CN114424506A - 用于检测突发话务模式检测和调度多路径数据话务的技术 - Google Patents

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Abstract

一种数据话务分析器，其被配置成用于检测数据路径上的突发数据话务，该数据话务分析器包括：测量单元，其被配置成测量数据路径的数据话务参数；处理器单元，其被配置成分析数据路径的数据话务参数，其中该处理器被配置成在将数据话务参数与定义突发数据话务之间的间隙的时间间隔阈值T限制相比较之际检测突发话务模式，其特征在于，测得的话务参数为i)在数据路径上传送的数据话务量和/或PDU计数，ii)表征数据路径的最后路径使用(LPU)的时间戳TLPU。

Description

用于检测突发话务模式检测和调度多路径数据话务的技术
本公开涉及用于检测突发话务模式和调度数据话务以用于在多个数据路径上进行传输的技术，其中至少一个路径是第一类型的路径、特别是廉价数据路径、以及至少另一第二类型的路径、特别是昂贵数据路径。本公开涉及用于检测那些突发话务模式的数据话务分析器和对应的方法。本公开进一步涉及一种多路径调度器设备和一种用于调度多路径数据话务的方法。
若干多路径协议(例如，根据“A.Ford和C.Raiciu和M.Handley和O.Bonaventure，“TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses(具有多个地址的多路径操作的TCP扩展)”，RFC no.6824，2013年1月”的MPTCP、根据“Ryan Hamilton和Jana Iyengar和Ian Swett和Alyssa Wilk，“QUIC:A UDP-Based Secure and ReliableTransport for HTTP/2(QUIC：用于HTTP/2的基于UDP的安全和可靠传输)”，draft-tsvwg-quic-protocol-02，2016年1月”的多路径QUIC、华为的GRE隧道绑定协议“N.Leymann和C.Heidemann和M.Zhang和B.Sarikaya和M.Cullen，“Huawei's GRE Tunnel BondingProtocol(华为的GRE隧道绑定协议)”，RFC no.8157，2017年5月”等)提供了若干路径上的容量聚集。这些路径可具有不同的成本(例如，廉价和昂贵或以其他术语来表达)。例如，廉价路径可以是WiFi路径，而昂贵路径可以是LTE(长期演进)路径。成本并不必然意味着直接支付；其也可以按等待时间、可靠性等的形式来定义。
因特网上经常使用的服务是非实时视频流，其通常具有突发性。视频源尝试尽可能快地填充阱处的缓冲器，并且在缓冲器已满的情况下停止。一旦缓冲器空了一定程度，源就会再次尝试填充阱缓冲器。在提供附加容量的多路径场景中，视频源将使用所有可用的数据路径以尽可能快地填充阱缓冲器，并且因此可将较廉价路径的容量与昂贵路径的容量相结合。该行为对于客户而言可能是不期望的、特别是在较廉价路径足以满足需求而不会显著影响QoE(体验质量)的情况下。
已知用于进行以下操作的技术：检测较廉价数据路径上的特殊类型的突发话务模式并且延迟较廉价路径的溢出话务(例如，不适合于较廉价路径的峰值话务)，以便稍后将该溢出话务填充到较廉价路径(例如，填充到突发数据话务的各突发之间的间隙中)，并且因此避免或至少限制使用昂贵数据路径。将需要开发一种可检测各种突发话务模式的技术。
本发明的目的在于提供用于检测突发话务模式的改进的设备和/或技术以及用于在廉价和昂贵路径可用的多路径场景中高效调度数据话务的概念。
