CN113691544B - 网络调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络调度方法，包括：地面网络系统通过地面网络为预设的地面网络覆盖范围内的用户设备提供流媒体服务，在当前时间距离用户设备进入电子围栏的时间为第一预定时长时，发送用户设备的第一递送服务信息至卫星网络系统，卫星网络系统根据接收的第一递送服务信息，通过卫星网络对该用户设备提供流媒体服务，并在确定当前时间距离用户设备退出电子围栏的时间为第二预定时长的情况下，发送获取的用户设备的第二递送服务信息至地面网络系统；地面网络系统根据第二递送服务信息，通过地面网络对退出电子围栏的用户设备提供流媒体服务。根据本发明实施例的方法，在陆地网络没有覆盖的地区，可以保证用户流媒体服务的连续性和完整性方法。

Description

网络调度方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种网络调度方法。

背景技术

在网络上提供流媒体服务时，通常可以采用内容递送/分发网络(ContentDelivery/Distribution Network，CDN)来实现。内容递送/分发网络可以在网络Internet中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络边缘(主机、网络应用等)，使用户可以就近取得所需的内容，解决Internet网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度。

但是，现有的内容递送网络只能提供基于陆地网络系统的分发能力，在陆地网络没有覆盖的地区(江河湖海、边远地区、山区等)，流媒体的分发服务受到限制。

发明内容

为此，本发明提供一种网络调度方法，以解决现有技术中在陆地网络无覆盖的地区，流媒体的分发服务受到限制的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种网络调度方法，应用于内容分发网络系统，内容分发网络系统包括地面网络系统和卫星网络系统，该方法包括：

地面网络系统通过地面网络为预设的地面网络覆盖范围内的用户设备提供流媒体服务，并在确定当前时间距离用户设备进入电子围栏的时间为第一预定时长的情况下，发送获取的用户设备的第一递送服务信息至卫星网络系统，其中，电子围栏包括地面网络覆盖范围之外的区域；

卫星网络系统根据接收的第一递送服务信息，通过卫星网络对进入电子围栏的用户设备提供流媒体服务，并在确定当前时间距离用户设备退出电子围栏的时间为第二预定时长的情况下，发送获取的用户设备的第二递送服务信息至地面网络系统；

地面网络系统根据接收的第二递送服务信息，通过地面网络对退出电子围栏的用户设备提供流媒体服务。

本发明具有如下优点：根据本发明实施例中的网络调度方法，在陆地网络没有覆盖的地区，可以保证用户流媒体服务的连续性和完整性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明一实施例提供的网络调度方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的内容递送网络系统的场景示意图；

图3为本发明另一实施例提供的网络调度方法的流程示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明实施例中，CDN可以从技术上解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等问题，以及解决用户访问网站的响应速度慢的问题。CDN可以理解为是一种网络构建方式，能在传统的IP网发布宽带丰富媒体而特别优化的网络覆盖层。CDN的关键技术例如包括如下几个方面：内容分发，可以将内容发布到距离用户最近的边缘服务器；内容路由请求，可以采用CDN的负载均衡技术，通过内容路由器中的重定向机制，在多个边缘服务器间均衡用户的请求，以使用户请求得到最近内容源的响应；负载均衡，可以根据内容的可用性、服务器的可用性以及用户情况，在边缘服务器上平衡负载流量；以及，内容存储管理。

在一些实施例中，CDN可以基于陆地有线互联网或者运营商的IP专网来搭建，即基于运营商的有线核心网和传输网，接入时可以使用光纤等有线接入方式，也可以使用无线接入方式，比如通过运营商的基站、家庭里可以使用无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)等无线接入方式。内容递送网络系统多为基于陆地的通信系统，使用者也是在陆地上的固定或者移动终端设备。

在一些实施例中，相比地面移动通信网络，卫星通信利用高、中、低轨卫星可实现广域甚至全球覆盖，可以为全球用户提供无差别的通信服务。铱星(Iridium)、海事卫星(Inmarsat)、瑟拉亚(Thuraya)等商用移动卫星通信系统为海上、应急及个人移动通信等应用提供了有效的解决方案；通信卫星Teledesic卫星、微纳卫星(例如OneWeb)、太空宽带网络卫星Starlink等中低轨卫星星座将卫星通信服务与互联网业务相融合，为卫星通信产业注入新的活力。比如Teledesic的星地链路为Ka波段，每个轨道面上的相邻卫星之间建有60GHz的星际链路，Teledesic采用全星上处理和全星上交换，系统设计成一个“空中因特网”。

在一些实施例中，地面第五代移动通信(5th Generation Mobile Networks，5G)可以具备较完善的产业链、巨大的用户群体、灵活高效的应用服务模式等。通过卫星通信系统与5G相互融合，取长补短，共同构成全球无缝覆盖的海、陆、空、天一体化综合通信网，可以满足用户无处不在的多种业务需求，是未来通信发展的重要方向。

现有基于卫星的流媒体服务，通常只能提供广播流媒体服务，不能提供点对点的个性化的服务；另外，现有的广播流媒体服务，接受服务的设备一般固定不动，而且由固定的单颗卫星提供服务，不能通过多颗卫星对同一个媒体节目内容进行接续提供服务。

在本发明实施例中，卫星与5G技术的融合可以充分发挥各自优势，为用户提供更全面优质的服务，例如主要体现在：在地面5G网络无法覆盖的偏远地区、飞机上或者远洋舰艇上，卫星可以提供经济可靠的网络服务，将网络延伸到地面网络无法到达的地方；卫星可以为物联网设备以及飞机、轮船、火车、汽车等移动载体用户提供连续不间断的网络连接，卫星与5G融合后，可以大幅度增强5G系统在这方面的服务能力；卫星优越的广播/多播能力可以为网络边缘及用户设备提供高效的数据分发服务。

