CN104812006B - 基于缓存的数据传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种基于缓存的数据传输方法及装置，该方法包括：缓存节点所在装置向网络侧上报缓存能力；其中，缓存节点用于缓存数据；网络侧向缓存节点所在装置发送缓存指示参数，并维护数据列表；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存高重复概率和/或高缓存利用率的数据，所述数据列表为缓存节点中缓存的数据的列表；如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，UE从所述缓存节点获取所请求的数据。应用本申请能够减轻业务量增加对通信传输管道的负荷，同时缩短数据内容获取路径，改善用户体验。

Description

基于缓存的数据传输方法及装置
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及基于缓存的数据传输方法及装置。
背景技术
移动通信系统越来越关注高速数据业务和用户体验，如第三代移动通信合作伙伴项目（3rd Generation Partnership Project，3GPP）制定的Evolved UniversalTerrestrial Radio Access(E-UTRA)协议对应的长期演进（Long Term Evolution，简称为LTE，）系统及其增强版LTE-Advanced，可以提供高速的移动数据服务。LTE-A通过载波聚合技术，其峰值数率可超1Gbps,并且通过对系统架构进行改进，减少网络节点，改善端到端时延，相比之前的通信系统，提供了更好的用户体验。
图1所示，为3GPP LTE系统架构演进（SAE）的系统架构图，这种扁平化和全IP的系统架构使得数据获取更快捷。其中：
用户设备（UE）101是用来接收数据的终端设备。
演进通用陆地无线接入网络（E-UTRAN）102是无线接入网络，其中包括为UE提供接入无线网络接口的基站（eNodeB/eNB），基站间通过X2借口相连。E-UTRAN通过S1接口连接演进分组核心网（Evolved Packet Core,EPC）。
EPC负责UE和承载建立（Bearer establishment）的整体控制，其中移动管理实体（MME）103负责管理UE的移动上下文、会话上下文和安全信息，服务网关（SGW）104主要提供用户平面（User Plane,UP）的功能，MME103和SGW104可能处于同一物理实体。
分组数据网络网关（PGW）105负责计费、合法监听等功能，也可以与SGW104处于同一物理实体。
策略和计费规则功能实体（PCRF）106提供服务质量（QoS）策略和计费准则。
通用分组无线业务支持节点（SGSN）108是通用移动通信系统（UMTS）中为数据的传输提供路由的网络节点设备。
归属用户服务器（HSS）109是UE的家乡归属子系统，负责保护包括用户设备的当前位置、服务节点的地址、用户安全信息、用户设备的分组数据上下文等用户信息。
众所周知，通信系统中传输容量是受制于带宽资源的，特别是用于移动业务的无线频谱是日益稀缺，而目前移动互联网发展迅速，移动通信网络需要越来越关注为用户提供高速率传输的多媒体业务的需求，那么如何高效地传输大量用户数据是急需解决的问题，以缓解爆炸性增长的移动数据业务量给移动运营网络中的无线接入网、传输网和承载网各环节带来的大数据负荷压力。例如：图1中无线接入网LTE-Uu的空口传输压力，无线接入网跟核心网的回传链路（Backhaul）和连接服务商网络/互联网等链路的传输压力。
传统的应对移动业务量增长的方式就是提升网络管道的容量，例如增加频谱，不断改进MIMO传输技术提高频谱效率，不断增加基站数目，构造更多的微小区等等，不断提升光纤容量等，这些都会对运营商网络建设带来很大的成本增加。这种把业务量增长和容量增长耦合在一起来解决问题的方案，是基于不同的用户其传输的数据也是不同的这样一个假设。
而事实上，在移动网络传输的海量数据中，通过分析可以发现，不少数据内容是大量用户共同感兴趣的，如热播剧、体坛盛事和重要新闻等一些高流行度的多媒体数据，对于这些数据如果在空口采用传统的点到点（Point-to-point）的传输方式进行数据传输是很浪费资源的，如LTE中基站（eNodeB,eNB）和UE之间建立独立的链路，采用单一传播方式（Unicast）。为了提高空口无线频谱的使用效率，LTE支持采用多播组播方式（MultimediaBroadcast and Multicast Service,MBMS）进行数据传输，多个UE可以通过一条链路从eNB获取数据，这样的技术虽然在一定程度上减轻了上述空口传输压力,但使用中还存在一个问题，那就是虽然用户对某些数据都有共同需求，但是需求的时间点也不同，这对实际使用的挑战很大。除空口的压力外，移动数据业务量的增长对Backhaul链路同样带来很大的挑战，其中流行程度高和长生命周期的数据内容会不停的在接入网和网络数据中心之间重复传输，造成链路资源不必要的浪费。