上述目的和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。附加实现形式通过从属权利要求、说明书和附图是显而易见的。
下文提出的方法和系统可具有各种类型。所描述的各个元件可由硬件或软件来实现，例如可通过各种技术制造且包括例如半导体芯片、ASIC、微处理器、数字信号处理器、集成电气电路、光电电路和/或无源组件的电子组件。
以下提出的设备、系统和方法能够通过通信网络传送信息。术语通信网络指的是其上进行信号传输的技术基础设施。通信网络基本上包括其中信号的传输和交换在移动无线电网络或固定网络中的驻定设备和平台之间进行的交换网，以及其中信号传输在网络接入设备与通信终端之间进行的接入网。通信网络可包括移动无线电网络的组件以及固定网络的组件这两者。在移动网络中，接入网也被称为空中接口并且包括例如具有移动天线的基站(B节点、演进型B节点、无需的蜂窝小区)，该移动天线用于建立与如上所述的通信终端(例如，移动电话或者具有移动适配器的移动设备)或机器终端的通信。在固定网络中，接入网包括例如用于基于线缆来连接多个参与者的通信终端的DSLAM(数字用户线接入复用器)。经由交换网，通信可被传递至其他网络，例如其他网络运营商，例如外国网络。
在通信和计算系统中，开放系统互联模型(OSI模型)定义了表征并标准化通信功能而不顾其底层内部结构和技术的概念模型。其目标是标准协议下的各种通信系统的互操作性。该模型将通信系统划分成各抽象层。该模型的原始版本定义了七层：物理层(层1)、数据链路层(层2)、网络层(层3)、传输层(层4)、会话层(层5)、表示层(层6)和应用层(层7)。
根据第一方面，本发明涉及一种数据话务分析器，其被配置成用于检测数据路径上的突发数据话务。该数据话务分析器包括：测量单元，其被配置成测量数据路径的数据话务参数；处理器单元，其被配置成分析数据路径的数据话务参数，其中该处理器被配置成在将数据话务参数与定义各突发数据话务之间的间隙的时间间隔阈值TLimit相比较之际检测突发话务模式。测得的话务参数是i)在数据路径上传送的数据话务量和/或PDU计数、以及ii)表征数据路径的最后路径使用(LPU)的时间戳TLPU。
在数据被传送时表征数据路径的最后路径使用(LPU)的时间戳TLPU可以针对多个时间点被存储在存储器中。在内部，算法可以将这些多个TLPU值中的每一者与新变量相关联，以便区分那些不同的时间点并且执行专用计算。具体而言，可以存储两个TLPU值，并且最新近的时间戳可例如被重命名为时间戳T现在或TLPU。
本发明的优点在于，数据话务分析器仅测量两个话务参数以便检测各种突发话务模式。表征最后路径使用的存储为TLPU的时间戳的单个测量使处理器单元仅能够检测具有纯形状的突发话务模式的间隙，这意味着在那些突发峰值之间没有任何类型的话务。这可以简单地通过检测数据路径的两个不同使用时间(TLPU,新和TLPU,旧)之间的时间差来完成。在数据路径上传送的数据话务量和/或PDU计数的附加测量使该方法相对于各突发峰值之间的小话务(例如，控制信息话务)更加稳健，因为可以允许在各突发峰值之间的某个量的话务。为了决定是否存在突发话务模式，在处理器上实现考虑这两个测量参数的算法。那两个参数比仅考虑TLPU获得更多关于数据话务的信息。因此，数据话务分析器能够检测多路径设置中对昂贵路径的虚假需求，这可能包括非实时视频流(连续突发话务模式)或网站请求(单个话务突发)。因此，在许多场景中，TLPU的简单测量可能不足以检测突发性。
