且过一段时间被重启，而不影响向移动装置或者从移动装置创建备份的最终结果。
发明内容
说明性实施例提供了一种用于移动数据传输的方法、系统和计算机程序产品。一个实施例从移动装置接收对数据的请求。所述实施例利用处理器和存储器确定响应于所述请求的在移动数据通信网络上的数据传输是否可以被延迟，形成时移确定。所述实施例还响应于所述时移确定是肯定的，为响应于所述请求的数据传输确定延迟的调度，使得所述数据传输在一最终期限之前被完成。所述实施例根据所述延迟的调度在移动数据通信网络上传输所述数据。
在另一个实施例中，确定所述延迟的调度还包括确定在一个时段上的移动数据通信网络中的网络负载的概率密度函数(PDF)，其中利用从一组移动数据通信网络基础设施部件收集的历史网络负载数据来确定网络负载的PDF。所述实施例还包括确定在所述时段期间所述移动装置的移动的模式(移动性模式)。所述实施例还包括利用所述网络负载PDF和所述移动性模式计算负载阈值，使得只在网络负载低于所述负载阈值时传输所述数据满足所述最终期限。所述实施例还包括计算与所述负载阈值对应的传输速率，其中所述延迟的调度基于所述传输速率。
另一个实施例还包括以设置的间隔或者在事件在移动数据通信网络中发生时重新计算所述负载阈值。
在另一个实施例中，确定所述延迟的调度还包括从多个移动装置接收对应的多个请求，其中所述多个请求中的每个请求具有对应的最终期限，并且其中所述请求是所述多个请求中的一个并且所述最终期限是所述多个最终期限中的一个。所述实施例还包括以最短最终期限至最长最终期限的顺序排列所述多个请求。所述实施例还包括确定在一个时段期间所述移动装置的移动的模式(移动性模式)。所述实施例还包括确定在所述时段上所述移动数据通信网络中的信道质量的PDF，其中利用根据所述时段期间的移动性模式收集的历史信道质量数据来确定信道质量的PDF。所述实施例还包括利用所述信道质量PDF和所述移动性模式计算信号阈值，使得只在到所述移动装置的信号质量超过所述信号阈值时传输所述数据满足所述最终期限。所述实施例还包括识别到所述移动装置的信号质量超过所述信号阈值的时隙，其中所述延迟的调度基于识别的时隙，并且其中利用所述时隙传输所述数据。所述实施例还包括进行调度以在第二时隙响应于所述多个请求中的第二请求传输第二数据。
另一个实施例还包括在(i)设置的间隔、和(ii)事件在移动数据通信网络中发生中的一种情况下重新计算所述信号阈值。
在另一个实施例中，确定所述延迟的调度还包括确定在一个时段期间所述移动装置的移动的模式(移动性模式)。所述实施例还包括确定在所述时段上所述移动数据通信网络中的信道质量的PDF，其中利用根据所述时段期间的移动性模式收集的历史信道质量数据来确定信道质量的PDF。所述实施例还包括利用所述信道质量PDF和所述移动性模式计算权重参数。所述实施例还包括在数据传输时隙计算到所述移动装置的信号质量和所述权重参数的乘积，其中所述延迟的调度响应于在多个乘积之中具有最高值的乘积使用所述数据传输时隙，所述多个乘积与所述数据传输时隙期间的多个请求对应。
另一个实施例还包括以设置的间隔或者在事件在移动数据通信网络中发生时重新计算所述权重参数。
另一个实施例还包括确定所述网络负载是否超过负载阈值，其中响应于时移确定是否定的或者所述网络负载没有超过所述负载阈值，不延迟响应于所述请求的数据传输。
另一个实施例还包括向所述移动装置发送一组最终期限和对应的一组激励。所述实施例还包括接收该组最终期限中的最终期限的选择，其中所述最终期限在所述数据传输期间向所述移动装置递送该组激励中的对应的激励。
在另一个实施例中，所述对应的激励是在消费所述数据传输的数据时的提升的用户体验。
在另一个实施例中，所述对应的激励是在所述数据传输期间的提升的服务质量(QoS)。
附图说明
新的特征相信本发明的特性在所附权利要求中阐述。但是，通过在结合附图阅读时参考下面的说明性实施例的详细描述，将最佳地理解本发明本身、以及优选实施方式、其进一步的目的和优点，其中：
图1描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的网络的图形表示；
图2描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的框图；
图3描绘了可在说明性实施例中使用的示例性网络负载概率密度函数曲线图；
图4描绘了根据说明性实施例的时移数据传输的一些示例性情况；
图5描绘了根据说明性实施例的用于基于网络和用户行为的时移的移动数据传输的示例性配置的框图；
图6描绘了根据说明性实施例的基于网络和用户行为的时移的移动数据传输的处理的框图；
图7描绘了根据说明性实施例的基于负载阈值的数据传输时移的示例性处理的流程图；
图8描绘了根据说明性实施例的基于信号质量阈值的数据传输时移的示例性处理的流程图；以及
图9描绘了根据说明性实施例的基于权重参数的数据传输时移的示例性处理的流程图。
具体实施方式
由于移动装置(诸如智能电话、平板计算机和嵌入式移动计算平台)的迅速采用，移动数据业务(traffic)的爆炸性增长正在发生。移动数据业务包括时间敏感的并且需要近实时的服务质量(QoS)的用于诸如音频、视频和游戏应用的应用的移动数据通信。
说明性实施例认识到，移动业务在整体网络负载中呈现显著的每日模式。例如，移动数据业务量在峰值和非峰值时间之间大幅变化。说明性实施例认识到，在峰值负载时间，移动应用的性能一致降低，即，当移动网络正经历高于阈值负载时，所有类型的移动数据通信经受带宽的不足。例如，移动服务消费者都非常熟悉由移动运营商指定的峰值时段期间的视频滞后、断断续续的语音通信、掉话、缓慢的网页加载、以及交易超时。
网络升级、容量增长或者购买另外的频谱是对移动数据通信的爆发性需求的成本高昂的解决方案。为峰值使用而预备是昂贵的并且导致非峰值时段期间的差的利用率。移动通信网络运营商面临最大地利用可用的网络基础设施和无线频谱以令人满意的方式满足需求的压力。说明性实施例认识到，减少峰值负载是在不执行昂贵的网络升级的情况下提升移动数据通信体验的关键。
用于描述本发明的说明性实施例一般地致力于解决关于提供移动数据通信的上述问题以及其它问题。说明性实施例提供了用于基于网络和用户行为的时移的移动数据传输的方法、系统和计算机程序产品。