目前，D2D直连（Device to Device Direct)通信技术凭借其在公共安全领域和普通民用通信领域中的巨大潜在价值，已被3GPP标准接受，成为LTE-A（LTE Advanced）系统的候选演进方向。在D2D通信过程中，D2D终端的发现是其中最为重要的一个环节，只有通过这一环节，某一个存在D2D通信需求的通信发起终端才能够发现在其有效距离（指D2D终端的D2D通信能力覆盖的范围）内的其它D2D终端，如果其中存在一个或多个目标终端，则上述通信发起终端可以通过后续的一系列过程和目标终端建立通信链路，并实现D2D通信。目前3GPP已经在开始制定互发现的机制和在LTE网络下进行D2D通信的机制，如果将某一范围内有可能实现D2D通信的所有D2D终端称为一个D2D群，那么这样一个群可以互相之间共享数据，对于一些大家感兴趣的数据，如果一个终端已经从网络获取了这些数据并缓存，那么其它终端可从该终端的缓存直接获取这些数据，从而减轻对网络的负荷压力。
发明内容
本申请提供了一种基于缓存的数据传输方法及装置，以减轻业务量增加对通信传输管道的负荷，同时缩短数据内容获取路径，改善用户体验。
本申请提供的一种基于缓存的数据传输方法包括：
缓存节点所在装置向网络侧上报缓存能力；其中，缓存节点用于缓存数据；
网络侧向缓存节点所在装置发送缓存指示参数，并维护数据列表；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存数据，所述数据列表为缓存节点中缓存的数据的列表，所述数据为高重复概率和/或高缓存利用率的数据；
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，UE从所述缓存节点获取所请求的数据。
本申请提供的一种基于缓存的数据传输方法包括：
缓存节点所在装置向网络侧上报缓存能力；其中，缓存节点用于缓存数据；
缓存节点所在装置从网络侧接收缓存指示参数，根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存；其中，所述数据为高重复概率和/或高缓存利用率的数据；
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，缓存节点所在装置将UE所请求的数据发送给所述UE。
较佳地，所述缓存节点所在装置为基站或UE。
较佳地，如果所述缓存节点所在装置为基站，判断UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有包括：
从RRC消息中解析UE所请求数据的标示，或者解析UE所请求数据的业务类型和业务描述信息；
根据解析得到的信息判断缓存节点中是否缓存有UE所请求的数据。
较佳地，如果所述缓存节点所在装置为基站，该方法进一步包括：所述基站从网络侧接收发送方式指示信息，并将UE所请求的数据按照相应的发送方式发送给所述UE；其中，所述发送方式包括单播或组播。
较佳地，如果所述缓存节点所在装置为UE，且缓存节点所在装置与请求数据的UE邻近，该方法进一步包括：缓存节点所在装置与请求数据的UE建立直接通信，缓存节点所在装置将相应的数据通过所述直接通信发送给请求数据的UE。
较佳地，根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存包括：
缓存相应数据；
或者，缓存相应数据并记录对应的缓存时间，在缓存时间超时时，删除相应数据；
或者，缓存相应数据，并按照所述缓存指示参数删除缓存中的已有数据；
或者，缓存相应数据，并在缓存溢出时按时间顺序删除最先存入缓存中的已有数据。
本申请提供的一种装置包括：能力上报模块、缓存节点和数据提供模块，其中：
能力上报模块，用于向网络侧上报缓存能力；
缓存节点，用于从网络侧接收缓存指示参数，并用于根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存；其中，所述数据为高重复概率和/或高缓存利用率的数据；
数据提供模块，用于在UE所请求的数据在缓存节点中缓存有的情况下，将UE所请求的数据发送给所述UE。
本申请提供的一种基于缓存的数据传输方法包括：
接收缓存节点所在装置上报的缓存能力；
向缓存节点所在装置发送缓存指示参数，并维护数据列表；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存数据，所述数据列表为缓存节点中缓存的数据的列表，所述数据为高重复概率和/或高缓存利用率的数据；
根据UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有，确定UE所请求数据的发送路径。