时间间隔阈值T限制表示各突发话务峰值之间的间隙至少应该具有的预定义历时。T限制可以由多路径设置的操作者指定，并且可以取决于各种情况和需求而具有不同的值。例如，T限制的值可以取决于网络提供商向用户保证的QoE的水平而变化。QoE应该越高，要设置的T限制就越短。数据话务量是在数据路径上传送的数据量(其例如可以以字节或每秒字节来测量)。在电信中，协议数据单元(PDU)是在计算机网络的对等实体之间传送的单个信息单元。
PDU由因协议而异的控制信息和用户数据构成。在通信协议栈的分层架构中，每一层都实现了针对特定类型或模式的数据交换定制的协议。例如，传输控制协议(TCP)实现了面向连接的传输模式，并且该协议的PDU被称为分段，而用户数据报协议(UDP)将数据报用作协议数据单元以进行无连接传输。因特网协议套件中较低的层，在因特网层处，PDU被称为分组，而不管其有效载荷类型。
TLPU是表征数据路径的最后路径使用(LPU)的时间戳。换言之，每次使用路径时，时间戳被存储为TLPU。为了区分不同的时间戳，数据路径的最新使用可被命名为TLPU,新，并且数据路径的先前使用可被命名为TLPU,旧。TLPU,新与TLPU,旧的时间差表示数据路径上没有任何数据话务的历时。
在一实施例中，处理器被配置成根据测得的话务参数来计算时间间隔T间隙，其表征突发话务的间隙。这提供了生成可直接与间隔阈值T限制比较的值的优点。T间隙表示间隙历时的测得值。
在进一步实施例中，处理器被配置成在T间隙大于T限制的情况下触发突发话务信号。这提供了两个益处：可以预定义T限制的不同值，这对应于多路径操作者的不同需求或数据路径上的话务情况。例如，如果应激进地检测突发话务模式，则可以为T限制选择较低的值。如果计算出的表示间隙历时的测得值的T间隙大于T限制，则在处理器上实现的算法决定已检测到突发话务模式并且发送可被其他设备感知和处理的突发话务信号。这些测量和比较是连续进行的，这意味着数据路径始终关于突发话务模式被监视。如果处理器检测到T间隙小于T限制，它也可能发送非突发话务信号。
优选地，处理器被配置成计算T无话务＝TLPU,新-TLPU,旧作为在数据路径上没有任何话务的时间间隔，并且在T无话务大于预定义阈值T无话务,min的情况下设置T间隙＝T无话务，或者在T无话务小于T无话务,min的情况下重置T间隙和T无话务两者。T无话务,min可以按与T限制相同的方式来预定义。
这提供了TLPU的单个测量可能已经足以检测突发话务模式的优点。T无话务,min的可变性允许无话务时段可被设置为任何值。例如，如果T无话务,min＝0ms，则即使最短的无话务时段也会添加到T间隙。另一优选值是T无话务,min＝10ms。一个更优选值是T无话务,min＝50ms。这些测量是连续执行的，这意味着即使在突发话务的峰值内也能监视数据路径。如果T无话务,min例如为50ms，则间隙检测很可能会在峰值或像下载一样的路径的连续使用内失败，因为一直存在高数据话务。在那些情况下，如果T无话务小于T无话务,min并且处理器上的算法已准备好进行下一间隙检测，则检测测量通过重置T间隙和T无话务来自动重新开始。
在一实施例中，处理器被配置成在至多规定的数据量和/或PDU数目在时间间隔T量,Max内在数据路径上被传送的情况下设置T间隙＝T量,Max，或者在超过规定的数据量和/或PDU数目的情况下重置T间隙。
这提供了网络提供商可预先指定在时间间隔T量,Max内可允许多少量的小话务的优点。同样，值T量,Max和规定的数据量和/或PDU数目是关于某些需求预先设置的。例如，可以允许在T量,Max＝100ms中在路径上传送100个PDU。T间隙的重置用于与以上所解释的目的相同的目的。数据话务分析器在数据传输的整个历时中为间隙检测做好准备。如果T无话务,min被设置为0ms，则突发话务模式检测基本上仅通过测量T量,Max内的数据量来完成。
