CN109600431A - 面向移动通信网路的内容增量传输方法、移动通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于移动通信技术领域，公开了一种面向移动通信网路的内容增量传输方法、移动通信系统；允许网络中可信节点在对数据进行存储转发的过程中，对数据内容进行智能解析，并对传输的数据量进行正负增量处理，实现内容增量交换。根据开放式系统互联参考模型，可运行在运输层，包括内容增量正向传输机制及逐级应答机制。首先，可信节点结合其存储的上下文信息，对传输控制协议报文段内容进行正增量或负增量操作，完成数据正向传输；然后，各级节点接收到数据后，对数据的正向传递结果进行逐级反馈。本发明面向非时延敏感业务，利用节点的存储计算能力，实现内容增量交换，提升资源利用率及通信效率。

Description

面向移动通信网路的内容增量传输方法、移动通信系统

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种面向移动通信网路的内容增量传输方法、移动通信系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：移动通信系统的迅速发展及智能终端设备数量的爆炸式增长，催生了大量的移动业务需求。用户的规模性、移动性，业务的海量性、多样性对移动通信系统提出了更高的要求。移动通信系统规模不断扩大，通过接入点、中继等基础设施的密集布设，目前正在完成从信号覆盖到容量覆盖的演进。随着5G时代的到来，移动通信技术在提升网络容量的基础上，仍然要求为用户提供基于内容的定制化服务，实现内容覆盖。在实现内容覆盖的进程中，传统移动通信网的传输技术存在以下缺陷：目前，移动通信系统中仍然采用传统的分组交换方式将用户发端的数据分割成若干较短的分组，网络中节点以分组为单位对数据进行存储转发。相比于电路交换，分组交换虽然在资源利用率方面更具优势，但是，由于节点计算能力的限制，基于分组交换的分组传输的协议，如传输控制协议(TCP)等，仅利用下三层(网络层、数据链路层以及物理层)所提供的网络服务向高层提供可靠的端到端的“透明”数据传送，并未对传输的数据内容进行识别和处理，传统TCP报文段传递过程中冗余信息对通信资源的占用将限制内容的分发效率，造成网络资源浪费，不能实现下一代移动通信系统内容覆盖的要求。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统移动通信网的传输技术存在由于节点计算能力的限制，利用网络层、数据链路层以及物理层所提供的网络服务向高层提供可靠的端到端的“透明”数据传送，并未对传输的数据内容进行识别和处理，将限制内容的分发效率，造成网络资源浪费，不能实现下一代移动通信系统内容覆盖的要求。

解决上述技术问题的难度和意义：在兼容传统TCP协议的前提下，通过一种新的传输协议允许网络中可信节点在对数据进行存储转发的过程中，依据各节点所具有的数据存储与计算能力、以及各节点存储的且存在差异性的上下文信息，对数据内容进行智能解析，并对传输的数据量进行正负增量处理，充分利用节点的存储计算能力，实现内容增量交换，可以有效提升资源利用率及通信效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种面向移动通信网路的内容增量传输方法、移动通信系统。

本发明是这样实现的，一种面向移动通信网路的内容增量传输方法，所述面向移动通信网路的内容增量传输方法允许网络中可信节点在对数据进行存储转发的过程中，对数据内容进行智能解析，并对传输的数据量进行正负增量处理，实现内容增量交换；根据开放式系统互联参考模型，运行在运输层，包括内容增量正向传输机制及逐级应答机制；首先，可信节点结合其存储的上下文信息，对传输控制协议报文段内容进行正增量或负增量操作，完成数据正向传输；然后，各级节点接收到数据后，对数据的正向传递结果进行逐级反馈。

