CN105340225A - 多个网络之间基于用户控制成本的网络和路径选择的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了实施方式来启用用户控制路径选择以用于服务来自用户的内容请求。在实施方式中，用户设备向网络发送针对业务的成本请求，进而从网络接收针对业务的成本信息。然后，用户设备根据成本信息来确定针对网络的一个或更多个路径的成本。在针对路径中的路径确定出可接受成本的情况下，用户设备选择该路径用于接收业务。在另一实施方式中，与链路耦接的网络节点从与相邻链路耦接的相邻节点接收负载信息，并使用针对链路的负载信息和所接收的针对相邻链路的负载信息来评估成本。当网络节点从用户接收到针对业务的成本请求时，该节点返回针对业务的成本信息。

Description

多个网络之间基于用户控制成本的网络和路径选择的系统和方法

本请要求于2013年7月25日提交的题为“SystemandMethodforUserControlledCostBasedNetworkandPathSelectionacrossMultipleNetworks(多个网络之间基于用户控制成本的网络和路径选择的系统和方法)”的美国非临时申请第13/951,254号的权益，该申请通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及网络通信和优化领域，以及在具体的实施方式中涉及多个网络之间基于用户控制成本的网络和路径选择的系统和方法。

背景技术

在各种网络场景中，用户可以通过发送请求以及作为响应从网络接收所请求的业务来从网络请求业务。例如，在蜂窝网络场景下，移动设备或用户装置(UE)接入基站或者无线电发送器/接收器(或无线电收发器)例如eNB，以发送针对要在设备上显示的媒体或内容的请求。基站通过蜂窝网络将请求转发给提供媒体或内容的服务器。可以通过不同的网络部件或节点例如通过多个网络(例如，包括因特网)来转发请求以从服务器获取所请求的内容。经批准后，网络将所请求的内容转发回用户设备或UE。这个过程还包括通过一个或更多个网络确定路由或路径，以将所请求的内容转发回用户。通常，网络和/或网络中的节点根据网络状况(例如，基于不同节点处的负载、链路带宽或其他资源)、针对路由的成本函数、路由协议、用户偏好和/或其他因素来确定路径。然而，用户没有参与或者仅有限地参与路径确定过程。使得用户能够确定或者控制用于服务用户请求的路径选择具有优点，例如，避免使用网络中的一个或更多个专用部件来处理路径选择过程。然而，与网络控制系统相比，由于网络资源无法被不同的用户充分使用来增加系统能够处理的用户或者业务的数量，这也会导致网络利用率低。另一方面，由于在未来的网络中，可能会考虑按需定价、用户移动、支付能力和满意度来服务用户请求，所以例如在移动用户和不同运营商的多个网络的情况下用户控制网络接入能够引发更加动态、灵活和基于需求的实现方式。需要在多个网络中启用用户控制网络和路径选择的系统和方法。

发明内容

根据一种实施方式，一种用于接收网络业务的用户控制路径选择方法包括：在用户设备处向一个或更多个网络发送针对业务的成本请求。然后，用户设备从一个或更多个网络接收针对业务的成本信息，并根据成本信息来确定针对一个或更多个网络的一个或更多个路径的成本。在针对路径中的路径确定出可接受成本的情况下，用户设备选择该路径用于接收业务。

根据另一实施方式，一种用于接收网络业务的用户控制路径选择方法包括：在与网络中的一个或更多个链路耦接的网络节点处从与一个或更多个相邻链路耦接的一个或更多个相邻节点接收负载信息。负载信息指示一个或更多个相邻链路处的流量负载。然后，网络节点使用针对一个或更多个链路的本地负载信息和所接收的针对一个或更多个相邻链路的负载信息来评估成本。当网络节点接收到从用户发出的针对业务的成本请求时，作为对用户的响应，网络节点根据所评估的成本返回针对业务的成本信息。