在一实施例中，处理器被配置成设置T间隙＝T量,Max+T无话务。因此，T间隙的总值可被计算为子阶段T量,Max和T无话务的总和。与单个TLPU测量相比，突发话务模式的检测相对于个体突发之间的偶然话务更加宽松和稳健。通过将两个子阶段相加，T间隙变得比仅考虑单个子阶段更大，这增加了其超过T限制和检测到突发话务模式的可能性。还可以添加更多的子阶段并且以不同的方式排列它们的顺序。
根据第二方面，本发明涉及一种用于检测数据路径上的突发数据话务的方法，该方法包括：
·测量数据路径的数据话务参数，
·分析数据路径的数据话务参数，并且在将数据话务参数与定义突发数据话务之间的间隙的时间间隔阈值T限制进行比较之际检测突发话务模式，
其中话务参数为
i)在数据路径上传送的数据话务量和/或PDU计数，
ii)表征数据路径的最后路径使用(LPU)的时间点TLPU。
此类方法可以高效地检测数据路径上的突发话务模式。该方法与仅基于测量TLPU的测量相比，相对于个体话务突发之间的偶然话务更加宽松和稳健。
根据第三方面，本发明涉及一种用于调度数据话务以用于经由第一类型数据路径和第二类型数据路径进行传输的多路径调度器设备，该多路径调度器包括：
·第一类型数据路径；
·第二类型数据路径；
·如以上所描述的数据话务分析器，该数据话务分析器被指派给第一类型数据路径并且被配置成基于第一类型数据路径的话务参数来检测第一类型数据路径上的突发数据话务模式；
·调度器，该调度器被配置成调度第一量的数据话务以用于经由第一类型数据路径进行传输，并且经由第二类型数据路径调度第二量的数据话务，其中对第二类型数据路径的接入被延迟，其迫使第二量的数据话务经由第一类型数据路径来传送，
·其中该数据话务分析器被配置成在检测到突发话务模式之际向调度器发送突发话务信号，并且该调度器被配置成在突发话务信号之际延迟对第二类型数据路径的接入。
假设第二类型数据路径是扩展数据路径，而第一类型数据路径是用户或网络提供商的廉价数据路径。则该解决方案提供的优点在于，大于第一类型数据路径的容量的数据量、特别是通常示出突发话务模式的非实时视频话务仅经由第一类型数据路径来传送，即使第二类型数据路径可用于高数据量情况。如果数据话务分析器检测到突发话务模式并且发送突发话务信号，则通常将在第二类型数据路径传送的第二量的数据话务被延迟。在那些突发话务模式中，第二类型数据路径的数据话务可能落在突发数据话务的两个峰值之间的间隙中，并且可以由较廉价的第一类型数据路径传送，而不会影响用户的体验质量。多路径调度器设备不限于两条路径，其可以处置任何数目的路径，只要存在关于路径成本的信息。
第二类型数据路径可能关于等待时间、可靠性、容量、复杂性和/或成本更昂贵。本发明使得话务可以经由具有不同成本的不同数据路径(例如，经由廉价的WiFi数据路径和昂贵的LTE数据路径)灵活地传送。成本并不必然意味着直接支付；其也可以按等待时间、可靠性等的形式来定义。
在多路径调度器设备的示例性实现形式中，开关布置在至少一个第一类型数据路径与至少一个第二类型数据路径之间，其中该开关决定数据是应经由第一类型数据路径还是第二类型数据路径来传送。如果开关接收到突发话务信号，则它可以“阻塞”或延迟第二类型数据路径上的数据传输达某个时间历时。这迫使第二量的话务经由较廉价的第一类型数据路径来传送。
在多路径调度器设备的示例性实施例中，调度器被配置成延迟对至少一个第二类型数据路径的接入达时间间隔T延迟。
这提供了针对第二量的数据话务的延迟可被适当地选择以便提供廉价和昂贵数据路径的充分使用的优点。在第二类型数据路径(即，昂贵数据路径)不被使用期间可以调整最小延迟。