较佳地，所述缓存指示参数接收自数据分析实体，是数据分析实体根据数据的流行度、大小和/或生命周期确定的，表征数据重复发送概率和/或缓存利用率的参数；
或者，所述缓存指示参数是根据接收自数据分析实体的数据属性参数，按照预设的评判标准设置的，表征数据重复发送概率和/或缓存利用率的参数，其中，所述数据属性参数包括：数据的流行度、大小和/或生命周期。
较佳地，向缓存节点所在装置发送缓存指示参数包括：
如果缓存节点所在装置为基站，MME通过数据承载建立过程将缓存指示参数发送给所述基站；
如果缓存节点所在装置为UE，MME通过所述UE所在的基站，将缓存指示参数发送给所述UE。
较佳地，通过所述缓存指示参数控制缓存节点对相应数据进行缓存包括：
所述缓存指示参数指示要缓存的数据；
或者，所述缓存指示参数指示要缓存的数据以及对应的缓存时间，在缓存时间超时时，缓存节点删除相应数据；
或者，所述缓存指示参数指示要缓存的数据，并指示缓存中要删除的已有数据。
较佳地，判断UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有包括：
从RRC消息中解析UE所请求数据的标示，或者解析UE所请求数据的业务类型和业务描述信息；
根据解析得到的信息以及数据列表，判断缓存节点中是否缓存有UE所请求的数据。
较佳地，根据UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有，确定UE所请求数据的发送路径包括：
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，且缓存节点所在装置为UE所连接的基站，则通知所述基站将UE所请求的数据发送给所述UE；
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，且缓存节点所在装置为与UE邻近的UE，则配置两个UE进行直接通信，UE所请求的数据通过所述直接通信发送；
如果UE所请求的数据在缓存节点中没有缓存，则从网络获取UE所请求的数据，并通过网关路由到UE所连接的基站，再通过该基站发送给所述UE。
本申请提供的一种装置包括：能力接收模块、缓存指示模块和传输控制模块，其中：
能力接收模块，用于接收缓存节点所在装置上报的缓存能力；
缓存指示模块，用于向缓存节点所在装置发送缓存指示参数，并用于维护数据列表；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存数据，所述数据列表为缓存节点中缓存的数据的列表，所述数据为高重复概率和/或高缓存利用率的数据；
传输控制模块，用于根据UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有，确定UE所请求数据的发送路径。
由上述技术方案可见，本发明通过利用缓存节点来缓存高流行度和/或生命周期较长数据内容可以缩短数据获取的整体路由路径，减轻海量数据给通信管道带来的负荷压力。
附图说明
图1为现有的SAE系统架构图；
图2为现有LTE的用户面数据传输路径示意图；
图3为采用本发明的基于缓存的数据传输方法的示意图；
图4为本发明较佳实施例一基于缓存的数据传输方法的流程示意图；
图5为本发明较佳实施例二基于缓存的数据传输方法的流程示意图；
图6为本发明较佳实施例三基于缓存的数据传输方法的流程示意图；
图7为本申请一较佳装置的组成结构示意图；
图8为本申请另一较佳装置的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。
本申请的发明人通过研究发现：对数据内容进行分析，根据数据内容的流行度、大小和生命周期优化传输路径，是缓解管道传输压力和提升用户体验的低成本和高效率的方式。考虑到缓存的成本将大大低于传输成本，本发明提出一种基于缓存的数据传输方案，该方案利用缓存节点来缓存流行度较高和/或生命周期较长的数据内容，以缩短数据路由路径，从而减轻海量数据给通信管道带来的负荷压力。本申请中，流行度可以认为是对应内容的点击次数，或者对应内容被期望成下载次数多，例如：新片发布，体育盛事视频等。
现有LTE的用户面数据传输路径示意图如图2所示，三个用户UE-A,UE-B,UE-C请求互联网（Internet）上相同的数据，但是针对每个UE，数据都需要经过PGW、SGW和服务eNodeB这3个节点，然后数据由eNodeB通过无线空口发送给每个UE。另如图2所示，UE-D和UE-C是邻近的2个UE（注图示2个eNodeB不代表2个UE连接在不同的基站，只是为了示意方便，2个UE可以连接在同一基站下的不同小区或相同小区，或邻居基站），UE-D想给UE-C发送一个非常流行热门的数据，虽然两者邻居，也需要通过SGW、PGW和基站这几个节点，才能把数据传输给UE-C，很明显给连接各节点的传输链路资源带来很大的浪费，同时在空口上也发送着相同的数据，也给空口资源带来了浪费。
本发明提出一种基于缓存的数据传输方法。图3为采用本发明的基于缓存的数据传输方法的示意图，该方法包括：