为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的网络调度方法，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。

图1是示出根据本发明实施例的网络调度方法的流程图。如图1所示，本发明实施例中的网络调度方法，可以应用于内容分发网络系统，内容分发网络系统包括地面网络系统和卫星网络系统，该网络调度方法可以包括以下步骤：

S110，地面网络系统通过地面网络为预设的地面网络覆盖范围内的用户设备提供流媒体服务，并在确定当前时间距离用户设备进入电子围栏的时间为第一预定时长的情况下，发送获取的用户设备的第一递送服务信息至卫星网络系统，其中，电子围栏包括地面网络覆盖范围外的区域。

S120，卫星网络系统根据接收的第一递送服务信息，通过卫星网络对进入电子围栏的用户设备提供流媒体服务，并在确定当前时间距离用户设备退出电子围栏的时间为第二预定时长的情况下，发送获取的用户设备的第二递送服务信息至地面网络系统。

S130，地面网络系统根据接收的第二递送服务信息，通过地面网络对退出电子围栏的用户设备提供流媒体服务。

根据本发明实施例的网络调度方法，可以为有网络覆盖的地方提供基于地面网络的流媒体服务，当移动的用户设备进入无网络覆盖的地方，可以通过卫星网络继续不间断的提供流媒体服务，从而采用电子围栏的方式确定用户设备在地面内容递送网络和卫星内容递送网络之间的切换，保证用户流媒体服务的连续性和完整性。

在本发明实施例中的网络调度方法所基于的内容递送网络系统的架构，可以理解为是一种天地一体化的、无缝衔接的流媒体服务系统架构，因此，本发明实施例的内容递送网络，可以称为是天地一体化的内容递送网络，该内容递送网络在地面网络系统和卫星网络系统之间进行切换，保证对用户设备用户进行流媒体服务的连续性和完整性，实现了全地理方位覆盖、无缝衔接的实时媒体递送网络服务。

在一些实施例中，第一递送服务信息包括：用户设备的标识信息、用户设备进入电子围栏前的位置信息、进入电子围栏前的运动速度和运动路线、以及进入电子围栏前正在播放的流媒体内容的流媒体信息。

在确定当前时间距离用户设备进入电子围栏的时间为第一预定时长的情况下，步骤S110中的发送获取的用户设备的第一递送服务信息至卫星网络系统步骤，具体可以包括：

S11，地面调度服务引擎根据用户设备进入电子围栏前的运动速度和运动路线，计算用户设备进入电子围栏的时间点，并在当前时间距离进入电子围栏的时间点大于或等于第一预定时长的情况下，地面调度服务引擎将用户设备的设备标识、进入电子围栏前的位置信息、进入电子围栏前的流媒体信息和进入电子围栏的时间点，发送至卫星流媒体调度服务引擎。

其中，卫星网络系统根据接收的第一递送服务信息，步骤S120中的通过卫星网络对进入电子围栏的用户设备提供流媒体服务步骤，具体可以包括：

S21，卫星流媒体调度服务引擎查询边远媒体存储服务器上是否存储有用户设备进入电子围栏前正在播放的流媒体内容，若查询到未存储有进入电子围栏前正在播放的流媒体内容，则通过调度卫星流媒体中转服务器和低地球轨道卫星为用户设备提供流媒体服务，以及，若查询到存储有进入电子围栏前正在播放的流媒体内容，则卫星流媒体调度服务引擎通过调度边远媒体存储服务器为用户设备提供流媒体服务。

在该实施例中，地面调度服务引擎可以在用户设备进入电子围栏之前，将用户设备的标识信息、位置信息、流媒体信息进入电子围栏的时间，发送到卫星流媒体调度服务引擎；卫星流媒体调度服务引擎查询边远媒体存储服务器上是否存储有用户设备进入电子围栏前正在播放的流媒体内容，并根据查询结果提供对应的流媒体服务，从而在用户设备离开地面网络系统的网络覆盖范围后，通过卫星网络系统，继续不间断地为用户设备提供流媒体服务。

在一些实施例中，步骤S21中，通过调度卫星流媒体中转服务器和低地球轨道卫星为用户设备提供流媒体服务的步骤，具体可以包括如下步骤。

S31，卫星流媒体调度服务引擎发送第一通知消息至卫星流媒体中转服务器；

S32，卫星流媒体中转服务器响应于第一通知消息，计算多个低地球轨道卫星中的与用户设备距离最近的低地球轨道卫星；

S33，距离最近的低地球轨道卫星根据获取的用户设备的标识信息进行设备身份验证，在设备身份验证成功的情况下，向卫星流媒体调度服务引擎发送第二通知消息，以用于通知卫星流媒体调度服务引擎由本轨道卫星为用户设备提供流媒体服务的接续服务；

S34，卫星流媒体调度服务引擎响应于第二通知消息，根据流媒体服务的服务类型向地面调度服务引擎发送对应的第三通知消息，第三通知消息中包括服务类型和距离最近的低地球轨道卫星的标识信息；

S35，地面调度服务引擎响应于第三通知消息，确定用户设备进入电子围栏的时间点所对应的第一流媒体服务时间点，将流媒体内容中的在第一流媒体服务时间点之后的媒体内容作为第一接续媒体内容，并通过与服务类型对应的方式，发送第一接续媒体内容至与用户设备距离最近的低地球轨道卫星；

S36，距离最近的低地球轨道卫星发送第一接续媒体内容至用户设备，以使用户设备在进入电子围栏后，根据第一接续媒体内容进行流媒体内容的播放。

在该实施例中，可以采用多个低地球轨道卫星为地面网络系统中的用户设备提供流媒体服务，采用地球同步卫星(例如高轨道卫星)或者静止轨道卫星，完成和实现本发明实施例中的卫星流媒体调度服务引擎和卫星流媒体中转服务器的功能。