移动模式是在一个时段上的移动装置的位置的记录。一个实施例利用与移动数据请求者关联的移动装置的移动模式来使用该请求者的将来位置——轨迹。请求者可以是在移动装置上执行的应用或者移动装置的用户。
信道质量是在一个时段上存在于基站和移动装置之间的移动数据通信信道的质量的指标的记录。信号强度是信道质量的一个示例性指标。噪声信号比是这样的指标的另一个例子。本领域普通技术人员将可以从本公开想到很多其它指标，并且这些指标被认为位于说明性实施例的范围内。
说明性实施例认识到，移动数据消费者呈现在信道质量变化中具有对应的模式的可预测的移动模式。说明性实施例认识到，一些请求者对数据传输延迟有固有的容忍，或者可以通过提供激励使得他们这样做。例如，可以用请求的数据的时移的传输的更好的QoS来激励请求可预测业务(像新闻视频、播客、同步服务、软件升级和大文件传送)的请求者。
实施例选择用于时移的向移动装置的特定移动数据传输。时移是延迟或者偏移用于一部分选择的向移动装置的数据传输的传输时间的处理。例如，延迟敏感的移动数据业务(诸如视频点播)比类似大小的等同文件传送消耗更多的资源。实施例试图将消耗资源多的业务时移以帮助减轻峰值负载。
实施例提供了提升的性能作为对接受请求的数据的时移递送的激励。例如，应用可以在峰值负载时间期间请求视频点播。如果数据通信此时继续提供视频点播服务，则视频体验可能经受缓冲延迟和中断。另一方面，如果视频点播服务被推迟或者被时移到另一时间(诸如非峰值时间，或者当用户已经行进到小于峰值负载的区域时)，则用户以延迟视频体验为代价而具有更好的视频体验的激励。
一般地，实施例将时间弹性移动数据需求与变化的网络资源可用性匹配。换句话说，实施例识别延迟容忍数据传输请求或者请求者，对于所述请求协商传输最终期限，例如以某激励作为交换，并且将数据传输时移到当网络资源的可用性高于阈值水平的以后的时间。如果数据传输是时间敏感的，则实施例可以协商短于阈值的最终期限从而将传输时移。如果数据传输不是时间敏感的，则实施例可以协商长于阈值的最终期限从而将传输时移。从而，实施例通过将数据传输时移并且在协商的最终期限之前递送请求的数据从而实现了网络负载减少。
说明性实施例认识到，在数据需求期间和反复地询问用户或者移动应用是不实际的。说明性实施例利用用于请求者的移动数据通信信道的历史状况(信道状况)、历史网络负载行为、以及历史请求者的使用行为的统计分析来设计满足数据递送最终期限的调度策略。
当实施例以性能激励作为交换协商最终期限时，所述协商对于移动装置的用户可以是透明的。例如，用户可以预配置应用以协商用于特定类型的数据传输的时移的最终期限。
仅作为例子针对特定装置描述说明性实施例。这样的描述不是要成为对本发明的限制。例如，可以不受限制地针对汽车中的嵌入式移动计算平台实现针对智能电话移动装置描述的说明性实施例。
仅作为例子针对特定数据描述说明性实施例。这样的描述不是要成为对本发明的限制。例如，在说明性实施例的范围内，可以针对请求地图数据库更新的汽车中的嵌入式移动计算平台实现针对使用视频点播的智能电话移动装置描述的说明性实施例。
此外，可以针对任何类型的数据、数据源或者在数据网络上对数据源的访问实现说明性实施例。在本发明的范围内，任何类型的数据存储装置可以在数据处理系统本地或者在数据网络上向本发明的实施例提供数据。
仅作为例子利用具体代码、设计、架构、布局、示意图和工具描述说明性实施例，并且这些描述不是对说明性实施例的限制。此外，为了描述的清楚，仅作为例子利用特定软件、工具和数据处理环境在一些实例中描述说明性实施例。可以结合其他相当的或者类似目的的结构、系统、应用或者架构来使用说明性实施例。可以以硬件、软件或者其组合实现说明性实施例。
本公开中的例子仅用于描述的清楚，并且不是对说明性实施例的限制。从本公开将可以想到另外的数据、操作、动作、任务、活动和操纵，并且它们被认为在说明性实施例的范围内。
此处列出的任何优点只是例子，并且不是要成为对说明性实施例的限制。具体说明性实施例可以实现另外的或者不同的优点。此外，特定说明性实施例可以具有一些、所有或者不具有上面列出的优点。
参考附图，并且尤其是参考图1和2，这些附图是可以实现说明性实施例的数据处理环境的示例性示图。图1和2只是例子，并且不是要声称或者暗示对可以实现不同实施例的环境的任何限制。基于下面的描述，特定实现可以对描绘的环境作出很多修改。
图1描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的网络的图形表示。数据处理环境100是可以实现说明性实施例的数据处理系统的网络。数据处理环境100包括网络102。网络102是用于在数据处理环境100内连接在一起的各种装置和计算机之间提供通信链路的介质。网络102可以包括诸如有线、无线通信链路或者光缆的连接。服务器104和服务器106与存储单元108一起耦接到网络102。软件应用可以在数据处理环境100中的任何数据处理系统或者装置上执行。
客户端110、112和114同样耦接到网络102。数据处理系统(诸如服务器104或106、或者客户端110、112或114)可以包含数据并且可以具有在其上执行的软件应用或软件工具。
此外，移动装置120可以是能够利用移动通信基础设施(诸如但不限于基站122)执行移动数据通信的任何合适的移动数据处理系统。基站122、无线接入点、微小区装置、微微小区装置、或者毫微微小区装置、或者无线天线是能够通过网络102与后端系统(诸如服务器104)或者与另一网络通信的移动通信基础设施的一些例子。服务器104中的应用105实现实施例的全部或者一部分。在多个模块或部件中实现实施例的情况下，这样的模块或部件可以以其它应用的形式被分布到其它数据处理系统(诸如服务器106或者客户端112(未示出分布式部件))。不受限制地并且根据特定实现可以在移动装置120、基站122、服务器104或者其组合中实现实施例的某些特征。存储器108包括用于根据实施例来使用的策略数据123、信道质量数据(信道质量指标，“CQI”)124、移动性历史125和网络负载历史126。策略数据123、信道质量数据(信道质量指标，“CQI”)124、移动性历史125和网络负载历史126均可以以任何合适的形式(诸如以数据库、文件或者任何其它合适的数据结构的形式)存储在存储器108中。