在基站设备或者UE设备上增加缓存节点（Caching Node：缓存节点是一种逻辑上的称谓），用于缓存高重复概率和/或高缓存利用率的数据，缓存节点所在装置向网络侧上报缓存能力；网络侧维护缓存节点中缓存的数据列表；网络侧给缓存节点所在装置发送缓存指示参数，其中所述缓存指示参数用于控制缓存节点对数据的缓存行为。其中，高重复概率的数据是指该数据重复发送的概率较高，可以用流行度这个维度单独表示，某段时间请求的次数比较多；缓存利用率是根据数据内容的流行度、大小和生命周期这三个维度确定的。例如：流行度差不多的数据，但是有的数据块大小不同，生命周期不同，可能缓存利用率更高，虽然该数据库的重复概率不是最高的。在实际应用中，可以根据数据的流行度、大小和生命周期这三个维度来指示是否缓存该数据，或者也可以只根据流行度来指示是否缓存该数据，两种方案的复杂度有差别。
增加一数据分析实体对数据进行分析，负责对数据赋予流行度、大小、生命周期等与数据重复发送概率和缓存利用率有关的数据属性参数，所述数据属性参数用于网络侧设置缓存指示参数；数据分析实体传递数据属性参数给网络中可整体控制UE和缓存节点的实体，例如图3所示核心网中的MME实体，根据数据属性参数，所述实体设置和发送缓存指示参数。
或者，数据分析实体对数据进行分析产生数据属性参数，该数据属性参数作为缓存指示参数，直接指示缓存节点所在装置是否缓存数据，数据分析实体传递该数据属性参数给网络中可整体控制UE和缓存节点的实体，例如图3所示核心网中的MME实体，所述实体不需要再根据该数据属性参数进行判决来设置缓存指示参数，而是直接传递所述数据属性参数指示缓存节点是否把数据存入缓存，也就是该数据属性参数等于缓存指示参数。
对于数据属性参数指示为高重复概率的数据，网络通过缓存指示参数指示缓存节点将数据存入缓存，或指示缓存节点将数据存入缓存同时指示对应数据的缓存时间（也就是何时清空），或指示缓存节点将数据存入缓存同时指示清除缓存中的指定数据。如果缓存指示参数不指示对应数据何时清空，网络侧根据缓存状态通过缓存指示参数可在缓存对应数据的同时指示缓存节点删除早先数据，同时网络侧更新缓存节点中的数据列表，或者预定义缓存溢出时根据缓存开始的时间按顺序清除数据的规则，网络侧根据时间顺序更新缓存节点中的数据列表；如果数据判决为不需要缓存，缓存指示参数可缺省。
UE请求数据发送时会上报所请求数据的标示，网络侧根据该请求数据的标示查询数据是否在缓存中，然后确定UE所请求数据的发送路径：
1）如果根据UE所请求数据的标示，缓存节点缓存有相应的数据且缓存节点所在装置为UE所连接的基站，那么数据从该缓存节点中取出发送给UE；
2）如果根据UE所请求数据的标示，缓存节点缓存有相应的数据且缓存节点所在装置为与该UE邻近的UE，网络侧配置设备和设备之间直接通信机制(D2D Direct)，将数据从缓存节点中取出发送给该UE；
3）如果根据所请求数据的标示，缓存节点中没有缓存相应的数据，网络侧按常规方式从服务商网络/Internet获取数据，并由网关路由到基站，再通过基站发送给UE。
网络侧也可以根据UE所请求数据的标示确定UE所请求数据的发送方式，包括：网络侧统计UE所请求数据的标示，设置门限，将该门限和统计结果通知基站，基站根据该门限和统计结果决定是采用单播或组播方式进行数据发送；如果采用组播的方式，网络侧需要通知UE缓存节点所在装置采用组播的配置。
下面通过几个较佳实施例对本申请技术方案进行进一步详细说明。
实施例一
本实施例中，以缓存节点位于基站为例，结合图3和图4描述LTE网络中基于缓存的数据传输方法。
图4为本申请实施例一基于缓存的数据传输方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤401：缓存节点位于基站中，该基站通过与MME的接口上报其具备缓存节点的能力，包括缓存大小配置信息。
步骤402：数据分析中心分析服务商网络/互联网数据，负责对数据赋予流行度、生命周期等与数据重复发送概率和/或缓存利用率有关的数据属性参数，将所述数据属性参数发送给MME。或者，数据分析中心综合分析，传递给MME的数据属性参数其实就是缓存指示参数，从而简化MME的处理。
步骤403～405：如果MME从数据分析中心收到的是数据属性参数，则MME综合分析数据属性参数，设置评判标准，并根据该参数设置缓存指示参数。当有UE初次请求高重复概率和/或高缓存利用率的数据时，MME在跟基站为该UE建立数据承载E-RAB的过程中（例如通过初始上下文建立请求消息或者E-RAB建立请求消息携带）将缓存指示参数传递给基站。该缓存指示参数可缺省，缺省就认为不需要缓存（用户和基站下服务小区建立RRC连接，MME和基站为该UE建立上下文的过程在图4中省略了，跟目前LTE的流程一样）。