在一些实施例中，地面网络系统还包括：地面流媒体存储服务器；若服务类型为点播服务，则S35中的通过与服务类型对应的方式，发送第一接续媒体内容至与用户设备距离最近的低地球轨道卫星步骤，具体可以包括：

S41，地面调度服务引擎通过调度地面流媒体存储服务器，将地面流媒体存储服务器中存储的第一接续媒体内容，发送至卫星流媒体中转服务器，以通过卫星流媒体中转服务器，将接收到的第一接续媒体内容发送至距离最近的低地球轨道卫星；

S42，若服务类型为直播服务，则通过与服务类型对应的方式，发送第一接续媒体内容至与用户设备距离最近的低地球轨道卫星，包括：

S43，地面调度服务引擎通过调度地面流媒体存储服务器，将地面流媒体存储服务器中存储的第一接续媒体内容，直接发送至距离最近的低地球轨道卫星。

在该实施例中，地面调度服务引擎可以根据服务类型中的点播服务，将第一接续媒体内容通过卫星流媒体中转服务器发送到距离用户设备最近的低地球轨道卫星；根据服务类型中的直播服务，直接发送第一接续媒体内容至距离最近的低地球轨道卫星，以保障用户使用流媒体的连续性，不间断地完成用户点播和直播服务。

在一些实施例中，S33中距离最近的低地球轨道卫星根据获取的用户设备的标识信息进行设备身份验证的步骤，具体可以包括：

S51，距离最近的低地球轨道卫星接收来自卫星流媒体调度服务引擎发送的允许提供接续服务的客户信息，并在判定允许提供接续服务的客户信息中包含用户设备的标识信息的情况下，确定对用户设备的设备身份验证成功。

其中，允许提供接续服务的客户信息，是卫星流媒体调度服务引擎响应于第二通知消息，向距离最近的低地球轨道卫星发送的预先存储的允许提供接续服务的客户信息。

在该实施例中，在确定用户设备的身份验证成功的情况下，为用户设备提供接续服务，保证服务过程中的数据安全和流媒体接续服务用户的合法权益。

在一些实施例中，卫星网络系统还包括多个边远媒体存储服务器；S21中的通过调度边远媒体存储服务器为用户设备提供流媒体服务步骤，包括如下步骤。

S61，卫星流媒体调度服务引擎将查询到的存储有用户设备在进入电子围栏前正在播放的流媒体内容的边远媒体存储服务器，作为指定的边远媒体存储服务器，并确定用户设备进入电子围栏的时间点所对应的第二流媒体服务时间点，发送第四通知消息至指定的边远媒体存储服务器，第四通知消息中第二流媒体服务时间点。

S62，指定的边远媒体存储服务器将自身存储的正在播放的流媒体内容中的在第二流媒体服务时间点之后的媒体内容作为第二接续媒体内容，发送第二接续媒体内容至与指定的边远媒体存储服务器对应的低地球轨道卫星。

与指定的边远媒体存储服务器对应的低地球轨道卫星发送第二接续媒体内容至用户设备，以使用户设备在进入电子围栏后，根据第二接续媒体内容进行流媒体内容的播放。

在该实施例中，卫星流媒体调度服务引擎查询到边远媒体存储服务器上存储用户设备正在播放的流媒体内容的情况下，通过边远媒体存储服务器自身存储的流媒体内容，为进入电子围栏用户设备提供媒体续接服务。

在一些实施例中，第二递送服务信息包括：用户设备的标识信息、用户设备退出电子围栏前的位置信息、退出电子围栏前的运动速度和运动路线、以及退出电子围栏前正在播放的流媒体内容的流媒体信息。

地面网络系统包括：地面调度服务引擎和地面流媒体存储服务器；卫星网络系统包括：卫星流媒体调度服务引擎、卫星流媒体中转服务器、边远媒体存储服务器、多个低地球轨道卫星。

在该实施例中，上述步骤S120中的通过卫星网络对进入电子围栏的用户设备提供流媒体服务步骤，具体可以包括：

卫星流媒体调度服务引擎根据用户设备退出电子围栏前的运动速度和运动路线，计算用户设备退出电子围栏的时间和对应的第三流媒体服务时间点，在当前时间距离退出电子围栏的时间大于或等于第二预定时长的情况下，向地面调度服务引擎发送第五通知消息，第五通知消息中包括用户设备退出电子围栏前正在播放的流媒体内容的流媒体信息和第三流媒体服务时间点。

在该实施例中，上述步骤S130中的通过地面网络对退出电子围栏的用户设备提供流媒体服务，具体可以包括：

地面调度服务引擎响应第五通知消息，查询地面流媒体存储服务器中是否存储有用户设备退出电子围栏前正在播放的流媒体内容，若查询到存储有退出电子围栏前正在播放的流媒体内容，则调度地面流媒体存储服务器为用户设备提供流媒体服务，以及，若查询到未存储退出电子围栏前正在播放的流媒体内容，则向卫星流媒体调度服务引擎发送第六通知消息，以通知卫星流媒体调度服务引擎调度卫星流媒体中转服务器和低地球轨道卫星，为用户设备提供流媒体服务。

在该实施例中，地面调度服务引擎可以根据用户设备退出电子围栏前正在播放的流媒体内容的流媒体信息和流媒体服务时间点，在地面流媒体存储服务器存储有正在播放的流媒体内容的情况下，由地面流媒体存储服务器为用户设备提供流媒体服务；若在地面流媒体存储服务器未存储有正在播放的流媒体内容的情况下，由低地球轨道卫星为用户设备提供流媒体服务，以保证用户使用流媒体的连续性。

在一些实施例中，地面网络系统还包括：传输网络控制器、接入网络控制器、和多个网络边缘节点服务器；上述步骤S72中的调度地面流媒体存储服务器为用户设备提供流媒体服务步骤，具体可以包括如下步骤。