在描绘的例子中，服务器104可以向客户端110、112和114提供诸如引导文件(bootfile)、操作系统映像和应用的数据。在此例中，客户端110、112和114可以是服务器104的客户端。客户端110、112和114或者其某组合可以包括它们自己的数据、引导文件、操作系统映像和应用。数据处理环境100可以包括未示出的另外的服务器、客户端以及其它装置。
服务器104和106、存储单元108以及客户端110、112和114可以利用有线连接、无线通信协议或者其它合适的数据连接以耦接到网络102。例如，集群通常具有多种网络类型，诸如IP网络、通过由存储协议实现的分组交换的机器的直接连接(光纤通道、SCSI)、串行链路、以及通过向共享的存储器(诸如硬盘驱动器)写入分组或者读取分组的消息交换。由于性能的原因，在发送客户端业务时，IP网络被给予优先权。此外，给定的网络类型可以不连接到集群中的所有节点。例如，集群可以跨越位于两个地理上较远的地点的机器。对于长距离连接，以太网可以是优选的连接，而在一个地理位置内，直接连接可以是优选的。此外，在说明性实施例的范围内，在一个地理位置内，可以使用另外的非IP网络(诸如光纤通道或者串行连接)。
客户端110、112和114可以是例如个人计算机、网络计算机、瘦客户端或者工业控制系统。在描绘的例子中，服务器104可以向客户端110、112和114提供诸如引导文件、操作系统映像和应用的数据。在此例中，客户端110、112和114可以是服务器104的客户端。客户端110、112、114或者其某组合可以包括它们自己的数据、引导文件、操作系统映像和应用。数据处理环境100可以包括未示出的另外的服务器、客户端以及其它装置。
在描绘的例子中，数据处理环境100可以是互联网。网络102可以代表利用传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)以及其它协议来彼此通信的网络和网关的集合，并且包含包括但不限于IP和SAN部件的部件。在互联网的中心是主节点或主计算机之间的数据通信链路的主干网(包括路由数据和消息的成千上万的商业、政府、教育以及其它计算机系统)。当然，数据处理环境100还可以被实现为多个不同类型的网络，诸如例如内联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)或者移动自组织网络(MANET)。图1被作为例子，而不被作为对不同说明性实施例的架构限制。
除了其它用途，数据处理环境100可以用于实现其中可以实现说明性实施例的客户端-服务器环境。客户端-服务器环境使得软件应用和数据能够在网络上分布，从而使得应用通过利用客户端数据处理系统和服务器数据处理系统之间的交互而工作。数据处理环境100还可以使用面向服务的架构，其中在网络上分布的可互操作的软件部件可以被封装在一起，作为相干业务应用。
参考图2，该图描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的框图。数据处理系统200是用于说明性实施例的实现说明性实施例的处理的计算机可用程序代码或指令可以位于其中的计算机(诸如图1中的服务器104、服务器106或客户端112、或者其它类型的装置)的例子。数据处理系统200还代表用于说明性实施例的实现说明性实施例的处理的计算机可用程序代码或指令可以位于其中的计算装置(诸如图1中的移动装置120)。数据处理系统200还代表用于说明性实施例的实现说明性实施例的处理的计算机可用程序代码或指令可以位于其中的嵌入式移动计算装置(诸如嵌入车辆中的数据处理系统(未示出))。仅作为例子将数据处理系统200描述为计算机，而数据处理系统200不限于此。在不偏离此处描述的数据处理系统200的功能和操作的一般描述的情况下，图1中的移动装置120的形式的实现可以修改数据处理系统200并且甚至从中去除某些描绘的部件。
在描绘的例子中，数据处理系统200利用集线器架构，所述集线器架构包括北桥和内存控制器集线器(NB/MCH)202以及南桥和输入/输出(I/O)控制器集线器(SB/ICH)204。处理单元206、主存储器208和图形处理器210耦接到北桥和内存控制器集线器(NB/MCH)202。处理单元206可以包括一个或多个处理器，并且可以利用一个或多个异构处理器系统来实现处理单元206。在某些实现中，图形处理器210可以通过加速图形端口(AGP)耦接到NB/MCH202。
在描绘的例子中，局域网(LAN)适配器212耦接到南桥和I/O控制器集线器(SB/ICH)204。音频适配器216、键盘和鼠标适配器220、调制解调器222、只读存储器(ROM)224、通用串行总线(USB)和其它端口232、以及PCI/PCIe装置234通过总线238耦接到南桥和I/O控制器集线器204。硬盘驱动器(HDD)226和CD-ROM230通过总线240耦接到南桥和I/O控制器集线器204。PCI/PCIe装置234可以包括例如用于笔记本计算机的PC卡、插入卡和以太网适配器。PCI使用卡总线控制器，而PCIe不使用卡总线控制器。ROM224可以是例如闪存二进制输入/输出系统(BIOS)。硬盘驱动器226和CD-ROM230可以使用例如电子集成驱动器(IDE)或者串行高级技术附件(SATA)接口。超级I/O(SIO)装置236可以通过总线238耦接到南桥和I/O控制器集线器(SB/ICH)204。
操作系统在处理单元206上运行。操作系统协调和提供图2中的数据处理系统200内的各种部件的控制。操作系统可以是可买到的操作系统，诸如(Microsoft和Windows是Microsoft公司在美国、其它国家或者两者的商标)或者(Linux是Linus Torvalds在美国、其它国家或者两者的商标)。面向对象的编程系统(诸如JavaTM编程系统)可以与操作系统结合运行，并且提供从在数据处理系统200上执行的JavaTM程序或应用对操作系统的调用(Java和所有基于Java的商标和标志是Oracle公司和/或其关联企业的商标或注册商标)。