在一实施例中，T延迟是数据话务参数的函数。这提供了可根据各种数据话务模式来适当调整T延迟并且同时确保用户的良好体验质量的优点。例如，如果数据话务分析器对数据话务参数的分析示出在紧接的前一时间段内有规律地检测到突发话务模式，则可以假设下一数据突发也与突发话务模式相关，即使T间隙小于T限制。如果这个假设是错误的，则为了缓和影响，可以设置T延迟＝T延迟/2。另一种选择是根据差值T间隙–T限制来增加或减少T延迟的时间间隔。例如，如果T间隙＝2*T限制，则可以设置T延迟＝T延迟*2。
在多路径调度器设备的示例性实现形式中，调度器被配置成基于接入限制函数来延迟对至少一个第二类型数据路径的接入。
这提供了接入限制函数提供与延迟函数相比不那么严格的对第二类型数据路径的接入的优点。因此，可以实现对第二类型数据路径的更流畅的接入。接入限制函数包括斜率函数，尤其是指数函数、斜坡函数或阶跃函数。这提供了可实现各种设计以实现接入限制函数的优点。取决于话务情况，可以选择适当的接入限制函数，藉此提供高度的灵活性。
在一实施例中，调度器被配置成延迟对第二类型数据路径的接入达时间间隔T开始延迟而不需要突发话务信号、特别是在数据传输的开始处。
这提供了以下优点：即使在不可能确定是否存在突发话务模式的情况下，也可以迫使第二量的数据话务经由第一类型数据路径来传送，因为突发话务峰值的预测需要提前对话务参数进行分析，这在数据传输的开始处是不可能的。
在一实施例中，调度器被配置成延迟对第二类型数据路径的接入，直到第一类型数据路径上的数据话务已经超过预定义的数据量阈值V开始延迟，而不需要突发话务信号、特别是在数据传输的开始处。
这提供了即使在不可能确定是否存在突发话务模式的情况下也可以迫使第二量的数据话务经由第一类型数据路径来传送的优点。只要第一类型数据路径上的数据话务量低于V开始延迟，就可以假设第一类型数据路径能够补偿超过第一类型数据路径容量的数据话务而不影响用户体验的质量。V开始延迟可以由网络提供商预定义。还可以将V开始延迟调整到用户的典型数据话务模式。取决于一天中的时间，用户可能具有不同的数据话务行为。早上更常见的是听音乐，这需要较低的数据话务，而晚上用户更有可能观看视频。V开始延迟可以根据那些情况进行调整，并且因此可以成为时间相关阈值。
在一实施例中，调度器被配置成延迟对第二类型数据路径的接入，直到第一类型数据路径上的PDU数目已经超过预定义的PDU数目阈值PDU开始延迟，而不需要突发话务信号、特别是在数据传输的开始处。这提供了即使在不可能确定是否存在突发话务模式的情况下也可以迫使第二量的数据话务经由第一类型数据路径来传送的优点。PDU数目是与数据话务量不同的数据话务度量。因此，定义阈值PDU开始延迟使调度器在补偿突发话务方面比单独测量V开始延迟更加灵活。
根据第四方面，本发明涉及一种用于调度多路径数据话务以用于经由第一类型数据路径和第二类型数据路径进行传输的方法，该方法包括：
根据以上关于检测第一类型数据路径上的突发数据话务模式的方法来分析第一类型数据路径的数据话务，
调度第一量的数据话务以用于经由第一类型数据路径进行传输，并且经由第二类型数据路径调度第二量的数据话务，其中对第二类型数据路径的接入被延迟，其迫使第二量的数据话务经由第一类型数据路径来传送。
其中该数据话务分析器在其检测到突发话务行为的情况下向调度器发送突发话务信号，并且该调度器在突发话务信号之际延迟对第二类型数据路径的接入。
此类方法可以在廉价和昂贵路径可用的多路径场景中高效地调度突发数据话务。可以延迟较廉价路径的溢出话务(例如，不适合于较廉价路径的峰值话务)，以便稍后将其填充到较廉价路径中(例如，填充到突发数据话务的各突发之间的间隙中)。
