CN110351778A - 移动通信与地面数字广播融合系统、方法及其用户终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通信技术领域内的移动通信与地面数字广播融合系统、方法及其用户终端，包括移动通信系统、地面数字广播系统以及移动边缘计算服务器；所述移动通信系统、所述地面数字广播系统分别与所述移动边缘计算服务器相连；通过所述移动通信系统向移动边缘服务器请求服务，所述移动边缘服务器提供服务内容，服务内容由所述地面数字广播系统与所述移动通信系统分别通过相应的链路进行投递。本发明的技术方案通过移动边缘计算能够最大程度上为用户终端提供了提供高带宽低延时的高质量服务，并通过移动通信和地面数字广播协同传输，在满足用户高质量服务需求同时，减少核心网络流量负载。

Description

移动通信与地面数字广播融合系统、方法及其用户终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及基于移动边缘计算的移动通信与地面数字广播融合系统、用户终端以及基于其系统的方法。

背景技术

随着互联网、物联网、移动通信等技术的飞速发展，网络中移动终端的数量将越来越多，视听媒体内容将呈现指数型增长，视频服务及网络要求逐渐多元化，当前无线移动通信系统已经无法满足日益增长的用户需求，与此同时为了更好提高频谱利用效率，亟待优化频率分配和频率使用，向着更高频段拓展；技术上也需要进一步提升空口效率，采用合理基站布置以及组网技术提高覆盖效率和业务能力，设计合理的休眠机制和数据卸载路径来降低能耗、降低网络建设和运营成本，物联网、车联网等网络以及移动边缘计算等5G关键技术将提高终端能力并降低功耗作为研究目标。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种移动通信与地面数字广播融合系统、方法及其用户终端。

根据本发明提供的一种移动通信与地面数字广播融合系统，包括移动通信系统、地面数字广播系统以及移动边缘计算服务器；

所述移动通信系统、所述地面数字广播系统分别与所述移动边缘计算服务器相连；

通过所述移动通信系统向移动边缘服务器请求服务，所述移动边缘服务器提供服务内容，服务内容由所述地面数字广播系统与所述移动通信系统分别通过相应的链路进行投递。

一些实施方式中，所述移动边缘计算服务器具备缓存功能，包括热点内容缓存与服务队列缓存。

一些实施方式中，所述服务队列包括用户请求队列与服务结果队列，所述移动边缘计算服务器优化所述服务队列。

一些实施方式中，所述移动边缘计算服务器具备计算功能，所述移动边缘计算服务器可对用户请求服务进行计算并优化计算后服务结果数据。

一些实施方式中，所述移动边缘计算服务器将优化计算后服务结果数据分为共性数据与个性数据，并形成数据分割策略。

一些实施方式中，所述移动边缘计算服务器具备流量负载均衡功能，所述移动边缘计算服务器将所述共性数据传输给地面数字广播系统，所述移动边缘计算服务器将所述个性数据与所述数据分割策略传输给所述移动通信系统。

一种移动通信与地面数字广播融合系统的用户终端，用户终端与所述广播电视系统之间设有广播链路，用户终端与所述移动通信系统之间设有双向通信链路。

一些实施方式中，所述用户终端具备同时接收移动通信信号和广播信号相应的硬件解调模块，并能具备数据处理功能。

一些实施方式中，所述用户终端能够基于数据分割策略，将从移动通信系统获得的数据包添加到从所述地面数字广播系统获得的数据包中形成完整数据流，并将数据流投递给所述用户终端的应用程序。

一种基于移动通信与地面数字广播融合系统的方法，包括如下步骤：

S1，用户请求通过移动网路上行链路上传，并发送给移动边缘计算服务器；

S2，移动边缘服务器基于用户请求优化提供服务顺序，并执行服务计算，将服务结果缓存；

S3，移动边缘服务器对服务结果进行整合，筛选出共性数据和个性数据，并形成每个用户的数据分割策略；

S4，根据移动通信系统和地面数字广播系统的负荷，决定服务内容传输策略：将共性数据传输给地面数字广播塔，个性内容与数据分割策略传输给移动通信系统；

S5，用户终端从移动通信系统和地面数字广播系统接收数据和数据分割策略。

S6，用户终端基于数据分割策略整合两者数据，形成最终的服务内容。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的技术方案通过移动边缘计算能够最大程度上为用户终端提供了提供高带宽低延时的高质量服务，并通过移动通信和地面数字广播协同传输，在满足用户高质量服务需求同时，减少核心网络流量负载。

2、本发明的技术方案将地面数字广播服务和移动通信网服务有效结合，并通过移动边缘计算提供低延时高质量服务，大大拓展了地面数字广播系统的用户场景，可以适用于车联网、物联网等多种场景下。