操作系统的程序指令、面向对象的编程系统、说明性实施例的处理、以及应用或程序(包括应用105)位于一个或多个存储装置(诸如硬盘驱动器226或者CD-ROM230)上，并且可以被加载到一个或多个存储器(诸如主存储器208、只读存储器224、或者一个或多个外围装置)中的至少一个中用于由处理单元206执行。程序指令还可以被永久地存储在非易失性存储器中，并且被从这里加载或者被在适当的位置执行。例如，根据实施例的合成的程序可以被存储在非易失性存储器中，并且被从这里加载到DRAM中。
图1-2中的硬件可以根据实现而变化。除图1-2中描绘的硬件之外，或者代替图1-2中描绘的硬件，可以使用其它内部硬件或外围装置，诸如闪存存储器、等同的非易失性存储器或者光盘驱动器等。此外，说明性实施例的处理可以被应用于多处理器数据处理系统。
在某些说明性例子中，数据处理系统200可以是个人数字助理(PDA)，所述PDA一般配置有闪存存储器以提供用于存储操作系统文件和/或用户产生的数据的非易失性存储器。总线系统可以包括一个或多个总线，诸如系统总线、I/O总线和PCI总线。当然，可以使用提供附接到通信构造或架构的不同部件或装置之间的数据的传送的任何类型的通信构造或架构来实现总线系统。
通信单元可以包括用于传输和接收数据的一个或多个装置，诸如调制解调器或者网络适配器。内存可以是例如主存储器208或者高速缓存，诸如北桥和内存控制器集线器202中的高速缓存。处理单元可以包括一个或多个处理器或者CPU。
图1-2中描绘的例子和上述例子不是要暗示架构限制。例如，除采取PDA的形式之外，数据处理系统200还可以是平板计算机、膝上型计算机或者电话装置。
参考图3，该图描绘了可在说明性实施例中使用的示例性网络负载概率密度函数曲线图。可以用来自图1中的存储器108中的网络负载历史数据126的历史数据来构建概率密度函数(PDF)曲线图300。曲线图300在X轴上描绘了给定时段上的负载，并且在Y轴上描绘了在给定时段上出现的负载的值的概率。
参考图4，该图描绘了根据说明性实施例的时移数据传输的一些示例性情况。移动装置402和404可以是不同时间的图1中的移动装置120的例子。利用图1中的网络负载历史数据126来构建曲线图412和414用于展现在不同时段上的网络负载。为了清楚并且不作为对实施例的限制，仅作为例子在三十分钟和一个小时处示出时段标记。
假设移动装置402需要传送大小F的数据，并且已经同意一个小时的最终期限。假设，如曲线图412所示在时间T1处，对于协商的一个小时最终期限的一部分，预计网络负载低于阈值422，并且然后对于所述时段的剩余部分，网络负载超过阈值422。因此，实施例确定数据传输可以在如与曲线图412相同的曲线图412A所描绘的时隙(time slot)432期间完成。
类似地，假设移动装置404需要传送大小F的数据，并且同样已经同意一个小时的最终期限。假设，如曲线图414所示在时间T2处，对于协商的一个小时最终期限的一部分，预计网络负载超过阈值424，并且然后对于所述时段的剩余部分，网络负载减少到低于阈值424。因此，实施例确定数据传输可以在如与曲线图414相同的曲线图414A所描绘的时隙434期间完成。
参考图5，该图描绘了根据说明性实施例的用于基于网络和用户行为的时移的移动数据传输的示例性配置的框图。策略模块502、控制模块504和控制器506可以被实现为图1中的应用105。在一个实施例中，图1中的应用105实现策略模块502、控制模块504和控制器506中的一个，而剩余模块均被实现为以图1中的服务器104上的应用105的方式在数据处理系统上分布和执行的分离的应用。
策略模块502接受来自任何数量的移动装置的数据请求。例如，策略模块502接受来自作为n个请求者之中的第i个请求者的移动装置508的请求500。移动装置508类似于图4中的移动装置402或404。
策略数据库510与图1中的策略数据123对应。信道质量历史数据库514与图1中的CQI数据124对应，并且包括从移动网络上的移动装置收集的信道质量信息。移动性历史数据库516与图1中的移动性历史数据125对应，并且包括从移动网络上的移动装置收集的位置信息(诸如场所和小区跃迁的速率)。网络负载历史数据库518与图1中的网络负载历史数据126对应，并且包括从网络基础设施部件(诸如基站)收集的负载数据。策略数据库510、信道质量历史数据库514、移动性历史数据库516和网络负载历史数据库518是图1中的它们的对应物的示例性表示，而不暗示任何特定数据库结构或形式的限制。
策略数据库510向策略模块502提供一个或多个策略或规则，以用于计算时移的最终期限和对应的激励。移动性历史数据库516提供请求者移动装置508的轨迹。信道质量历史数据库514提供沿着请求者移动装置508的轨迹的历史信道质量信息。网络负载历史数据库518提供在类似于请求500的时间的先前时间期间沿着请求者移动装置508的轨迹的历史网络负载信息。
利用来自策略数据库510、信道质量历史数据库514、移动性历史数据库516和网络负载历史数据库518的输入，策略数据库模块502计算一组或多组最终期限和对应的激励以提供给移动装置502。
利用最终期限和激励，策略模块502协商512用于传输请求的数据的最终期限。移动装置508是第i个请求者，策略模块502将用于请求的数据大小为Fi的协商的最终期限Di发送给控制模块504。如果未能协商出最终期限，则策略模块502指示移动网络基础设施中的调度器530根据请求调度请求的数据的数据传输，即，按需服务。
控制模块504包括用于利用历史信息对PDF建模的部件。例如，移动性建模器522对移动性历史数据库516提供的数据使用轨迹学习算法建立用于一天中的给定时间的单个请求者或单类请求者的小区之间的移动性的模式。
利用信道质量历史数据库514和移动性历史数据库516，CQI建模器520建立在给定时间窗中在特定场所看见的无线信道质量的统计模型——PDF。与移动性建模器522结合操作，CQI建模器520建立沿着特定轨迹(诸如移动装置508的轨迹)的无线信道质量的统计模型。