或者，无需用户请求，网络侧预先向基站中的缓存节点推送高重复概率和/或高缓存利用率的数据，MME和基站通过引入新的无线承载RAB来指示缓存节点将推送内容缓存起来。那么当如图3所示，数据从服务商网络/互联网经过PGW和SGW到达基站时，缓存指示参数指示将该数据缓存在基站的缓存节点中同时指示该数据的缓存时间，缓存时间超时，缓存节点就将该数据从缓存中清除。MME维护缓存节点中缓存的数据列表，缓存时间到，MME也相应更新该数据列表。同时，为了支持基站能够从缓存的数据中找到UE需要的具体数据，还需要MME把业务类型和业务描述信息发送给基站，基站保存该信息。
步骤406：如图4所示的例子，当一个UE接入网络请求数据时，UE通过无线资源控制（RRC，Radio Resource Control）消息携带所请求数据的业务类型（service Type）发给基站，该消息还携带了业务的描述信息，通过该信息可以得知UE请求业务的具体内容，例如某部电影的名字。
步骤407：基站发送初始UE消息给MME，将UE所请求数据的类型和描述信息传递给MME。
步骤408：MME根据数据的类型和描述信息，查询其维护的缓存节点中缓存的数据列表，发现UE所请求的数据在其连接的基站的缓存节点中已经缓存，MME指示基站将其缓存中该UE所请求的数据直接发送给UE，而不需要通过PGW从服务商网络/互联网在路由过来。
步骤409：基站将UE所请求的数据发送给UE。
如图3所示，终端UE-A,UE-B,UE-C都可以直接从基站的缓存节点获取数据，而不用如图2那样，这样通过避免重复在回传链路上发送一些流行度高的数据，减轻了对通信传输管道的负荷，同时缩短了数据内容获取路径，改善了用户体验。
此外，MME还可根据该基站下请求其缓存中某数据的UE个数，向基站指示基站发送该数据的方式为单播或组播。
此外，如果基站可以从RRC消息中得到并解析出UE所请求数据的业务类型和业务描述信息，基站可以自行查询是否已经保存了该业务的数据。如果基站已经保存了该业务的数据，基站直接从基站的缓存节点获取数据，并且发送给UE。该过程中不需要通过PGW从服务商网络/互联网在路由过来。终端UE-A,UE-B,UE-C都可以直接从基站的缓存节点获取数据，而不用如图2那样，这样通过避免重复在回传链路上发送一些流行度高的数据，减轻了对通信传输管道的负荷，同时缩短了数据内容获取路径，并改善了用户体验。
实施例二
本实施例中，仍然以缓存节点位于基站为例，结合图3和图5描述LTE网络上基于缓存的数据传输方法。
图5为本申请实施例二基于缓存的数据传输方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤501：缓存节点位于基站中，该基站通过与MME的接口上报其具备缓存节点的能力，包括缓存大小配置信息。
步骤502：数据分析中心分析服务商网络/互联网数据，负责对数据赋予流行度、生命周期等与数据重复发送概率和/或缓存利用率有关的数据属性参数，将所述数据属性参数发送给MME。或者数据分析中心综合分析，传递给MME的数据属性参数其实就是缓存指示参数，从而简化MME的处理。
步骤503～505：如果MME从数据分析中心收到的是数据属性参数，则MME综合分析数据属性参数，设置评判标准，并根据该参数设置缓存指示参数。当有UE初次请求高重复概率和/或高缓存利用率的数据时，MME在跟基站为该UE建立LTE数据承载E-RAB的过程中（例如通过初始上下文建立请求消息或者E-RAB建立请求消息携带）将缓存指示参数传递给基站。该缓存指示参数可缺省，缺省就认为不需要缓存（用户和基站下服务小区建立RRC连接，MME和基站为该UE建立上下文的过程在图5中省略了，跟目前LTE的流程一样）。
或者，无需用户请求，网络侧预先向基站中的缓存节点推送高重复概率和/或高缓存利用率的数据，MME和基站通过引入新的无线承载RAB来指示缓存节点将推送内容缓存起来。那么当如图3所示，数据从服务商网络/互联网经过PGW和SGW到达基站时，缓存指示参数指示缓存节点缓存该数据但是缓存指示参数并不指示该数据的自动缓存清除时间。由于缓存节点所在装置在上报其能力时上报了缓存大小配置信息，所以MME知晓缓存的状态，根据缓存状态，MME可指示缓存节点在存入指示的数据的同时删除某些早先数据；或者缓存节点也可定期上报缓存状态或在缓存溢出时触发缓存状态上报，网络侧根据缓存状态指示缓存节点删除数据，MME维护缓存节点中缓存的数据列表，如图5流程所示，MME检查缓存状态，当发现缓存不足时，通过缓存指示参数指示缓存节点清除指定的早先数据并缓存对应的到达数据，MME根据新存入数据和删除数据更新缓存节点中缓存的数据列表。或者预先定义缓存溢出时根据数据缓存开始的时间按顺序清除数据的规则，网络侧根据时间顺序更新缓存节点中的数据列表。
步骤506：如图5所示的例子，当一个UE接入网络请求数据时，UE通过RRC消息携带所请求数据的业务标示（service ID）发给基站。
步骤507：基站发送初始UE消息给MME，将UE所请求数据的标示随之传递给MME。