根据另一实施方式，一种支持用于接收网络业务的控制路径选择的用户设备包括处理器和计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储由处理器执行的程序。所述程序包括用于下述的指令：向一个或更多个网络发送针对业务的成本请求；从一个或更多个网络接收针对业务的成本信息；以及根据成本信息来确定针对一个或更多个网络的一个或更多个路径的成本。在针对路径中的路径确定出可接受成本的情况下，选择该路径用于接收业务。

根据又一实施方式，一种支持用于接收网络业务的控制路径选择的网络部件包括处理器和计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储由处理器执行的程序。所述程序包括用于从与一个或更多个相邻链路耦接的一个或更多个相邻节点接收负载信息的指令。负载信息指示一个或更多个相邻链路处的流量负载。在网络部件处使用针对一个或更多个链路的本地负载信息和所接收的针对一个或更多个相邻链路的负载信息来评估一个或更多个链路的成本。当接收到从用户发送的针对业务的成本请求时，作为对用户的响应，网络部件根据所评估的成本返回针对业务的成本信息。

上述宽泛地概括了本发明的实施方式的特征，以便能够更好理解以下对本发明的详细描述。以下将描述本发明的实施方式的附加的特征和优点，其构成本发明的权利要求书的主体。本领域技术人员应当理解，所公开的构思和特定实施方式易被用作用于修改或设计用于实施本发明的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应当意识到，这种等同构造不偏离所附权利要求书中所阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，在附图中：

图1示出了使用多个网络的用户业务接入场景的示例；

图2示出了预路径选择方案的实施方式；

图3示出了用户导向的成本请求/响应方案的实施方式；

图4示出了用户控制路径选择方法的实施方式；以及

图5是可以用于实现各种实施方式的处理系统的图。

除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制附图是为了清楚地说明实施方式的相关方面，并且附图未必是按比例绘制的。

具体实施方式

下文将详细论述当前优选实施方式的实施和使用。然而，应该理解的是，本发明提供了可以在多种具体环境中实施的许多可适用的发明构思。所论述的具体实施方式仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。

图1示出了针对多个网络的用户业务请求场景100的示例。一个或更多个用户设备或UE102例如具有无线连接能力的智能手机、手提电脑、平板电脑或者其他便携式设备可以接入一个或更多个网络来请求内容。内容可以是媒体内容(如视频和/或语音)、应用程序数据(如UE上运行的应用程序)或者其他内容(如天气、时间、日期、日历或存储数据)。网络可以是不同技术网络，例如蜂窝网络120(3GPP标准蜂窝网络，如LTE、GSM或CDMA网络)、Wi-Fi网络130(无线局域网(WLAN)或者IEEE802.11标准网络)以及因特网110(或其他基于IP的网络)。蜂窝网络110包括无线电收发器或无线电节点122，例如基站(如eNB)、中继、宏小区和/或微微小区。Wi-Fi网络130包括一个或更多个接入点(AP)132，例如Wi-Fi无线调制解调器或路由器，接入点也称作热点。因特网或IP网络110包括多个节点104，例如包括路由器、网桥、交换机和/或服务器。因特网或IP网络110可以经由边缘节点115与蜂窝网络120和Wi-Fi网络120耦接。

可以通过网络从源或服务器101请求和提供内容。例如，UE102可以向蜂窝网络120中的无线电节点122或者Wi-Fi网络130中的接入点132发送针对内容的请求。然后经由因特网110将请求转发通过网络以到达服务器101。作为响应，通过网络的路径将内容发送回请求的UE102。通常，网络确定或控制用于将内容从服务器101转发到UE102的路径选择。这可以由中央网络服务器或部件或者专用网络服务器或部件来完成或者由网络中的节点以分布式的方式来完成，例如使用分布式路由和信令协议。然而，网络可以由不同的运营商来运行，用于控制路径选择的网络方法要求不同的控制器或实体之间同步以及/或者要求在网络之间启用合适且兼容的协议。进一步地，在UE102移动的情况下，例如，在从/到无线电节点122或AP132的切换过程期间，网络控制路径选择过程变得更加复杂。