负载建模器524利用负载历史数据库518和移动性数据库516建立在一天中的给定时间在给定基站上的负载的统计模型——PDF。与移动性建模器522结合操作，负载建模器524建立沿着给定轨迹(诸如移动装置508的轨迹)的负载的统计模型。
利用由此可用的移动性模式和PDF中的一个或多个，控制模块504产生一个或多个阈值或参数(统称为策略参数)。例如，在一个实施例中，控制模块504产生用于第i个请求者移动装置508的信号阈值Si。在另一个实施例中，控制模块504产生用于第i个请求者移动装置508的负载阈值Li。在另一个实施例中，控制模块504产生用于第i个请求者移动装置508的权重参数Wi。针对图7、8和9更详细地描述信号阈值Si、负载阈值Li和权重参数Wi的使用。
利用来自控制模块504的一个或多个策略参数以及在将传输请求的数据的基站(诸如图1中的基站122)处的当前负载情况，控制器506为请求500产生用于第i个请求者移动装置508的速率参数Ri。速率参数Ri可由移动网络基础设施中的调度器530用于调度从将传输请求的数据的基站传输请求的数据的速率。
参考图6，该图描绘了根据说明性实施例的基于网络和用户行为的时移的移动数据传输的处理的框图。可以用图5中的策略模块502、控制模块504、控制器506、和调度器530的组合来实现处理600。
处理600以接收数据传送请求(诸如图5中的请求500)开始(步骤602)。处理600确定请求时的当前网络负载高于负载的阈值水平(步骤604)。如果网络负载没有超过阈值(步骤604的“否”路径)，则处理600按需来服务所述请求(步骤606)。关于步骤602的请求，处理600在此后结束。当网络负载允许希望的用户体验和QoS并且不需要最终期限协商时，按需处理请求。
如果网络负载超过阈值(步骤604的“是”路径)，则处理600确定作出请求的移动装置或者步骤602的请求是否能够被时移(步骤608)。如果请求或者请求者不能被时移(步骤608中的“否”路径)，则在步骤606处，处理600按需服务所述请求，并且关于步骤602的请求在此后结束。
如果请求或者请求者能够被时移(步骤608中的“是”路径)，则处理600向请求者公布一组或多组时移的最终期限和对应的激励(步骤610)。处理600接收最终期限选择(步骤612)。在一个实施例中，在移动装置中执行的应用可以以对用户透明的方式选择最终期限。例如，应用可以根据按照天、时间、数据类型、用户的位置或者任何其它因素预配置的延迟容忍度参数选择最终期限。在另一个实施例中，可以提示用户选择多个最终期限中的一个。
处理600确定用于请求的数据的传送的调度(即，传输速率)(步骤614)。处理600相应地调度数据传送(步骤616)。对于步骤602的请求，处理600在此后结束。在一个实施例中，例如由于网络负载变化、用户移动性或者信道质量变化，如果请求的数据中的一部分仍然需要被传输给请求者移动装置，则处理600可以为同一请求再执行。
参考图7，该图描绘了根据说明性实施例的基于负载阈值的数据传输时移的示例性处理的流程图。可以在图5的控制模块504中实现处理700以产生负载阈值Li策略参数。
处理700为每个请求者i执行，并且以从请求者i接收在最终期限Di之前的对数据大小Fi的数据传送请求开始(步骤702)。对于请求者i，处理700确定在从当前时间直到最终期限Di的时段期间的在小区位置之间的移动性的模式(步骤704)。对于请求者i，处理700确定在一个时段上的网络负载的PDF(步骤706)。
利用负载PDF和移动性模式，处理700计算负载阈值Li，使得如果数据只在网络负载小于Li时被传输给请求者则最终期限Di被满足(步骤708)。
在每个时隙中，处理700检查负载是否小于负载阈值Li，并且如果负载小于负载阈值Li，则确定传输速率Ri(步骤710)。在步骤708处，处理700利用所有未决的数据请求以设置的间隔或者基于特定事件重新计算阈值Li(步骤708A)。处理700根据速率Ri调度数据传输(步骤712)。处理700在此后结束。
参考图8，该图描绘了根据说明性实施例的基于信号质量阈值的数据传输时移的示例性处理的流程图。可以在图5的控制模块504中实现处理800，以产生信号阈值Si策略参数。
处理800为每个请求者i执行，并且以从请求者i接收在最终期限Di之前的对数据大小Fi的数据传送请求开始(步骤802)。处理800以最早到最晚的最终期限的顺序排列来自所有活动请求者的数据传输请求(步骤804)。
假设请求者索引i被初始化为值1(步骤806)。处理800计算被请求者1至i-1占用的时隙的预期的比例(fraction)(步骤814)。对于请求者i，处理800确定在该时段期间的小区位置之间的移动性的模式(步骤808)。对于请求者i，处理800确定在当前时间和最终期限Di之间的时段中的未占用时隙中的信道质量的PDF(步骤810)。
对于请求者i，利用信道质量PDF和移动性模式，处理800计算信号阈值Si(信道质量的量度)，使得如果数据只在信号超过Si时被传输给请求者则最终期限Di被满足(步骤812)。
如果还有请求者是未决的，则增加请求者索引i(步骤818)。如果还有请求者是未决的，则处理800在索引增加的情况下返回到步骤814。在处理800的另一分支中，处理800还重新计算信号阈值，诸如基于一事件或者从上一次计算阈值起经过了设置的时段(步骤820)。例如，处理800可以利用所有未决的数据请求以设置的间隔或者基于特定事件重新计算阈值Li。处理800的分支返回到步骤804。
如果不再有请求者是未决的，则处理800检查负载是否小于负载阈值Li，并且如果负载小于负载阈值Li，则确定传输速率Ri(步骤830)。处理800根据速率Ri调度数据传输(步骤832)。处理800在此后结束。
参考图9，该图描绘了根据说明性实施例的基于权重参数的数据传输时移的示例性处理的流程图。可以在图5的控制模块504中实现处理900，以产生信号阈值Si策略参数。
处理900为每个请求者i执行。处理900从请求者i接收在最终期限Di之前的对数据大小Fi的数据传送请求(步骤902)。对于请求者i，处理900确定在该时段期间的小区位置之间的移动性的模式(步骤904)。对于请求者i，处理900确定在从当前时间直到最终期限Di的时段上的信道质量的PDF(步骤906)。