进一步，所述面向移动通信网路的内容增量传输方法具体包括：

步骤一，网络中节点通过交互及分析先前传输过程获取必要信息，包括节点间彼此可信度信息及对于先前传输内容的学习、处理及存储所形成的先验知识库；

步骤二，基于内容增量实现数据正向传输过程；

步骤三，基于内容增量实现数据的逐级反馈机制。

进一步，所述步骤一的网络情景要素的表征及初始化网络具体包括：

(1)网络中各节点首先通过彼此交互的方式确定彼此间可信度，并以此作为后续传输中中继节点能否对转发数据进行处理的依据；网络中的节点B_i(i为网络节点号)每隔一定周期向源节点发送请求，更新自身对于源节点的可信度信息，例如节点B₁对于源节点A可靠，节点B₂对于源节点A不可靠；

(2)具有信息存储及处理能力且被源节点信任的中继节点，在后续转发数据的过程中，通过对传输TCP报文段内容的分析，建立自身先验知识库，作为后续对于传输信息内容修改的依据；

例如，节点B₂、B₅通过对于节点A与节点C间传输TCP报文段内容的分析，在自身存储单元中建立A-C传输先验知识库。

所述步骤二的基于内容增量实现数据正向传输具体包括：

(1)源节点通过查询路由表发送数据；

(2)邻节点B_i收到数据并根据数据内容判断本节点是否为目的节点；i为网络节点号；

若B_i为目的节点，则由运输层将收到的完整信息直接交付给上层应用，完成传输过程；

若B_i非目的节点，则继续转发数据至下一节点，具体步骤如下：

1)若节点B_i具有信息存储及处理能力：

若当前节点相对于源节点可信，则进行数据处理及转发，具体步骤如下：

(a)当前节点根据自身先验知识库对TCP报文段内容进行识别与处理，例如删减下一节点已经缓存的内容或者增加下一节点未知但源节点并未传输的内容，修改后使得原始TCP报文段内容长度变化ΔL_i；

(b)当前节点根据本次传输内容更新自身先验知识库；

(c)查询路由表，将数据转发至下一节点；

若当前节点不可信，则节点不对TCP报文段内容进行处理，直接通过查询路由表将收到的数据转发到下一节点；

2)若节点B_i不具有信息存储及处理能力，则节点不对TCP报文段内容进行处理，直接通过查询路由表将收到的数据转发到下一节点；

(3)重复步骤(2)，直至信息传输至目的节点。

进一步，所述步骤三基于内容增量实现数据的逐级反馈机制具体包括：

情况一，若在反向传输过程中，所选传输路径与正向传输完全不同，则数据所经历步骤与正向传输相同，具体情况如下：

(1)原目的节点C向源节点A发送长度为T的反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₄；

(2)由于中继节点B₄为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₅；

(3)由于节点C信任中继节点B₅，且B₅自身具备信息存储和处理的能力，根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给下一中继节点B₆；

(4)由于节点C不信任中继节点B₆，B₆不具备分析处理报文段的资格，将数据转发给节点A；

情况二，若反向传输过程中，所选传输路径与正向传输完全相同，则反向传输过程中，中继节点可根据正向传输信息对于报文段内容进行处理，具体情况如下：

(1)原目的节点C向源节点A发送长度为T反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₃；

(2)由于中继节点B₃为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₂；

(3)由于节点C不信任中继节点B₂，因此B₂不具备分析处理报文段P₁′内容的资格，将数据转发给中继节点B₁；

(4)由于节点C信任中继节点B₁且B₁自身具备信息存储和处理的能力，B₁根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给节点A；

情况三，若反向传输过程中，所选传输路径与正向传输部分相同，则反向传输过程中，重合部分且具有处理能力的中继节点可根据正向传输信息对于数据内容进行处理，其余中继节点则直接根据路由信息对数据进行转发，具体情况如下：

(1)原目的节点C向源节点A发送长度为T反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₄；

(2)由于中继节点B₄为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₅；

(3)由于节点C信任中继节点B₅且B₅自身具备信息存储和处理的能力，B₅根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT₁，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给下一中继节点B₆；