本文提供了实施方式来启用用户控制路径选择以用于服务来自用户的内容请求。实施方式可以用于服务无线网络(如蜂窝网络和Wi-Fi网络)中的UE的请求。类似地，方案可以用于服务任何适合的网络类型或技术中的其他类型的客户端或客户端设备。用户控制方法省去了使用网络中的中央部件或专用部件的必要，也因此节省了相关成本。该方法还替换了其他较复杂的分布式路径路由协议如用于最小成本路径计算的资源预留协议(RSVP)。用户控制路径选择方案更适于确保用户的体验质量(QoE)要求，更易于实现，且对于移动用户更加高效。例如，在无线网络的情况下，可以通过用户选择与移动关联的多个路径来更平滑地进行用户切换。此外，该方案使得网络中流量负载均衡，针对单个链路和节点计算了成本或负载，且路径由个人用户独立进行选择。

实施方式使得能够直接进行成本协商无需中央许可控制或路径选择单元。例如在场景100中，用户可以通过网络中的可用路径来发送业务成本请求消息。因此，将针对与请求关联的每个链路的成本信息或成本参数发送给用户。成本信息或成本参数是基于针对接收请求的每个链路和相邻链路来增加所请求的业务类型的预先得知的成本。可以在发起请求之前的初始建立阶段(离线阶段)通过在相邻链路的节点之间交换信息以及针对不同环境(如不同的负载场景)进行离线评估来评估预先得知的成本。用户在接收到成本信息后，可以决定使用哪个路径来接收所请求的业务或内容，并因此可以发送路径预留请求。当链路确认了路径预留请求时，可以开始数据会话。

图2示出了预路径选择方案200的实施方式，可以例如在发送用户请求之前的建立阶段以离线模式在无线网络(如蜂窝或Wi-Fi)中实现预路径选择方案200。方案200涉及在源201与针对用户202的接入节点(如基站或AP)之间耦接的相邻链路的节点203。链路包括无线电链路或无线电节点之间的连接。相邻链路在源201与用户202之间形成一个或更多个路径，所述路径可以经由一个或更多个可替代的接入节点连接到节点203。相邻链路的节点203(通过信令)相互合作以在不同的负载级别(如没有无线流量负载、轻度负载、中度负载和高度负载)下针对不同的业务或业务类型(如数据速率)分担无线信号干扰对相邻链路之间的资源使用的影响。例如，节点203在相邻链路中交换各种负载级别下的干扰级别。在节点203处可以将信息以本地的方式存储在例如本文称为资源成本表(RCT)的本地数据库中。每个节点203可以设置其负载级别，在不同的相邻负载级别下添加针对业务的一个或更多个项目，接收由于资源使用而导致的相邻的成本报告(如干扰级别)，评估成本，以及将其成本和相邻成本存储在本地RCT中。

节点203可以具有至邻居的虚拟信令路径以获得相邻成本和负载信息，以及进行离线评估。节点203可以添加模拟流量以得到添加业务对所述节点的邻居的影响。每个节点203可以提供单个成本数，成本数包括对邻居的干扰影响。可以随着时间来更新在相邻链路的节点203之间交换的信息以说明变化的网络状况。节点还可以例如使用预期负载场景来评估未来成本信息。在一些实施方式中，节点203可以降低所报告的成本信息以使链路对于用户控制路径选择过程更有吸引力。类似的预路径选择方案可以在具有物理固定链路(如电缆或者光纤链路)的其他网络的节点之间实现。在这种情况下，相邻链路的节点在资源(如带宽或速率)而不是干扰信息方面交换流量负载成本信息以建立本地RCT。