3、本发明将数字电视广播应用于提供高质量的5G服务，帮助移动边缘计算实现服务结果传输，与移动通信网络实现优势互补。

4、本发明在提供给用户终端低延时高质量的服务，极大地满足用户个性化需求同时，降低核心网络负载，在未来网络架构设计中具有重要意义和作用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明移动通信与地面数字广播融合系统的架构示意图；

图2是本发明移动边缘服务器处理服务流程的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

基于上述的背景，随着对于视频业务需求的不断提高，当前移动通信网络负荷无法承载4K甚至未来8K视频点播直播业务，而大众的喜好具有高度统一性，因此，数字电视广播系统能够帮助移动网络实现热点内容的集中推送和向密集请求区域提供广播服务。本发明提供一种基于移动边缘计算的移动与地面数字广播融合系统，并提供了终端接收的实施方案。实施例将以提供高清视频服务作为对象。

如图1所示，基于移动边缘计算的移动与地面数字广播融合系统是将用户请求的服务内容先通过移动边缘服务器进行计算和存储，再通过移动链路和广播链路向用户终端投递。该系统主要包含移动边缘服务器、移动通信网络、地面数字电视广播三个个重要组成部分，而用户终端需要针对该系统特别设计。

本发明中，移动链路中，移动边缘服务器与移动通信网络通过光纤连接，用户通过无线接入移动通信网络基站具有双向通信能力。广播链路中，移动边缘服务器与数字电视广播系统通过光纤连接，用户通过广播天线模块接收下行广播信号；移动边缘计算服务器设置于边缘网络，具备云计算能力，能够基于用户请求提供对应的计算服务和视频缓存服务，其计算服务如视频渲染，应用优化加速，车联网信息处理等，其视频缓存服务如视频预缓存等。

移动边缘服务器具备缓存能力，可以缓存热点内容和服务队列。于此同时，移动边缘服务器具备计算能力，对用户请求视频进行计算渲染从而提升用户体验。

如图2所示，移动边缘服务器设置用户请求队列，由于服务超过延时要求将被丢弃，通过动态规划算法(随机网络优化算法)选择合理的服务执行顺序，对丢弃服务比率进行优化，在保证不拥塞的情况下最大程度上提升用户体验。移动边缘服务器能够优化计算后服务结果数据，并将其分为两类数据：共性传输内容(例如，数据使用接口文件，服务容器，热门视频等数据)，个性传输内容。移动边缘服务器具备流量负载均衡功能，能够基于当前移动通信网络和数字电视广播网络负载情况，提出优化的流量分配方案。并针对每个用户生成数据分割策略，包含数据包路由信息和顺序标号，以帮助用户快速组合数据，避免因为查找而带来额外的开销延迟。

移动通信网络，主要有核心网、基站、基站控制服务器等组成，具备用户接入并提供服务能力。拥有上下行双向通路，能够接收用户终端服务请求，并下传给用户个性内容。

地面数字广播系统主要包括，码流盒，激励器，发射机等组成，能够基于现有地面数字电视标准例如ATSC 3.0,向用户通过广播推送热门内容。只拥有下行能力，向用户终端推送共性内容。

用户终端具备同时接收广播信号和移动通信信号能力，即拥有独立的广播天线解调模块和移动通信天线解调模块，并能够同时工作，以保证无间断、高用户体验内容的呈现。用户终端具有对接收到的广播信号和移动通信信号进行解包的能力，并通过组包技术将移动链路和广播链路收到的数据包组合，形成完整数据流，并推送给用户终端应用进行播放。

用户在终端发起视频请求服务，通过移动通信上行链路，并传送给了移动边缘服务器。移动边缘服务器优化服务顺序。根据用户视频渲染需求，对视频局部进行渲染等处理，并存放于服务结果处。通过分析服务结果数据，发现多个用户都在请求这个热点视频，于是将视频背景内容给广播网以广播形式发送，而局部渲染的个性化请求内容和具体的数据分割策略通过移动通信链路传输。用户终端接收到数据，基于数据分割策略，重组视频，并在终端应用播放。

实施例2

本发明在实施例1的基础上，还提供一种移动通信与地面数字广播融合系统的终端设计，用户与地面广播电视系统之间设有广播下行链路，用户与移动通信基站设有双向通信链路，地面广播电视系统与移动通信系统均与移动边缘计算服务器相连，移动边缘计算服务器设置于边缘网络，具备云计算能力，能够基于用户请求提供对应的计算服务和视频缓存服务，其计算服务如视频渲染，应用优化加速，车联网信息处理等，其视频缓存服务如视频预缓存等。

用户终端具备同时接收移动通信信号和广播信号相应的硬件解调模块，并能具备将接收数据处理的功能。

用户终端能够基于数据分割策略，将从移动通信链路获得的数据包，按照合适的顺序和位置添加到从地面广播系统获得的数据包中，形成完整数据流，并推送给用户终端应用进行播放。