步骤508：MME根据数据的标示，查询其维护的缓存节点中缓存的数据列表，发现UE所请求的数据在其连接的基站的缓存节点中已经缓存，MME指示基站将其缓存中该UE所请求的数据直接发送给UE，而不需要通过PGW从服务商网络/互联网在路由过来。
步骤509：基站将UE所请求的数据发送给UE。
此外，MME还可根据该基站下请求其缓存中某数据的UE个数，向基站指示基站发送该数据的方式为单播或组播。
本实施例与实施例一的不同指出在于：缓存指示参数所指示的缓存行为不包含对应数据何时清空。
与实施例一类似，如果基站可以从RRC消息中得到并解析出UE所请求数据的标示，基站可以查询是否已经保存了该业务的数据。如果基站已经保存了该业务的数据，基站直接从基站的缓存节点获取数据，并且发送给UE。该过程中不需要通过PGW从服务商网络/互联网在路由过来。终端UE-A,UE-B,UE-C都可以直接从基站的缓存节点获取数据，而不用如图2那样，这样通过避免重复在回传链路上发送一些流行度高的数据，减轻了对通信传输管道的负荷，同时缩短了数据内容获取路径，并改善了用户体验。
实施例三
本实施例中，以缓存节点位于UE为例，结合图3和图6描述LTE网络上基于缓存的数据传输方法。
图6为本申请实施例三基于缓存的数据传输方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤601：缓存节点位于UE-CN装置中，该UE已经连接在网络中（RRC连接建立过程省略，与现有LTE一样），UE-CN通过LTE的UE能力上报过程(UE Capability Transfer)将UE能力汇报给基站。根据本发明，在UE能力上增加一个新的UE能力指示，指示UE是否具备缓存节点的能力，包括缓存大小配置信息。基站保存UE的能力信息，并且可以经过基站上报到MME(流程与现有LTE一样，在此不再赘述)。
步骤602：数据分析中心分析服务商网络/互联网数据，负责对数据赋予流行度、生命周期等与数据重复发送概率和/或缓存利用率有关的数据属性参数，将所述数据属性参数发送给MME。或者数据分析中心综合分析，传递给MME的数据属性参数其实就是缓存指示参数，从而简化MME的处理。
步骤603：如果MME从数据分析中心收到的是数据属性参数，则MME综合分析数据属性参数，设置评判标准，根据该参数设置缓存指示参数。本实施例中UE-CN初次请求高重复概率和/或高缓存利用率的数据，MME在跟基站为UE-CN建立LTE数据承载E-RAB的过程中，将把缓存指示参数传递给基站。
步骤604：基站通过RRC消息将缓存指示参数传递给UE-CN。
缓存指示参数可缺省，缺省就认为不需要缓存。UE-CN与基站下服务小区建立RRC连接，MME与基站为UE-CN建立上下文的过程在图6中省略了，跟目前LTE的流程一样。
步骤605：当如图3下方所示，数据从服务商网络/互联网经过PGW、SGW和基站，通过空口传送到UE-CN时，缓存指示参数指示将该数据缓存在UE-CN的缓存节点中同时指示该数据的缓存时间，如果缓存时间超时，缓存节点就把该数据从缓存中清除；MME维护缓存节点中缓存的数据列表，缓存时间到，MME也相应更新该列表。
步骤606：如图6所示的例子，当另一个UE（即图中所示UE-F）接入网络请求数据时，UE-F通过RRC消息携带所请求数据的业务标示（service ID）发给基站。
步骤607：基站跟MME在为UE-F建立连接请求时，将UE-F所请求的数据的标示传递给MME。
步骤608：MME根据数据的标示，查询其维护的缓存节点中缓存的数据列表，发现UE-F所请求的数据在UE-F邻近的UE-CN的缓存节点中已经缓存，MME指示基站数据在该基站的另一个UE，也就是UE-CN的缓存中。
步骤609～610：基站配置UE-CN和UE-F进行D2D direct通信，基站发送辅助D2D连接信息给UE-F和UE-CN，辅助它们发现对方，并配置它们进行D2D通信的资源，以及给UE-CN附带UE-F所请求数据的标示，这样UE-CN可以通过LTE D2D的方式将数据发送给UE-F。
此外，如图3所示，UE-CN附近还有其他UE，UE-CN可以与他们组成一个类似社交网络的D2D群，UE-CN可以根据通过D2D群中请求其缓存数据的对象个数，通过引入D2D组播的方式（D2D通信虽然目前是关注在两个设备直连通信，但D2D组播在技术上已经可以实现了），让所有发现它的UE都接收到高流行度的数据。
以上在对图4～图6进行描述的过程中，为便于理解，对相关步骤进行了编号，该编号并非表示步骤之间的先后顺序，特此说明。
对应于上述方法，本申请还提供了相应的设备，下面结合附图予以简要描述。
图7为本申请一较佳装置的组成结构示意图，该装置对应于缓存节点所在装置，包括：能力上报模块、缓存节点和数据提供模块，其中：
能力上报模块，用于向网络侧上报缓存能力；
缓存节点，用于从网络侧接收缓存指示参数，并用于根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存；其中，所述数据为高重复概率和/或高缓存利用率的数据；