图3示出了用户导向的成本请求/响应方案300的实施方式，方案300可以在方案200之后实现。在节点303处将成本信息存储在本地RCT中之后，用户302连接到接入节点(基站或AP)并向网络发送资源请求消息(或业务成本请求消息)以请求网络中沿着可能的路径的链路上的业务的成本。然后在路径上游的链路上转发请求消息直到到达业务的源301为止。接收到成本请求消息的每个节点303可以将成本请求消息发送到所述节点的相邻节点303直到到达源301为止。接收到请求消息的每个节点303通过针对关联的链路指示成本信息的资源成本消息来响应于用户302。成本信息从节点303的本地数据库或RCT中检索，并且可以包括针对一个或更多个负载级别和业务(或业务类型)的成本信息。成本信息可以是成本值或成本参数。可以在节点303处使用成本函数来计算成本值。可替代地，将成本参数发送给用户302，用户302使用该参数和预定的成本函数来评估每个链路的成本，由此，链路形成了针对路径的总成本。为了实现该目的，可以将一组标准成本函数或预定成本函数提供给用户302例如作为负载统计的函数。函数的参数可以由每个链路的拥有者动态地改变并发送给用户302，从而为基于需求的计费提供充分的灵活性。例如，(由网络)预先定义多个标准成本函数，每个成本函数具有多个参数(成本参数)。节点303提供要由用户用于评估成本的参数和可选的具体函数。用户可以使用以选择函数为目的的参数如“function_identifier”来选择函数。这使得能够实现博弈论或其他分布式优化技术。源301还可以接收请求并以成本信息进行响应。在另一实施方式中，请求消息首先发送到源301，源301以资源成本消息进行响应。然后，成本消息泛洪通过相邻节点303直到到达用户301为止。经过一组节点303的传送，每个成本消息能够集聚所传送的节点303的成本信息(值或参数)。

图4示出了用户控制路径选择方法400的实施方式，方法400可以被实现用于使得用户能够选择用于接收所请求的业务的路径。在步骤401处，用户通过网络向所有可能的路径发送业务请求消息。在步骤402处，路径中的相邻链路的相邻节点分享(如本地RCT中的)当前负载信息，当前负载信息可以包括平均负载和负载变化参数或负载变化值。例如，在无线链路或无线电链路的情况下，其发送器干扰相邻链路的链路会与使用控制节点的链路分享负载信息。可以存在额外的协商阶段，用户可以与控制节点协商链路使用计费。在步骤403处，每个节点使用所接收的当前负载信息和RCT中的本地信息来评估所述节点的资源成本。成本包括当前成本和可选的未来预期成本。例如，移动用户可以在切换过程中考虑未来预期成本信息以确定选择合适的路径来完成切换。在步骤404处，节点向用户返回资源成本信息。节点还可以将具有成本信息的负载信息提供给用户。在步骤405处，用户选择例如在时间和/或计费(定价)方面具有可接受成本的路径。否则，如果没有找到具有可接受成本的路径，则方法400结束。用户使用成本信息和负载信息(如果接收到)来评估一个或更多个可能的路径的成本。在步骤406处，用户针对所选择的路径发送路径预留(以在其他用户之前预留该路径)。在步骤407处，在从沿着所选择的路径的节点接收到许可后，用户开始数据会话以接收业务。

在用户选择路径的步骤中，用户可以使用除所接收的成本信息之外的其他信息包括用户的移动信息、QoE信息、流量期望和紧急性、用户愿意支付的金额和/或其他用户可用信息、偏好、要求或标准。然后用户可以根据用户偏好来选择路径，例如在定价和/或等待时间方面用户可以接受的最低成本路径。在实施方式中，接入节点(如基站或AP)在接收到来自用户的业务请求之前或之后，从沿着路径的节点获取链路成本和负载。每个接入节点在接收到请求之后，向用户发送关联的最低成本路径。然后，用户可以根据上述标准来选择路径。

上述用户控制路径选择方案和实施方式使得网络运营商能够基于需求动态地改变针对用户的定价，例如使得用户和运营商能够更好地进行交易。用户不必须针对每个会话和每次会话都从网络得到许可。例如，用户可以与运营商签立合约，其中用户可以接受基于需求的定价方案。在拥塞期间，用户可以(由于成本)避免使用网络，这样有利于解决网络拥塞。合约还使得网络或者运营商能够在预定量的有效时间之后终止用户的会话。在实施方式中，用户还可以发送定价降低请求作为与网络协商的一部分。