(4)由于节点C不信任中继节点B₆，因此B₆不具备分析处理报文段P₁′的资格，将数据转发给中继节点B₁；

(5)由于节点C信任中继节点B₁且B₁自身具备信息存储和处理的能力，B₁根据自身A-C传输先验知识库以及正向传输信息对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT₁+ΔT₂，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给节点A。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述面向移动通信网路的内容增量传输方法的移动通信系统。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明充分利用节点的存储计算能力，基于节点存储的历史信息对所传输的数据内容进行智能分析与处理，在兼容现有TCP协议“存储-转发”传输模式的基础上，通过“存储-处理-转发”操作实现了内容增量交换，即减小传统TCP报文段传递过程中冗余信息对通信资源的占用，提升了资源利用率及通信效率。本发明是一种新的数据传输协议，在保证信息量不减及信息安全的前提下，充分利用网络中节点的存储、计算能力对传输的信息内容加以分析及处理，在对实际传输内容进行增减操作的基础上，实现了内容增量交换，降低了信息分发中冗余信息重复发送导致的资源浪费，提高了网络资源利用效率，满足了下一代移动通信系统内容覆盖的要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的面向移动通信网路的内容增量传输方法流程图。

图2是本发明实施例提供的网络场景实例示意图1。

图3是本发明实施例提供的网络场景实例示意图2。

图4是本发明实施例提供的网络场景实例示意图3。

图5是本发明实施例提供的基于内容增量的正向传输流程图。

图6是本发明实施例提供的基于内容增量的传输协议模型示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对传统移动通信网的传输技术存在由于节点计算能力的限制，将限制内容的分发效率，造成网络资源浪费，不能实现下一代移动通信系统内容覆盖的要求的问题。本发明在网络中节点互信息及可信度已知的前提下，中继节点在保证信息量不减的前提下，对传输内容进行处理实现内容增量交换，以提高网络资源利用效率。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的面向移动通信网路的内容增量传输方法包括以下步骤：

S101：网络中节点通过交互及分析先前传输过程获取必要信息。主要包括节点间彼此可信度信息及对于先前传输内容的学习、处理及存储所形成的先验知识库；

S102：基于内容增量实现数据正向传输过程；

S103：基于内容增量实现数据的逐级反馈机制。

下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。

如图2所示，本发明实施例提供的面向移动通信网络的内容增量传输方法包括以下步骤：

步骤一，网络情景要素的表征及初始化网络：

(1)网络中各节点首先通过彼此交互的方式确定彼此间可信度，并以此作为后续传输中中继节点能否对转发数据进行处理的依据。具体实现如下：

网络中的节点B_i每隔一定周期向源节点A发送请求，更新自身对于源节点A的可信度信息，如图2所示，节点B₁对于源节点A可靠，节点B₂对于源节点A不可靠。

(2)具有信息存储及处理能力且被源节点信任的中继节点，在后续转发数据的过程中，通过对传输TCP报文段内容的分析，建立自身先验知识库，作为后续对于传输信息内容修改的依据。具体实现如下：

节点B₂、B₅通过对于节点A与节点C间传输TCP报文段内容的分析，在自身存储单元中建立A-C传输先验知识库。

步骤二，基于内容增量实现数据正向传输过程：

(1)源节点A向目的节点C发送一个长度为Lbit的报文段P₁，并将该数据转发给中继节点B₁；

(2)如图2，由于源节点A信任中继节点B₁且B₁自身具备信息存储和处理的能力，B₁通过对于报文段P₁根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁的内容进行修改，使得其长度变为L+ΔL，并依据此次报文段内容对A-C传输先验知识库进行修改。将修改后的报文段交付给网络层后，通过查询自身路由表转发至下一中继节点B₂；

(3)由于源节点A不信任中继节点B₂，因此B₂不具备分析处理报文段P₁的资格。节点B₂通过查找自身路由表，将数据转发至中继节点B₃；

(4)由于中继节点B₃为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对数据内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给目的节点C。