S71，地面调度服务引擎通知传输网络控制器、接入网络控制器及相关网元为用户设备预留链路和带宽资源，以及，通知地面流媒体存储服务器将第三接续媒体内容推送至多个网络边缘节点服务器中的距离用户设备最近的网络边缘节点服务器，其中，第三接续媒体内容为地面流媒体存储服务器存储的用户设备退出电子围栏前正在播放的流媒体内容中的在第三流媒体服务时间点之后的媒体内容。

S72，距离用户设备最近的网络边缘节点服务器，用于根据预留的链路和带宽资源，根据第三接续媒体内容为用户设备提供流媒体服务。

在该实施例中，地面调度服务引擎在调度地面流媒体存储服务器为用户设备提供流媒体服务时，需要为用户设备预留链路和带宽资源，并通知地面流媒体存储服务器将接续媒体内容推送至距离用户设备最近的网络边缘节点服务器，以保证用户使用流媒体的连续性。

在一些实施例中，网络调度方法还可以包括如下步骤。

S81，卫星流媒体调度服务引擎响应第六通知消息，通过调度卫星流媒体中转服务器确定当前正在与用户设备通信且距离用户设备距离最近的低地球轨道卫星，得到第一低地球轨道卫星，并向第一低地球轨道卫星发送第七通知消息，第七通知消息中包括用户设备退出电子围栏前的流媒体信息和第三流媒体服务时间点；

S82，第一低地球轨道卫星响应第七通知消息，将第一低地球轨道卫星中存储的第四接续媒体内容发送至地面流媒体存储服务器，第四接续媒体内容为：用户设备退出电子围栏前正在播放的流媒体内容中的在第三流媒体服务时间点之后的媒体内容；

S83，地面流媒体存储服务器将接收到的第四接续媒体内容推送至距离用户设备最近的网络边缘节点服务器；

S84，距离用户设备最近的网络边缘节点服务器根据预留的链路和带宽资源，根据第四接续媒体内容推为用户设备提供流媒体服务。

在该实施例中，卫星流媒体中转服务器可以在卫星流媒体调度服务引擎102的调度下，确定当前正在与用户设备通信且距离用户设备距离最近的低地球轨道卫星，以通过该低地球轨道卫星在用户设备在用户退出电子围栏后，为用户设备提供流媒体服务，以保证用户使用流媒体的连续性。

在一些实施例中，地面网络系统包括：地面调度服务引擎和地面流媒体存储服务器；卫星网络系统包括：卫星流媒体调度服务引擎、卫星流媒体中转服务器、边远媒体存储服务器；网络调度方法还可以包括如下步骤。

S140，卫星流媒体调度服务引擎向边远媒体存储服务器发送媒体内容查询消息；

S141，边远媒体存储服务器响应媒体内容查询消息，将自身服务器存储的已有媒体内容信息发送至卫星流媒体调度服务引擎；

S142，卫星流媒体调度服务引擎在确定卫星流媒体中转服务器的负荷状态为未超负荷的情况下，发送第一中转控制信息至地面调度服务引擎，第一中转控制信息中包括卫星流媒体中转服务器的标识信息和已有媒体内容信息；

S143，地面调度服务引擎响应于第一中转控制信息，根据已有媒体内容信息生成计划推送信息，并发送计划推送信息和卫星流媒体中转服务器的标识信息至地面流媒体存储服务器，计划推送信息包括预先生成的媒体热点信息中的除已有媒体内容信息之外的热点信息；

S144，地面流媒体存储服务器将计划推送信息所对应的媒体内容发送至卫星流媒体中转服务器；

S145，卫星流媒体中转服务器将计划推送信息中涉及的媒体内容发送至边远媒体存储服务器。

在该实施例中，为了缩短端到端的时延，同时为了优化和均衡各节点的流媒体负载，可以选择具备一定条件的地方，设置边远媒体存储服务器，例如有电源、可以定期维护和地理位置好。边远媒体存储服务器可以与卫星天线发射器相连，根据卫星流媒体调度服务引擎的调度，将其他地方(包括有线网络内)的热点内容保存在本地。所保存的媒体内容例如可以包括：热点媒体内容、重要媒体内容和公众喜欢的内容等，当边远地区的其他节点有需求时，可以通过卫星满足这些需求，即这些边远媒体存储服务器可以接收媒体内容保存，并为其他地区用户提供服务。因此，边远媒体存储服务器可以是CDN系统中的一个网络节点，并且可以只存储热点内容，而并不存储全部内容，只有地面流媒体存储服务器才存储所有的内容。卫星流媒体调度服务引擎可以作为整个边远地区的调度服务引擎。

在一些实施例中，其特征在于，卫星网络系统还包括第二低地球轨道卫星；网络调度方法还可以包括如下步骤。

S146，卫星流媒体调度服务引擎在确定卫星流媒体中转服务器的负荷状态为超负荷的情况下，发送第二中转控制信息至地面调度服务引擎，第二中转控制信息中包括第二低地球轨道卫星的标识信息和已有媒体内容信息，第二低地球轨道卫星为预先指定的用于与边远媒体存储服务器通信的低地球轨道卫星。

S147，地面调度服务引擎响应于第二中转控制信息，根据已有媒体内容信息生成计划推送信息，并发送计划推送信息和第二低地球轨道卫星的标识信息至地面流媒体存储服务器；

S148，地面流媒体存储服务器将计划推送信息所对应的媒体内容发送至第二低地球轨道卫星；

S149，第二低地球轨道卫星将计划推送信息中涉及的媒体内容发送至边远媒体存储服务器。

在该实施例中，根据卫星流媒体调度服务引擎的安排和控制，当卫星流媒体中转服务器超负荷时，地面流媒体存储服务器可以将媒体内容直接发送给低地球轨道卫星，由低地球轨道卫星进行对计划推送信息中涉及的媒体内容的中转。