图5是可以用于实现各种实施方式的处理系统500的框图。特定设备可以利用所示出的所有部件或仅部件的子集，且设备之间的集成程度可以不同。此外，设备可以包含部件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发送器、接收器等。处理系统500可以包括配备有一个或更多个输入/输出设备如网络接口、存储接口等的处理单元501。处理单元501可以包括中央处理单元(CPU)510、存储器520、大容量存储设备530以及连接到总线的I/O接口560。总线可以为任意类型的多个总线架构包括存储总线或者存储控制器、外设总线等中的一个或更多个。

CPU510可以包括任意类型的电子数据处理器。存储器520可以包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)及其组合等。在实施方式中，存储器520可以包括在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的用于存储程序和数据的DRAM。在实施方式中，存储器520是非暂态的。大容量存储设备530可以包括被配置成存储数据、程序和其他信息并使这些数据、程序和其他信息可以经由总线访问的任意类型的存储设备。大容量存储设备530可以包括例如固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等中的一个或更多个。

处理单元501还包括一个或更多个网络接口550，网络接口550可以包括有线链路如以太网电缆等以及/或者至接入节点或一个或更多个网络580的无线链路。网络接口550使得处理单元501能够经由网络580与远程单元进行通信。例如，网络接口550可以通过一个或更多个发送器/发送天线以及一个或更多个接收器/接收天线来提供无线通信。在实施方式中，处理单元501耦接至局域网或广域网用于数据处理，以及与远程设备例如其他处理单元、因特网、远程存储设施等进行通信。

虽然本公开内容已提供多个实施方式，但应理解，在不偏离本公开内容的精神或范围的情况下，所公开的系统和方法可以以许多其他特定形式来实施。当前的示例应被视为说明性而非限制性的，且本发明不限于本文所给出的细节。例如，各种元件或部件可以组合或合并在另一系统中，或者某些特征可以省略或不实施。

此外，在不偏离本公开内容的范围的情况下，各种实施方式中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法进行组合或合并。示出或论述为彼此耦接或直接耦接或通信的其他项也可以采用电方式、机械方式或其他方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦接或通信。本领域技术人员可以确定变化、替代和改变的其他示例，以及可以在不偏离本文所公开的精神和范围的情况下实施变化、替代和改变的其他示例。

Claims (24)

1.一种用于接收网络业务的用户控制路径选择方法，所述方法包括：

在用户设备处向网络发送针对业务的成本请求；

从所述网络接收针对所述业务的成本信息；

根据所述成本信息来确定针对所述网络的一个或更多个路径的成本；以及

在针对所述路径中的路径确定出可接受成本的情况下，在所述用户设备处选择所述路径用于接收所述业务。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述成本信息包括成本参数，所述成本参数在所述用户设备处与成本函数一起使用用于确定针对所述一个或更多个路径的成本。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所选择的路径在所述网络的路径中具有最低成本。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，对于在所述用户设备处接收所述业务：不论等待时间，所述最低成本具有最低定价；或者不论定价，所述最低成本具有最低等待时间；或者所述最低成本具有成本定价和等待时间的最低组合。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

接收针对所述网络中的链路的负载信息；以及

根据具有所述成本信息的所述负载信息来选择所述路径。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

发送路径预留请求以预留所选择的路径；以及

基于来自所述网络的确认沿着所选择的路径接收所述业务。

7.一种用于接收网络业务的用户控制路径选择方法，所述方法包括：

在与网络中的一个或更多个链路耦接的网络节点处从与一个或更多个相邻链路耦接的一个或更多个相邻节点接收负载信息，所述负载信息指示所述一个或更多个相邻链路处的流量负载；