步骤三，基于内容增量实现数据的逐级反馈机制：

由于实际数据传输过程中，多选用数据报方式来确定路由，因此根据正向传输与反向传输中数据所选路径的差异性，主要可分为三种情况：

情况一，若在反向传输过程中，所选传输路径与正向传输完全不同，则数据所经历步骤与正向传输相同。如图2所示，具体实现如下：

(a)原目的节点C向源节点A发送长度为T的反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₄；

(b)由于中继节点B₄为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₅；

(c)由于节点C信任中继节点B₅，且B₅自身具备信息存储和处理的能力，根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改。通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给下一中继节点B₆；

(d)由于节点C不信任中继节点B₆，因此B₆不具备分析处理报文段的资格，将数据转发给节点A。

情况二，若反向传输过程中，所选传输路径与正向传输完全相同，则反向传输过程中，中继节点可根据正向传输信息对于报文段内容进行处理。如图3所示，具体实现如下：

(a)原目的节点C向源节点A发送长度为T反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₃；

(b)由于中继节点B₃为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₂；

(c)由于节点C不信任中继节点B₂，因此B₂不具备分析处理报文段P₁′内容的资格，将数据转发给中继节点B₁；

(d)由于节点C信任中继节点B₁且B₁自身具备信息存储和处理的能力，B₁根据自身A-C传输先验知识库(特别是前一正向传输报文段P₁)对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改。通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给节点A。

情况三，若反向传输过程中，所选传输路径与正向传输部分相同，则反向传输过程中，重合部分且具有处理能力的中继节点可根据正向传输信息对于数据内容进行处理，其余中继节点则直接根据路由信息对数据进行转发。如图4所示，具体实现如下：

(a)原目的节点C向源节点A发送长度为T反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₄；

(b)由于中继节点B₄为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₅；

(c)由于节点C信任中继节点B₅且B₅自身具备信息存储和处理的能力，B₅根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT₁，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改。通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给下一中继节点B₆；

(d)由于节点C不信任中继节点B₆，因此B₆不具备分析处理报文段P₁′的资格，将数据转发给中继节点B₁；

(e)由于节点C信任中继节点B₁且B₁自身具备信息存储和处理的能力，B₁根据自身A-C传输先验知识库(特别是前一正向传输报文段P₁)对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT₁+ΔT₂，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改。通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给节点A。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种面向移动通信网路的内容增量传输方法，其特征在于，所述面向移动通信网络的内容增量传输方法允许网络中可信节点在对数据进行存储转发的过程中，对数据内容进行智能解析，并对传输的数据量进行正负增量处理，实现内容增量交换；根据开放式系统互联参考模型，运行在运输层，包括内容增量正向传输机制及逐级应答机制；首先，可信节点结合其存储的上下文信息，对传输控制协议报文段内容进行正增量或负增量操作，完成数据正向传输；然后，各级节点接收到数据后，对数据的正向传递结果进行逐级反馈。

2.如权利要求1所述的面向移动通信网路的内容增量传输方法，其特征在于，所述面向移动通信网路的内容增量传输方法具体包括：

步骤一，网络中节点通过交互及分析先前传输过程获取必要信息，包括节点间彼此可信度信息及对于先前传输内容的学习、处理及存储所形成的先验知识库；

步骤二，基于内容增量实现数据正向传输过程；

步骤三，基于内容增量实现数据的逐级反馈机制。

3.如权利要求2所述的面向移动通信网路的内容增量传输方法，其特征在于，所述步骤一的网络情景要素的表征及初始化网络具体包括：

(1)网络中各节点首先通过彼此交互的方式确定彼此间可信度，并以此作为后续传输中中继节点能否对转发数据进行处理的依据；网络中的节点B_i每隔一定周期向源节点发送请求，更新自身对于源节点的可信度信息，例如节点B₁对于源节点A可靠，节点B₂对于源节点A不可靠；

(2)具有信息存储及处理能力且被源节点信任的中继节点，在后续转发数据的过程中，通过对传输TCP报文段内容的分析，建立自身先验知识库，作为后续对于传输信息内容修改的依据；