数据提供模块，用于在UE所请求的数据在缓存节点中缓存有的情况下，将UE所请求的数据发送给所述UE。
图8为本申请另一较佳装置的组成结构示意图，该装置对应于如前所述的网络侧实体，例如：MME，包括：能力接收模块、缓存指示模块和传输控制模块，其中：
能力接收模块，用于接收缓存节点所在装置上报的缓存能力；
缓存指示模块，用于向缓存节点所在装置发送缓存指示参数，并用于维护数据列表；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存数据；所述数据列表为缓存节点中缓存的数据的列表，所述数据为高重复概率和/或高缓存利用率的数据；
传输控制模块，用于根据UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有，确定UE所请求数据的发送路径。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (19)

1.一种基于缓存的数据传输方法，其特征在于，包括：
缓存节点所在装置向网络侧上报缓存能力；其中，缓存节点用于缓存数据；
网络侧向缓存节点所在装置发送缓存指示参数；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存数据，所述缓存指示参数基于数据属性参数设置，该数据属性参数包括数据的流行度、数据大小和数据的生命周期中的至少一个；
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，UE从所述缓存节点获取所请求的数据。
2.一种基于缓存的数据传输方法，其特征在于，包括：
缓存节点所在装置向网络侧上报缓存能力；其中，缓存节点用于缓存数据；
缓存节点所在装置从网络侧接收缓存指示参数，根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存；所述缓存指示参数基于数据属性参数设置，该数据属性参数包括数据的流行度、数据大小和数据的生命周期中的至少一个；
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，缓存节点所在装置将UE所请求的数据发送给所述UE。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述缓存节点所在装置为基站或UE。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
如果所述缓存节点所在装置为基站，判断UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有包括：
从RRC消息中解析UE所请求数据的标示，或者解析UE所请求数据的业务类型和业务描述信息；
根据解析得到的信息判断缓存节点中是否缓存有UE所请求的数据。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
如果所述缓存节点所在装置为基站，该方法进一步包括：所述基站从网络侧接收发送方式指示信息，并将UE所请求的数据按照相应的发送方式发送给所述UE；其中，所述发送方式包括单播或组播。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
如果所述缓存节点所在装置为UE，且缓存节点所在装置与请求数据的UE邻近，该方法进一步包括：缓存节点所在装置与请求数据的UE建立直接通信，缓存节点所在装置将相应的数据通过所述直接通信发送给请求数据的UE。
7.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存包括：
缓存相应数据；
或者，缓存相应数据并记录对应的缓存时间，在缓存时间超时时，删除相应数据；
或者，缓存相应数据，并按照所述缓存指示参数删除缓存中的已有数据；
或者，缓存相应数据，并在缓存溢出时按时间顺序删除最先存入缓存中的已有数据。
8.一种基于缓存的数据传输装置，其特征在于，包括：能力上报模块、缓存节点和数据提供模块，其中：
能力上报模块，用于向网络侧上报缓存能力；
缓存节点，用于从网络侧接收缓存指示参数，并用于根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存；所述缓存指示参数基于数据属性参数设置，该数据属性参数包括数据的流行度、数据大小和数据的生命周期中的至少一个；
数据提供模块，用于在UE所请求的数据在缓存节点中缓存有的情况下，将UE所请求的数据发送给所述UE。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
如果所述装置为基站，数据提供模块判断UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有包括：