根据本发明实施例的网络调度方法，可以基于低轨通信卫星和地面已有的CDN，针对现有CDN无法满足天空海洋、边远地区、山区等用户的实时流媒体服务需求，提出了天地一体化的内容递送网络，包括地面内容递送网络和卫星内容递送网络，采用电子围栏的方式确定用户在地面和天空CDN网络之间切换，保证了用户流媒体服务的连续性和完整性，实现了全地理方位覆盖、无缝衔接的实时媒体递送网络服务。

图2示出本发明实施例的内容递送网络系统的场景示意图；图2示出本发明实施例的地面网络系统和卫星网络系统进行切换的流程图；图3示出本发明实施例另一实施例的网络调度方法的流程示意图。

在图2中，该架构中还可以包括：运营支撑系统服务器107、光线路终端(OpticalLine Terminal，OLT)108、核心网络交换机109、用户设备110以及地面卫星基站111。示例性地，LEO卫星204例如可以包括LEO卫星204-1、LEO卫星204-2、LEO卫星204-3、……、LEO卫星204-n，n为大于或等于1的整数。

其中，该架构中的地面网络系统100可以采用SDN架构进行控制，城域的传输网络控制器104与接入网络控制器105相连，同时接入网络控制器105也与运营支撑系统的服务器107相连。运营支撑系统服务器107可以实现对用户身份进行认证鉴权、计费等运营需求；接入网络控制器105与地面调度服务引擎102相连，地面调度服务引擎102还包括电子节目指南(Electronic Program Guide，EPG)服务器，EPG可以是互联协议电视(InternetProtocol Television，IPTV)服务呈现给用户的最初界面内容。

在图2中，OLT108可以提供光接入网的网络侧接口和连接光纤干线的终端设备，例如，地面接入用户设备110和在电子围栏外且位于行驶汽车上的用户设备110，核心网络交换机109为地面网络系统的主干部分的交换机。

地面卫星基站111，可以提供地面网络系统100与卫星网络系统200之间的数据传输通道。

应理解，图2架构中包含的设备的类型和设备数目仅仅是示意性地，根据实际应用需要，可以进行灵活调整。

在本发明实施例中，地面网络系统100，即地面通信系统(即地面网络)可以通过SDN定义的接口及协议实现对多种异构接入网络进行统一控制和管理，集中式的动态管控机制。该基于SDN的地面网络系统相比于传统的人工网管系统更灵活，可以实现有线、无线的综合接入，满足网络融合的需要。接入网络控制器105和相关网元，可以实现对每个用户接入网络的控制管理，为每一个流媒体服务确定接入层面的路径和带宽，并根据用户的请求对城域传输网提出链路和带宽预留资源并为此确定传输路径。

在图2中，当行驶汽车在预先绘制的电子围栏外，即行驶汽车上的用户设备110在地面网络覆盖范围内，则可以通过地面无线网络基站101完成流媒体内容的接受和服务。当行驶汽车移动到预先绘制的电子围栏内，即行驶汽车上的用户设备110在地面网络覆盖不到的地方时，则需要通过卫星网络来提供服务。

因此，地面调度服务引擎102需要先有一份电子围栏(地图)，围栏内的部分表示地地面网络无法提供实时流媒体服务的地区，并将电子围栏发送到传输到地面调度服务引擎102中保存，同时也发送到需要天地一体化服务的对象，比如行驶汽车上的用户设备110中。目前LEO卫星发展迅猛，系统可以提供容量高达每用户1Gbps的宽带服务，且延时可以控制在25ms到35ms之间，可以满足用户媒体点播的带宽需求。

参考图3，本发明实施例中的网络切换流程可以包括如下步骤。

S300，地面移动的用户设备，在使用本申请中的天地一体化的流媒体服务之前，可以需要将自己的位置定时发送给调度服务引擎或者卫星流媒体调度服务引擎。

在该步骤中，发送位置的方式例如可以通过全球定位系统(Global PositionSystem，GPS)，运营商的基站定位等方式，定时发送的时间可以根据实际情况进行设定，比如每5秒发送一次，本发明实施例不做具体限定。

S301，卫星流媒体调度服务引擎过一定时长，与边远媒体存储服务器交互，询问该服务器上目前有哪些节目的媒体内容。

在该步骤，该时长可以根据实际情况进行自定义设置，比如10分钟，本发明实施例不做具体限定。

S302，边远媒体存储服务器将目前本地的媒体内容列表返回给卫星流媒体调度服务引擎。

S303，卫星流媒体调度服务引擎将节目列表信息发送地面调度服务引擎。

S304，地面调度服务引擎基于用户使用媒体内容的热度，或者依据大数据、人工智能等手段分析得出的用户行为，生成一张媒体推送计划，并将推送计划表发送给地面流媒体存储服务器。

在该步骤中，边远媒体存储服务器是CDN系统中的一个节点，只存储热点内容，并不存储全部的内容，只有地面流媒体存储服务器才存储所有的媒体内容。

S305，地面流媒体存储服务器根据计划推送表，将相关媒体内容发送给卫星流媒体中转服务器。

S306，卫星流媒体中转服务器将媒体内容发送给边远媒体存储服务器保存。

S307，根据卫星流媒体调度服务引擎的安排和控制，地面流媒体存储服务器也可以将媒体内容直接发送给LEO卫星。

S308，LEO卫星将媒体内容发送给边远媒体存储服务器保存。

上面的过程可以称之为“I向边远地区注入内容”过程，这个过程在地面网络资源和天上卫星资源空闲时，可以反复进行，而且也可以是双向的，即边远社区、学校、医院等产生的媒体内容，可以通过卫星发送给“边远媒体存储服务器”保存，或者可以发送给地面“流媒体存储服务器”，完成内容的全局调度。