对于请求者i，利用PDF和移动性模式，处理900计算权重参数Wi(步骤910)。在步骤910处，处理900利用所有未决的数据请求以设置的间隔或者基于特定事件重新计算权重参数Wi(步骤910A)。
对于每个传输时隙，处理900调度以为信号质量和权重参数的乘积在该时隙的时间处最高的这种请求者传输数据(步骤912)。处理900在此后结束。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能的实现的架构、功能和操作。关于这一点，框图或者流程图中的每个方框可以代表代码的一部分、模块或者片段，其包括用于实现规定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些替代的实现中，方框中标注的功能可以不以附图中标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个方框实际上可以基本上并发地执行，或者所述方框有时可以以相反顺序执行。还将注意到，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中的方框的组合可以由执行规定功能或动作的基于专用硬件的系统、或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
从而，计算机实现的方法、系统和计算机程序产品被提供在用于基于网络和用户行为的时移的移动数据传输的说明性实施例中。利用实施例，消耗大量资源的请求和对可预测数据业务(诸如新闻广播)的请求可以被时移以改善移动网络的峰值负载行为。实施例不仅提升了在大于阈值负载时间期间的移动网络的网络性能，所述实施例还提升了数据传输期间的用户体验和QoS，虽然该体验被延迟了。
实施例可以被实现以与移动网络的基础设施的无线网络控制器部件结合操作。实施例接收对数据传输的请求，并且分析所述请求以确定是否以及怎样将它们时移。实施例的时移以几秒钟至几分钟的粗粒度时间标度与基站调度器结合操作。
实施例利用关于信道质量和网络负载的统计信息，以设计在每个请求的规定的最终期限之前服务它的调度。实施例还通过改变进入基站队列的速率来最小化网络足迹(network footprint)，以在低负载和高信道质量的时段中见机传输。实施例通过以设置的间隔或者基于特定事件来自持(bootstrapping)和重新计算策略参数，在向移动装置的传输期间校正基于模型的预测和真实体验之间的任何误差。
如将被本领域技术人员所理解的，本发明的各方面可以被实施为系统、方法或者计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施例的形式、完全软件实施例的形式(包括固件、驻留软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，其都可以被统称为“电路”、“模块”或者“系统”。此外，本发明的各方面可以采取在其上实施有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读存储装置或者计算机可读介质中实施的计算机程序产品的形式。
可以使用一个或多个计算机可读存储装置或者计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储装置可以是，例如但不限于，电、磁、光、电磁、红外或者半导体系统、设备或装置，或者上述的任何合适的组合。计算机可读存储装置的更具体的例子(非穷举列表)将包括以下装置：具有一根或多根导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪存存储器)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或者上述的任何合适的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储装置可以是能够包含或者存储程序的任何有形装置或介质，所述程序用于由指令执行系统、设备或者装置使用或者与其结合使用。
可以使用任何合适的介质(包括但不限于无线、有线线路、光缆、RF等，或者上述的任何合适的组合)传输在计算机可读存储装置或计算机可读介质上实施的程序代码。
可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行本发明的各方面的操作的计算机程序代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言(诸如Java、Smalltalk、C++等)、以及传统的过程编程语言(诸如“C”编程语言或类似的编程语言)。程序代码可以全部地在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立软件包执行、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行、或者全部在远程计算机或服务器上执行。在后一情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或者广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，利用互联网服务提供商通过互联网连接)。
在此参考根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各方面。将理解，框图和/或流程图的每个方框，以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以被提供给一个或多个通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理设备的一个或多个处理器，以产生一种机器，使得通过计算机或者其它可编程数据处理设备的一个或多个处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。