例如，节点B₂、B₅通过对于节点A与节点C间传输TCP报文段内容的分析，在自身存储单元中建立A-C传输先验知识库。

4.如权利要求2所述的面向移动通信网路的内容增量传输方法，其特征在于，所述步骤二的基于内容增量实现数据正向传输具体包括：

(1)源节点通过查询路由表发送数据；

(2)邻节点B_i收到数据并根据数据内容判断本节点是否为目的节点；i为网络节点号；

若B_i为目的节点，则由运输层将收到的完整信息直接交付给上层应用，完成传输过程；

若B_i非目的节点，则继续转发数据至下一节点，具体步骤如下：

1)若节点B_i具有信息存储及处理能力：

若当前节点相对于源节点可信，则进行数据处理及转发，具体步骤如下：

(a)当前节点根据自身先验知识库对TCP报文段内容进行识别与处理，例如删减下一节点已经缓存的内容或者增加下一节点未知但源节点并未传输的内容，修改后使得原始TCP报文段内容长度变化ΔL_i；

(b)当前节点根据本次传输内容更新自身先验知识库；

(c)查询路由表，将数据转发至下一节点；

若当前节点不可信，则节点不对TCP报文段内容进行处理，直接通过查询路由表将收到的数据转发到下一节点；

2)若节点B_i不具有信息存储及处理能力，则节点不对TCP报文段内容进行处理，直接通过查询路由表将收到的数据转发到下一节点；

(3)重复步骤(2)，直至信息传输至目的节点。

5.如权利要求2所述的面向移动通信网路的内容增量传输方法，其特征在于，所述步骤三基于内容增量实现数据的逐级反馈机制具体包括：

情况一，若在反向传输过程中，所选传输路径与正向传输完全不同，则数据所经历步骤与正向传输相同，例如：

(1)原目的节点C向源节点A发送长度为T的反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₄；

(2)由于中继节点B₄为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₅；

(3)由于节点C信任中继节点B₅，且B₅自身具备信息存储和处理的能力，根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给下一中继节点B₆；

(4)由于节点C不信任中继节点B₆，B₆不具备分析处理报文段的资格，将数据转发给节点A；

情况二，若反向传输过程中，所选传输路径与正向传输完全相同，则反向传输过程中，中继节点可根据正向传输信息对于报文段内容进行处理，具体情况如下：

(1)原目的节点C向源节点A发送长度为T反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₃；

(2)由于中继节点B₃为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₂；

(3)由于节点C不信任中继节点B₂，因此B₂不具备分析处理报文段P₁′内容的资格，将数据转发给中继节点B₁；

(4)由于节点C信任中继节点B₁且B₁自身具备信息存储和处理的能力，B₁根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给节点A；

情况三，若反向传输过程中，所选传输路径与正向传输部分相同，则反向传输过程中，重合部分且具有处理能力的中继节点可根据正向传输信息对于数据内容进行处理，其余中继节点则直接根据路由信息对数据进行转发，具体情况如下：

(1)原目的节点C向源节点A发送长度为T反馈报文段P₁′及对于报文段P₁的应答ACK，并将该数据转发给中继节点B₄；

(2)由于中继节点B₄为传统移动通信网络节点，自身不具备信息存储及处理的能力，并不对报文段P₁′内容进行分析，直接依照自身路由表，将数据转发给中继节点B₅；

(3)由于节点C信任中继节点B₅且B₅自身具备信息存储和处理的能力，B₅根据自身A-C传输先验知识库对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT₁，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给下一中继节点B₆；

(4)由于节点C不信任中继节点B₆，因此B₆不具备分析处理报文段P₁′的资格，将数据转发给中继节点B₁；

(5)由于节点C信任中继节点B₁且B₁自身具备信息存储和处理的能力，B₁根据自身A-C传输先验知识库以及正向传输信息对于报文段P₁′的内容进行修改，使得其长度变为T+ΔT₁+ΔT₂，并依据此次报文段内容对A-C传输信息库进行修改；通过查询自身路由表，将修改后的数据转发给节点A。

6.一种应用权利要求1～5任意一项所述面向移动通信网路的内容增量传输方法的移动通信系统。