S309，当移动的用户从电子围栏外进入电子围栏内时，调度服务引擎将当前正在为用户服务的信息发送卫星流媒体调度服务引擎，通知它后续用户的流媒体服务将由卫星来完成。

该信息例如可以包括用户ID、用户请求的地区、用户的IP地址、用户使用的接入类型、请求的媒体ID、媒体的格式、终端类型等信息。

S310，卫星流媒体调度服务引擎，根据某个时间节点的卫星运行轨迹、位置和卫星的负载情况，基于一定的LEO卫星选取规则通知地面调度服务引擎，后续的媒体可以发送到卫星流媒体中转服务器或者可以直接发给LEO卫星。

在该步骤中，提供了卫星网络为用户设备提供续接的流媒体服务的第一种情况。地面调度服务引擎可以根据地面移动用户的运动速度、路线计算出该用户将在什么时间进入电子围栏，以及相应的流媒体服务时间节点，同时结合卫星流媒体调度服务引擎发来的谁接收信息，通知地面流媒体存储服务器，将用户当前正在使用的媒体相应时间节点的内容提前发送给卫星，以保障用户使用流媒体的连续性。

在该步骤中，卫星流媒体调度服务引擎维持和掌握着整个LEO卫星的连接和经纬度位置等信息，该LEO卫星选取规则比如可以是距离最近原则：当卫星正在用户头上或者卫星与用户的距离相比其他卫星最短；通过LEO卫星可以不经过卫星流媒体中转服务器，直接为用户设备提供流媒体服务(例如直播)，

S311，地面流媒体存储服务器根据调度服务引擎的计划和安排，将相应时间节点的内容提前发送给卫星流媒体中转服务器，或者直接发送给LEO卫星。

如图3中S311-a和S311-b所示，地面流媒体存储服务器发送给卫星流媒体中转服务器将相应时间节点的内容，发送给卫星流媒体中转服务器，还是发送给LEO卫星，可以取决于卫星流媒体调度服务引擎的安排和服务的性质，比如直播(见图中的虚线)，以保障用户使用流媒体的连续性。

S312，卫星流媒体调度服务引擎通过查询自己保存的边远媒体存储服务器(无固网交换和接入)中的节目清单，如果有用户正在使用的流媒体内容，则通知边远媒体存储服务器准备为用户提供流媒体服务。

在该步骤中，提供了卫星网络为用户设备提供续接的流媒体服务的

S313，边远媒体存储服务器将相应时间节点的媒体内容发送给LEO卫星。

S314，LEO卫星接续为用户设备提供服务。

上面的过程可以称之为“II进入电子围栏后的用户媒体服务调度”，可以不间断的完成用户点播和直播服务。

S315，如果地面移动用户将要走出电子围栏，则卫星流媒体调度服务引擎根据地面移动用户的运动速度、路线计算出该用户将在什么时间S30时间节点，走出电子围栏，并将用户正在使用的媒体信息打包准备发送给地面的调度服务引擎。

S316，地面调度服务引擎通知传输网络控制器和接入网络控制器及相关网元为用户预留链路和带宽资源。

S317，地面调度服务引擎根据用户使用媒体的时间节点信息和用户正在使用的媒体信息，通知地面流媒体存储服务器，准备相应时间节点的指定媒体内容，并将这个内容推送到最靠近用户的网络边缘，准备为用户提供服务。

S318，当用户进入地面网络覆盖的区域后，地面流媒体存储服务器为用户提供服务。

上面的过程可以称之为“III走出电子围栏后的用户媒体服务调度”，整个调度过程不间断的完成了天地一体化的调度服务。

根据本发明实施例的网络调度方法，可以满足地面5G网络无法覆盖的偏远地区、飞机上或者远洋舰艇上的流媒体服务需求，还可以为物联网设备以及轮船、火车、汽车等移动载体用户提供连续不间断的网络连接和流媒体服务，从而通过地面内容递送网络和卫星内容递送网络，采用电子围栏的方式确定用户设备在地面CDN网络和天空CDN网络之间切换，保证用户流媒体服务的连续性和完整性，实现了全地理方位覆盖的、无缝衔接的媒体递送网络服务。

需要明确的是，本发明并不局限于上文实施例中所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了描述的方便和简洁，这里省略了对已知方法的详细描述，并且上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个实施例中描述的方法。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种网络调度方法，其特征在于，应用于内容分发网络系统，所述内容分发网络系统包括地面网络系统和卫星网络系统，所述方法包括：

所述地面网络系统通过地面网络为预设的地面网络覆盖范围内的用户设备提供流媒体服务，并在确定当前时间距离所述用户设备进入电子围栏的时间为第一预定时长的情况下，发送获取的所述用户设备的第一递送服务信息至所述卫星网络系统，其中，所述电子围栏包括所述地面网络覆盖范围外的区域；

所述卫星网络系统根据接收的所述第一递送服务信息，通过卫星网络对进入所述电子围栏的所述用户设备提供流媒体服务，并在确定当前时间距离所述用户设备退出所述电子围栏的时间为第二预定时长的情况下，发送获取的所述用户设备的第二递送服务信息至所述地面网络系统；

所述地面网络系统根据接收的所述第二递送服务信息，通过地面网络对退出所述电子围栏的所述用户设备提供流媒体服务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一递送服务信息包括：所述用户设备的标识信息、所述用户设备进入所述电子围栏前的位置信息、进入所述电子围栏前的运动速度和运动路线、以及进入所述电子围栏前正在播放的流媒体内容的流媒体信息；