能够指导一个或多个计算机、一个或多个其它可编程数据处理设备或者一个或多个其它装置以特定方式运行的这些计算机程序指令还可以被存储在一个或多个计算机可读存储装置或计算机可读介质中，使得存储在一个或多个计算机可读存储装置或计算机可读介质中的指令产生包括实现在流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/作用的指令的制造品(article of manufacture)。
计算机程序指令还可以被加载到一个或多个计算机、一个或多个其它可编程数据处理设备或者一个或多个其它装置上，以引起在一个或多个计算机、一个或多个其它可编程数据处理设备或者一个或多个其它装置上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的处理，使得在一个或多个计算机、一个或多个其它可编程数据处理设备或者一个或多个其它装置上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的处理。
此处使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，并且不是要成为本发明的限制。如此处使用的，单数形式是要还包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其规定阐明的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其集合的增加或存在。
如具体声称的，下面的权利要求中的所有装置或步骤加功能元素的对应的结构、材料、动作和等同物是要包括用于结合其它要求保护的元素来执行功能的任何结构、材料或动作。为了说明和描述的目的已经提供了本发明的描述，但是本发明的描述不是要穷举的或者限于公开的形式的发明。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，很多修改和改变将对本领域普通技术人员来说是显然的。选择和描述所述实施例以最佳地解释本发明的原理和实际应用，并且使得本领域其他普通技术人员能够针对具有适于所设想的特定用途的各种修改的各种实施例来理解本发明。

Claims (21)

1.一种用于移动数据传输的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括：
从移动装置接收对数据的请求；
利用处理器和存储器确定响应于所述请求的在移动数据通信网络上的数据传输是否能够被延迟，形成时移确定；
响应于所述时移确定是肯定的，为响应于所述请求的数据传输确定延迟的调度，使得所述数据传输在最终期限之前被完成；以及
根据所述延迟的调度在移动数据通信网络上传输所述数据；
其中，确定所述延迟的调度还包括：
确定在一个时段上的移动数据通信网络中的网络负载的概率密度函数(PDF)，其中利用从一组移动数据通信网络基础设施部件收集的历史网络负载数据来确定网络负载的PDF；
确定在所述时段期间所述移动装置的移动性模式；
利用所述网络负载PDF和所述移动性模式计算负载阈值，使得只在网络负载低于所述负载阈值时传输所述数据满足所述最终期限；以及
计算与所述负载阈值对应的传输速率，其中所述延迟的调度基于所述传输速率。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
在(i)设置的间隔、和(ii)在移动数据通信网络中发生事件中的一种情况下重新计算所述负载阈值。
3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定所述延迟的调度还包括：
从多个移动装置接收对应的多个请求，其中所述多个请求中的每个请求具有对应的最终期限，并且其中所述请求是所述多个请求中的一个并且所述最终期限是多个所述最终期限中的一个；
以最短最终期限至最长最终期限的顺序排列所述多个请求；
确定在一个时段期间所述移动装置的移动性模式；
确定在所述时段上所述移动数据通信网络中的信道质量的PDF，其中利用根据所述时段期间的移动性模式收集的历史信道质量数据来确定信道质量的PDF；
利用所述信道质量PDF和所述移动性模式计算信号阈值，使得只在到所述移动装置的信号质量超过所述信号阈值时传输所述数据满足所述最终期限；
识别到所述移动装置的信号质量超过所述信号阈值的时隙，其中所述延迟的调度基于识别的时隙，并且其中利用所述时隙传输所述数据；
调度以在第二时隙中响应于所述多个请求中的第二请求传输第二数据。
4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，还包括：
在(i)设置的间隔、和(ii)在移动数据通信网络中发生事件中的一种情况下重新计算所述信号阈值。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定所述延迟的调度还包括：
确定在一个时段期间所述移动装置的移动性模式；
确定在所述时段上所述移动数据通信网络中的信道质量的PDF，其中利用根据所述时段期间的移动性模式收集的历史信道质量数据来确定信道质量的PDF；
利用所述信道质量PDF和所述移动性模式计算权重参数；
在数据传输时隙计算到所述移动装置的信号质量和所述权重参数的乘积，其中所述延迟的调度响应于在多个乘积之中具有最高值的乘积使用所述数据传输时隙，所述多个乘积与所述数据传输时隙期间的多个请求对应。
6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，还包括：
在(i)设置的间隔、和(ii)在移动数据通信网络中发生事件中的一种情况下重新计算所述权重参数。
7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
确定所述网络负载是否超过负载阈值，其中响应于(i)时移确定是否定的、和(ii)所述网络负载没有超过所述负载阈值中的一种情况，不延迟响应于所述请求的数据传输。
8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
向所述移动装置发送一组最终期限和对应的一组激励；以及