实施例3

本发明在实施例1与实施例2的基础上，还提供一种基于移动边缘计算的移动通信与地面数字广播融合系统的方法，其步骤为：

S1，用户请求通过移动网路上行链路上传，并发送给移动边缘计算服务器。

S2，移动边缘服务器基于用户请求优化提供服务顺序，并执行服务计算，将服务结果存于缓存中

S3，移动边缘服务器将服务结果进行整合，筛选出共性数据和个性数据。形成每个用户的数据分割策略。

S4，根据移动通信和地面数字广播传输网络的负荷情况，决定服务内容传输策略：将共性数据传输给地面数字广播塔，个性内容传输给移动通信网络基站。同时，数据分割的策略也一并传输给移动通信网络基站。

S5，用户终端从移动通信基站和地面数字广播塔接收到数据和数据分割策略。

S6，基于数据分给策略整合两者数据，并形成最终的服务内容

步骤2中，移动边缘服务器具备缓存功能，可以提供视频缓存业务，并具有两个服务队列：其一为用户请求队列，其二为服务结果队列，并具备队列优化算法，优化服务顺序从而降低因延迟而丢弃的服务数。

步骤3中，移动边缘服务器能够优化服务结果数据，并将其分为两类数据：共性传输内容与个性传输内容，共性传输数据可为数据使用接口文件，服务容器，热门视频等数据。

步骤4中，移动边缘服务器具备流量负载均衡功能，能够基于当前移动网络和数字电视广播网络负载情况，提出优化的流量分配方案。并针对每个用户生成数据分割策略，以帮助用户组合数据。其中数据分割策略包含了数据包的路由信息和顺序标号，帮助用户在终端快速组合数据包。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

Claims (10)

1.一种移动通信与地面数字广播融合系统，其特征在于，包括移动通信系统、地面数字广播系统以及移动边缘计算服务器；

所述移动通信系统、所述地面数字广播系统分别与所述移动边缘计算服务器相连；

通过所述移动通信系统向移动边缘服务器请求服务，所述移动边缘服务器提供服务内容，服务内容由所述地面数字广播系统与所述移动通信系统分别通过相应的链路进行投递。

2.根据权利要求1所述的移动通信与地面数字广播融合系统，其特征在于，所述移动边缘计算服务器具备缓存功能，包括热点内容缓存与服务队列缓存。

3.根据权利要求1所述的移动通信与地面数字广播融合系统，其特征在于，所述服务队列包括用户请求队列与服务结果队列，所述移动边缘计算服务器优化所述服务队列。

4.根据权利要求1所述的移动通信与地面数字广播融合系统，其特征在于，所述移动边缘计算服务器具备计算功能，所述移动边缘计算服务器可对用户请求服务进行计算并优化计算后服务结果数据。

5.根据权利要求1所述的移动通信与地面数字广播融合系统，其特征在于，所述移动边缘计算服务器将优化计算后服务结果数据分为共性数据与个性数据，并形成数据分割策略。

6.根据权利要求1所述的移动通信与地面数字广播融合系统，其特征在于，所述移动边缘计算服务器具备流量负载均衡功能，所述移动边缘计算服务器将所述共性数据传输给地面数字广播系统，所述移动边缘计算服务器将所述个性数据与所述数据分割策略传输给所述移动通信系统。

7.一种移动通信与地面数字广播融合系统的用户终端，其特征在于，用户终端与所述广播电视系统之间设有广播链路，用户终端与所述移动通信系统之间设有双向通信链路。

8.根据权利要求7所述的移动通信与地面数字广播融合系统的用户终端，其特征在于，所述用户终端具备同时接收移动通信信号和广播信号相应的硬件解调模块，并能具备数据处理功能。

9.根据权利要求7所述的移动通信与地面数字广播融合系统的用户终端，其特征在于，所述用户终端能够基于数据分割策略，将从移动通信系统获得的数据包添加到从所述地面数字广播系统获得的数据包中形成完整数据流，并将数据流投递给所述用户终端的应用程序。

10.一种基于移动通信与地面数字广播融合系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，用户请求通过移动网路上行链路上传，并发送给移动边缘计算服务器；

S2，移动边缘服务器基于用户请求优化提供服务顺序，并执行服务计算，将服务结果缓存；

S3，移动边缘服务器对服务结果进行整合，筛选出共性数据和个性数据，并形成每个用户的数据分割策略；

S4，根据移动通信系统和地面数字广播系统的负荷，决定服务内容传输策略：将共性数据传输给地面数字广播塔，个性内容与数据分割策略传输给移动通信系统；

S5，用户终端从移动通信系统和地面数字广播系统接收数据和数据分割策略。

S6，用户终端基于数据分割策略整合两者数据，形成最终的服务内容。