其中，所述在确定当前时间距离所述用户设备进入电子围栏的时间为第一预定时长的情况下，发送获取的所述用户设备的第一递送服务信息至所述卫星网络系统，包括：

地面调度服务引擎根据所述用户设备进入所述电子围栏前的运动速度和运动路线，计算所述用户设备进入所述电子围栏的时间点，并在当前时间距离进入所述电子围栏的时间点大于或等于所述第一预定时长的情况下，所述地面调度服务引擎将所述用户设备的设备标识、进入所述电子围栏前的位置信息、进入所述电子围栏前的所述流媒体信息和进入所述电子围栏的时间点，发送至卫星流媒体调度服务引擎；

其中，所述卫星网络系统根据接收的所述第一递送服务信息，通过卫星网络对进入所述电子围栏的所述用户设备提供流媒体服务，包括：

所述卫星流媒体调度服务引擎查询边远媒体存储服务器上是否存储有所述用户设备进入所述电子围栏前正在播放的流媒体内容，若查询到未存储有进入所述电子围栏前正在播放的流媒体内容，则通过调度所述卫星流媒体中转服务器和低地球轨道卫星为所述用户设备提供流媒体服务，以及，若查询到存储有进入所述电子围栏前正在播放的流媒体内容，则所述卫星流媒体调度服务引擎通过调度所述边远媒体存储服务器为所述用户设备提供流媒体服务。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过调度所述卫星流媒体中转服务器和低地球轨道卫星为所述用户设备提供流媒体服务，包括：

所述卫星流媒体调度服务引擎发送第一通知消息至所述卫星流媒体中转服务器；

所述卫星流媒体中转服务器响应于所述第一通知消息，计算多个所述低地球轨道卫星中的与所述用户设备距离最近的低地球轨道卫星；

所述距离最近的低地球轨道卫星根据获取的所述用户设备的标识信息进行设备身份验证，在设备身份验证成功的情况下，向所述卫星流媒体调度服务引擎发送第二通知消息，以用于通知所述卫星流媒体调度服务引擎由本轨道卫星为所述用户设备提供所述流媒体服务的接续服务；

所述卫星流媒体调度服务引擎响应于所述第二通知消息，根据所述流媒体服务的服务类型向所述地面调度服务引擎发送对应的第三通知消息，所述第三通知消息中包括所述服务类型和所述距离最近的低地球轨道卫星的标识信息；

所述地面调度服务引擎响应于所述第三通知消息，确定所述用户设备进入所述电子围栏的时间点所对应的第一流媒体服务时间点，将所述流媒体内容中的在第一流媒体服务时间点之后的媒体内容作为第一接续媒体内容，并通过与所述服务类型对应的方式，发送所述第一接续媒体内容至与所述用户设备距离最近的低地球轨道卫星；

所述距离最近的低地球轨道卫星发送所述第一接续媒体内容至所述用户设备，以使所述用户设备在进入所述电子围栏后，根据所述第一接续媒体内容进行所述流媒体内容的播放。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述地面网络系统还包括：地面流媒体存储服务器；

若所述服务类型为点播服务，则所述通过与所述服务类型对应的方式，发送所述第一接续媒体内容至与所述用户设备距离最近的低地球轨道卫星，包括：

所述地面调度服务引擎通过调度所述地面流媒体存储服务器，将所述地面流媒体存储服务器中存储的所述第一接续媒体内容，发送至所述卫星流媒体中转服务器，以通过所述卫星流媒体中转服务器，将接收到的所述第一接续媒体内容发送至所述距离最近的低地球轨道卫星；

若所述服务类型为直播服务，则所述通过与所述服务类型对应的方式，发送所述第一接续媒体内容至与所述用户设备距离最近的低地球轨道卫星，包括：

所述地面调度服务引擎通过调度所述地面流媒体存储服务器，将所述地面流媒体存储服务器中存储的所述第一接续媒体内容，直接发送至所述距离最近的低地球轨道卫星。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述距离最近的低地球轨道卫星根据获取的所述用户设备的标识信息进行设备身份验证，包括：

所述距离最近的低地球轨道卫星接收来自所述卫星流媒体调度服务引擎发送的允许提供接续服务的客户信息，并在判定所述允许提供接续服务的客户信息中包含所述用户设备的标识信息的情况下，确定对所述用户设备的设备身份验证成功；

其中，所述允许提供接续服务的客户信息，是所述卫星流媒体调度服务引擎响应于所述第二通知消息，向所述距离最近的低地球轨道卫星发送的预先存储的允许提供接续服务的客户信息。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述卫星网络系统还包括多个边远媒体存储服务器；

所述通过调度所述边远媒体存储服务器为所述用户设备提供流媒体服务，包括：

所述卫星流媒体调度服务引擎将查询到的存储有所述用户设备在进入所述电子围栏前正在播放的流媒体内容的边远媒体存储服务器，作为指定的边远媒体存储服务器，并确定所述用户设备进入所述电子围栏的时间点所对应的第二流媒体服务时间点，发送第四通知消息至所述指定的边远媒体存储服务器，所述第四通知消息中所述第二流媒体服务时间点；

所述指定的边远媒体存储服务器将自身存储的所述正在播放的流媒体内容中的在第二流媒体服务时间点之后的媒体内容作为第二接续媒体内容，发送所述第二接续媒体内容至与所述指定的边远媒体存储服务器对应的低地球轨道卫星；

所述与所述指定的边远媒体存储服务器对应的低地球轨道卫星发送所述第二接续媒体内容至所述用户设备，以使所述用户设备在进入所述电子围栏后，根据所述第二接续媒体内容进行所述流媒体内容的播放。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第二递送服务信息包括：所述用户设备的标识信息、所述用户设备退出所述电子围栏前的位置信息、退出所述电子围栏前的运动速度和运动路线、以及退出所述电子围栏前正在播放的流媒体内容的流媒体信息；