从RRC消息中解析UE所请求数据的标示，或者解析UE所请求数据的业务类型和业务描述信息；
根据解析得到的信息判断缓存节点中是否缓存有UE所请求的数据。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
如果所述装置为基站，该装置进一步用于：从网络侧接收发送方式指示信息，并将UE所请求的数据按照相应的发送方式发送给所述UE；其中，所述发送方式包括单播或组播。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
如果所述装置为UE，且与请求数据的UE邻近，该装置进一步用于：与请求数据的UE建立直接通信，装置将相应的数据通过所述直接通信发送给请求数据的UE。
12.根据权利要求8至11任一项所述的装置，其特征在于，所述缓存节点根据所述缓存指示参数对相应数据进行缓存包括：
缓存相应数据；
或者，缓存相应数据并记录对应的缓存时间，在缓存时间超时时，删除相应数据；
或者，缓存相应数据，并按照所述缓存指示参数删除缓存中的已有数据；
或者，缓存相应数据，并在缓存溢出时按时间顺序删除最先存入缓存中的已有数据。
13.一种基于缓存的数据传输方法，其特征在于，包括：
接收缓存节点所在装置上报的缓存能力；
向缓存节点所在装置发送缓存指示参数；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存数据，所述缓存指示参数基于数据属性参数设置，该数据属性参数包括数据的流行度、数据大小和数据的生命周期中的至少一个；
根据UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有，确定UE所请求数据的发送路径。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：
所述缓存指示参数接收自数据分析实体，是数据分析实体根据数据的流行度、大小和/或生命周期确定的，表征数据重复发送概率和/或缓存利用率的参数；
或者，所述缓存指示参数是根据接收自数据分析实体的数据属性参数，按照预设的评判标准设置的，表征数据重复发送概率和/或缓存利用率的参数，其中，所述数据属性参数包括：数据的流行度、大小和/或生命周期。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，向缓存节点所在装置发送缓存指示参数包括：
如果缓存节点所在装置为基站，MME通过数据承载建立过程将缓存指示参数发送给所述基站；
如果缓存节点所在装置为UE，MME通过所述UE所在的基站，将缓存指示参数发送给所述UE。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过所述缓存指示参数控制缓存节点对相应数据进行缓存包括：
所述缓存指示参数指示要缓存的数据；
或者，所述缓存指示参数指示要缓存的数据以及对应的缓存时间，在缓存时间超时时，缓存节点删除相应数据；
或者，所述缓存指示参数指示要缓存的数据，并指示缓存中要删除的已有数据。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，判断UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有包括：
从RRC消息中解析UE所请求数据的标示，或者解析UE所请求数据的业务类型和业务描述信息；
根据解析得到的信息以及数据列表，判断缓存节点中是否缓存有UE所请求的数据。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有，确定UE所请求数据的发送路径包括：
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，且缓存节点所在装置为UE所连接的基站，则通知所述基站将UE所请求的数据发送给所述UE；
如果UE所请求的数据在缓存节点中缓存有，且缓存节点所在装置为与UE邻近的UE，则配置两个UE进行直接通信，UE所请求的数据通过所述直接通信发送；
如果UE所请求的数据在缓存节点中没有缓存，则从网络获取UE所请求的数据，并通过网关路由到UE所连接的基站，再通过该基站发送给所述UE。
19.一种基于缓存的数据传输装置，其特征在于，包括：能力接收模块、缓存指示模块和传输控制模块，其中：
能力接收模块，用于接收缓存节点所在装置上报的缓存能力；
缓存指示模块，用于向缓存节点所在装置发送缓存指示参数；其中，所述缓存指示参数用于控制缓存节点缓存数据，所述缓存指示参数基于数据属性参数设置，该数据属性参数包括数据的流行度、数据大小和数据的生命周期中的至少一个；
传输控制模块，用于根据UE所请求的数据在缓存节点中是否缓存有，确定UE所请求数据的发送路径。
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