使用针对所述一个或更多个链路的本地负载信息和所接收的针对所述一个或更多个相邻链路的负载信息来评估所述网络节点处的成本；

从用户设备接收针对业务的成本请求；以及

作为对用户设备的响应，根据所评估的所述网络节点处的成本返回针对所述业务的成本信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所评估的所述网络节点处的成本是针对与所述网络节点耦接的所述一个或更多个链路的资源。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所评估的所述网络节点处的成本包括当前成本和未来预期成本，其中，所述当前成本是基于所述网络节点处的当前本地负载信息和来自所述一个或更多个相邻节点的当前负载信息，所述未来预期成本是基于所述网络节点处的预期未来本地负载信息和来自所述一个或更多个相邻节点的预期未来负载信息。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，返回给用户的所述成本信息包括无线信号干扰信息。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括：在所述网络节点处从所述一个或更多个相邻节点接收针对与所述一个或更多个相邻节点耦接的所述一个或更多个相邻链路的资源成本。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述资源成本包括无线信号干扰信息。

13.根据权利要求7所述的方法，还包括：在所述网络节点处向所述一个或更多个相邻节点发送负载信息，所述负载信息指示与所述网络节点耦接的所述一个或更多个链路处的流量负载。

14.根据权利要求7所述的方法，还包括：向所述一个或更多个相邻节点发送针对与所述网络节点耦接的所述一个或更多个链路的所述网络节点处的成本。

15.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在所述网络节点处通过所述网络向业务的源转发针对所述业务的成本请求；

从所述源接收针对所述业务的成本消息；

将所述网络节点处的成本集聚到所述成本消息中；以及

向用户转发所述成本消息。

16.根据权利要求7所述的方法，其中，针对多个负载场景、多个业务类型或者多个负载场景和多个业务类型二者来评估所述网络节点处的成本。

17.一种支持用于接收网络业务的控制路径选择的用户设备，所述用户设备包括：

处理器；以及

计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括用于下述的指令：

向网络发送针对业务的成本请求；

从所述网络接收针对所述业务的成本信息；

根据所述成本信息来确定针对所述网络的一个或更多个路径的成本；以及

在针对所述路径中的路径确定出可接受成本的情况下，选择所述路径用于接收所述业务。

18.根据权利要求17所述的用户设备，其中，所接收的成本信息包括针对所述网络的链路的成本参数或成本值以及成本函数定义。

19.根据权利要求18所述的用户设备，其中，所述成本信息包括针对所述链路的当前成本信息和未来预期成本信息。

20.根据权利要求18所述的用户设备，其中，所述链路为无线链路，以及其中，所述成本信息包括针对所述无线链路的无线信号干扰信息。

21.一种支持用于接收网络业务的控制路径选择的网络部件，所述网络部件包括：

处理器；以及

计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括用于下述的指令：

从与一个或更多个相邻链路耦接的一个或更多个相邻节点接收负载信息，所述负载信息指示所述一个或更多个相邻链路处的流量负载；

使用针对所述网络部件处的一个或更多个链路的本地负载信息和所接收的针对所述一个或更多个相邻链路的负载信息来评估所述网络部件处的所述一个或更多个链路的成本；

接收针对业务的成本请求，其中，所述成本请求从用户发送；以及

作为对所述用户的响应，根据所评估的所述网络部件处的成本返回针对所述业务的成本信息。

22.根据权利要求21所述的网络部件，其中，所述程序还包括用于将所评估的成本存储在所述计算机可读存储介质中的资源成本表中的指令。

23.根据权利要求21所述的网络部件，其中，所述程序还包括用于下述的指令：

向网络中的业务的源转发针对所述业务的成本请求；

从所述源接收针对所述业务的成本消息；

将所述源处的成本集聚到所述成本消息中；以及

向所述用户转发所述成本消息。

24.根据权利要求21所述的网络部件，其中，返回给所述用户的所述成本信息包括无线信号干扰信息，以及其中，所述网络部件为无线接入点。