所述地面网络系统包括：地面调度服务引擎和地面流媒体存储服务器；所述卫星网络系统包括：卫星流媒体调度服务引擎、卫星流媒体中转服务器、边远媒体存储服务器、多个低地球轨道卫星；

所述通过卫星网络对进入所述电子围栏的所述用户设备提供流媒体服务，包括：

所述卫星流媒体调度服务引擎根据所述用户设备退出所述电子围栏前的运动速度和运动路线，计算所述用户设备退出所述电子围栏的时间和对应的第三流媒体服务时间点，在当前时间距离退出所述电子围栏的时间大于或等于所述第二预定时长的情况下，向所述地面调度服务引擎发送第五通知消息，所述第五通知消息中包括所述用户设备退出所述电子围栏前正在播放的流媒体内容的流媒体信息和所述第三流媒体服务时间点；

所述通过地面网络对退出所述电子围栏的所述用户设备提供流媒体服务，包括：

所述地面调度服务引擎响应所述第五通知消息，查询所述地面流媒体存储服务器中是否存储有所述用户设备退出所述电子围栏前正在播放的流媒体内容，若查询到存储有所述退出所述电子围栏前正在播放的流媒体内容，则调度所述地面流媒体存储服务器为所述用户设备提供流媒体服务，以及，若查询到未存储所述退出所述电子围栏前正在播放的流媒体内容，则向所述卫星流媒体调度服务引擎发送第六通知消息，以通知所述卫星流媒体调度服务引擎调度所述卫星流媒体中转服务器和所述低地球轨道卫星，为所述用户设备提供流媒体服务。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述地面网络系统还包括：传输网络控制器、接入网络控制器、和多个网络边缘节点服务器；

所述调度所述地面流媒体存储服务器为所述用户设备提供流媒体服务，包括：

所述地面调度服务引擎通知所述传输网络控制器、所述接入网络控制器及相关网元为所述用户设备预留链路和带宽资源，以及，通知所述地面流媒体存储服务器将第三接续媒体内容推送至所述多个网络边缘节点服务器中的距离所述用户设备最近的网络边缘节点服务器，其中，所述第三接续媒体内容为所述地面流媒体存储服务器存储的所述用户设备退出所述电子围栏前正在播放的流媒体内容中的在所述第三流媒体服务时间点之后的媒体内容；

所述距离所述用户设备最近的网络边缘节点服务器，用于根据预留的链路和带宽资源，根据所述第三接续媒体内容为所述用户设备提供流媒体服务。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述卫星流媒体调度服务引擎响应所述第六通知消息，通过调度所述卫星流媒体中转服务器确定当前正在与所述用户设备通信且距离所述用户设备距离最近的低地球轨道卫星，得到第一低地球轨道卫星，并向所述第一低地球轨道卫星发送第七通知消息，所述第七通知消息中包括所述用户设备退出所述电子围栏前的所述流媒体信息和所述第三流媒体服务时间点；

所述第一低地球轨道卫星响应所述第七通知消息，将所述第一低地球轨道卫星中存储的第四接续媒体内容发送至所述地面流媒体存储服务器，所述第四接续媒体内容为：所述用户设备退出所述电子围栏前正在播放的流媒体内容中的在所述第三流媒体服务时间点之后的媒体内容；

所述地面流媒体存储服务器将接收到的所述第四接续媒体内容推送至距离所述用户设备最近的网络边缘节点服务器；

所述距离所述用户设备最近的网络边缘节点服务器根据预留的链路和带宽资源，根据所述第四接续媒体内容推为所述用户设备提供流媒体服务。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述地面网络系统包括：地面调度服务引擎和地面流媒体存储服务器；所述卫星网络系统包括：卫星流媒体调度服务引擎、卫星流媒体中转服务器、边远媒体存储服务器；所述方法还包括：

所述卫星流媒体调度服务引擎向边远媒体存储服务器发送媒体内容查询消息；

所述边远媒体存储服务器响应所述媒体内容查询消息，将自身服务器存储的已有媒体内容信息发送至所述卫星流媒体调度服务引擎；

所述卫星流媒体调度服务引擎在确定所述卫星流媒体中转服务器的负荷状态为未超负荷的情况下，发送第一中转控制信息至所述地面调度服务引擎，所述第一中转控制信息中包括所述卫星流媒体中转服务器的标识信息和所述已有媒体内容信息；

所述地面调度服务引擎响应于所述第一中转控制信息，根据所述已有媒体内容信息生成计划推送信息，并发送所述计划推送信息和所述卫星流媒体中转服务器的标识信息至地面流媒体存储服务器，所述计划推送信息包括预先生成的媒体热点信息中的除所述已有媒体内容信息之外的热点信息；

所述地面流媒体存储服务器将所述计划推送信息所对应的媒体内容发送至所述卫星流媒体中转服务器；

所述卫星流媒体中转服务器将所述计划推送信息中涉及的媒体内容发送至边远媒体存储服务器。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述卫星网络系统还包括第二低地球轨道卫星；所述方法还包括：

所述卫星流媒体调度服务引擎在确定所述卫星流媒体中转服务器的负荷状态为超负荷的情况下，发送第二中转控制信息至所述地面调度服务引擎，所述第二中转控制信息中包括第二低地球轨道卫星的标识信息和所述已有媒体内容信息，所述第二低地球轨道卫星为预先指定的用于与所述边远媒体存储服务器通信的低地球轨道卫星；

所述地面调度服务引擎响应于所述第二中转控制信息，根据所述已有媒体内容信息生成所述计划推送信息，并发送所述计划推送信息和所述第二低地球轨道卫星的标识信息至地面流媒体存储服务器；

所述地面流媒体存储服务器将所述计划推送信息所对应的媒体内容发送至所述第二低地球轨道卫星；

所述第二低地球轨道卫星将所述计划推送信息中涉及的媒体内容发送至边远媒体存储服务器。

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