接收该组最终期限中的最终期限的选择，其中所述最终期限在所述数据传输期间向所述移动装置递送该组激励中的对应的激励。
9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中所述对应的激励是在消费所述数据传输的数据时的提升的用户体验。
10.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中所述对应的激励是在所述数据传输期间的提升的服务质量(QoS)。
11.一种用于移动数据传输的计算机系统，所述计算机系统包括：
配置用于从移动装置接收对数据的请求的模块；
配置用于利用处理器和存储器确定响应于所述请求的在移动数据通信网络上的数据传输是否能够被延迟，形成时移确定的模块；
配置用于响应于所述时移确定是肯定的，为响应于所述请求的数据传输确定延迟的调度，使得所述数据传输在最终期限之前被完成的模块；以及
配置用于根据所述延迟的调度在移动数据通信网络上传输所述数据的模块；
其中，确定所述延迟的调度的模块还包括：
配置用于确定在一个时段上的移动数据通信网络中的网络负载的概率密度函数(PDF)的模块，其中利用从一组移动数据通信网络基础设施部件收集的历史网络负载数据来确定网络负载的PDF；
配置用于确定在所述时段期间所述移动装置的移动性模式的模块；
配置用于利用所述网络负载PDF和所述移动性模式计算负载阈值，使得只在网络负载低于所述负载阈值时传输所述数据满足所述最终期限的模块；以及
配置用于计算与所述负载阈值对应的传输速率的模块，其中所述延迟的调度基于所述传输速率。
12.根据权利要求11所述的计算机系统，还包括：
配置用于在(i)设置的间隔、和(ii)在移动数据通信网络中发生事件中的一种情况下重新计算所述负载阈值的模块。
13.根据权利要求11所述的计算机系统，其中确定所述延迟的调度的模块还包括：
配置用于从多个移动装置接收对应的多个请求的模块，其中所述多个请求中的每个请求具有对应的最终期限，并且其中所述请求是所述多个请求中的一个并且所述最终期限是多个所述最终期限中的一个；
配置用于以最短最终期限至最长最终期限的顺序排列所述多个请求的模块；
配置用于确定在一个时段期间所述移动装置的移动性模式的模块；
配置用于确定在所述时段上所述移动数据通信网络中的信道质量的PDF的模块，其中利用根据所述时段期间的移动性模式收集的历史信道质量数据来确定信道质量的PDF；
配置用于利用所述信道质量PDF和所述移动性模式计算信号阈值，使得只在到所述移动装置的信号质量超过所述信号阈值时传输所述数据满足所述最终期限的模块；
配置用于识别到所述移动装置的信号质量超过所述信号阈值的时隙的模块，其中所述延迟的调度基于识别的时隙，并且其中利用所述时隙传输所述数据；
配置用于调度以在第二时隙中响应于所述多个请求中的第二请求传输第二数据的模块。
14.根据权利要求13所述的计算机系统，还包括：
配置用于在(i)设置的间隔、和(ii)在移动数据通信网络中发生事件中的一种情况下重新计算所述信号阈值的模块。
15.根据权利要求11所述的计算机系统，其中确定所述延迟的调度的模块还包括：
配置用于确定在一个时段期间所述移动装置的移动性模式的模块；
配置用于确定在所述时段上所述移动数据通信网络中的信道质量的PDF的模块，其中利用根据所述时段期间的移动性模式收集的历史信道质量数据来确定信道质量的PDF；
配置用于利用所述信道质量PDF和所述移动性模式计算权重参数的模块；
配置用于在数据传输时隙计算到所述移动装置的信号质量和所述权重参数的乘积的模块，其中所述延迟的调度响应于在多个乘积之中具有最高值的乘积使用所述数据传输时隙，所述多个乘积与所述数据传输时隙期间的多个请求对应。
16.根据权利要求15所述的计算机系统，还包括：
配置用于在(i)设置的间隔、和(ii)在移动数据通信网络中发生事件中的一种情况下重新计算所述权重参数的模块。
17.根据权利要求11所述的计算机系统，还包括：
配置用于确定所述网络负载是否超过负载阈值的模块，其中响应于(i)时移确定是否定的、和(ii)所述网络负载没有超过所述负载阈值中的一种情况，不延迟响应于所述请求的数据传输。
18.根据权利要求11所述的计算机系统，还包括：
配置用于向所述移动装置发送一组最终期限和对应的一组激励的模块；以及
配置用于接收该组最终期限中的最终期限的选择的模块，其中所述最终期限在所述数据传输期间向所述移动装置递送该组激励中的对应的激励。
19.根据权利要求18所述的计算机系统，其中所述对应的激励是在消费所述数据传输的数据时的提升的用户体验。
20.根据权利要求18所述的计算机系统，其中所述对应的激励是在所述数据传输期间的提升的服务质量(QoS)。
21.一种用于移动数据传输的数据处理系统，所述数据处理系统包括：
包括存储介质的存储装置，其中所述存储装置存储计算机可用程序代码；以及
处理器，其中所述处理器执行所述计算机可用程序代码，并且其中所述计算机可用程序代码包括：
用于从移动装置接收对数据的请求的计算机可用代码；
用于利用处理器和存储器确定响应于所述请求的在移动数据通信网络上的数据传输是否能够被延迟，形成时移确定的计算机可用代码；
用于响应于所述时移确定是肯定的，为响应于所述请求的数据传输确定延迟的调度，使得所述数据传输在最终期限之前被完成的计算机可用代码；以及
用于根据所述延迟的调度在移动数据通信网络上传输所述数据的计算机可用代码；
其中，确定所述延迟的调度的计算机可用代码还包括：
用于确定在一个时段上的移动数据通信网络中的网络负载的概率密度函数(PDF)的计算机可用代码，其中利用从一组移动数据通信网络基础设施部件收集的历史网络负载数据来确定网络负载的PDF；
用于确定在所述时段期间所述移动装置的移动性模式的计算机可用代码；
用于利用所述网络负载PDF和所述移动性模式计算负载阈值，使得只在网络负载低于所述负载阈值时传输所述数据满足所述最终期限的计算机可用代码；以及
用于计算与所述负载阈值对应的传输速率的计算机可用代码，其中所述延迟的调度基于所述传输速率。
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