根据第五方面，本发明涉及一种用于生成数据话务并且将该数据话务传送到接收机的通信系统，该通信系统包括：
生成器，该生成器被配置成生成数据话务并且在经聚集数据路径上传送该数据话务，
如以上所描述的多路径调度器设备，其中该经聚集数据路径连接该生成器和该多路径调度器，其中该多路径调度器经由第一类型数据路径和第二类型数据路径向该接收机传送该数据话务，
如以上所描述的数据话务分析器，
其中该数据话务分析器被指派给该生成器与该多路径调度器设备之间的经聚集数据路径，和/或该话务分析器被指派给该多路径调度器设备与该接收机之间的第一类型数据。
此类通信系统可以在廉价和昂贵路径对于接收机可用的多路径场景中高效地调度其生成的数据话务。可以延迟较廉价路径的溢出话务(例如，不适合于较廉价路径的峰值话务)，以便稍后将其填充到较廉价路径中(例如，填充到突发数据话务的各突发之间的间隙中)。在这两个位置处，数据话务分析器可以高效地测量所需的数据话务参数，以便检测突发话务模式。
本发明的各实施例可以用硬件和/或软件来实现。
本公开中应用以下首字母缩写词：
GRE 通用路由封装
LPU 最后路径使用
MPTCP 多路径TCP
OSI 开放系统互联
QUIC 快速UDP因特网连接
TCP 传输控制协议
UDP 用户数据报协议
PDU 协议数据单元
本发明的进一步实施例将相对于以下附图来描述，其中：
图1示出了根据本发明的数据话务分析器；
图2示出了根据本公开的具有不同类型、特别是不同成本的两条路径并且具有图1中指派给一条数据路径的数据话务分析器的示例性多路径通信系统；
图3示出了解说根据本公开的需要从一条路径溢出到另一条路径的多路径场景中的示例性话务模式的吞吐量图；
图4示出了解说根据本公开的使话务溢出到更廉价路径的理想转移的吞吐量图；
图5示出了解说基于一个话务参数的峰值检测和昂贵路径上的路径使用延迟的吞吐量图；
图6示出了解说根据本发明的基于多个话务参数的峰值检测和昂贵路径上的路径使用延迟的吞吐量图；
图7示出了解说独立于峰值检测的昂贵路径上的路径使用延迟的吞吐量图；
图8示出了解说图6和图7的组合的吞吐量图。
在以下的详细描述中，参考形成本公开的一部分的附图，并且其中藉由解说示出了可以放置本发明的具体方面。应理解，可利用其他方面并且可以做出结构或者逻辑改变，而不脱离本发明的范围。因此，以下详细描述不应按照限制的意义来理解，因为本发明的范围由所附权利要求限定。
例如，应理解，与所述方法相关的公开对于被配置成执行该方法的相应设备或系统也可以是成立的，反之亦然。例如，如果描述了特定的方法步骤，则相应的设备可包括执行所描述的方法步骤的单元，即使在附图中未显式地描述或解说此类单元。此外，应理解，除非另有特别说明，否则本文所描述的各种示例性方面的特征可以彼此组合。
图1示出了根据本发明的数据话务分析器10。数据话务分析器10包括指派给数据路径的测量单元12。测量单元12使数据话务分析器10能够测量该数据路径的各种数据话务参数。具体而言，测量单元12被配置成测量数据话务量和/或PDU计数以及表征数据路径的最后路径使用(LPU)的时间戳TLPU。测量单元12被配置成向数据话务分析器的处理器单元14传送那些数据话务参数。专用算法被实现在处理器单元14上，其关于检测突发话务模式来分析数据话务参数。如果处理器单元14检测到突发话务模式，则突发话务信号被传送到数据话务分析器10的接口16。接口16被配置为将突发话务信号传达给其他设备或单元。以下将描述该算法如何检测突发话务模式。
图2示出了具有不同类型、特别是不同成本的两条路径的示例性多路径通信系统100。在传送侧，生成器101被用于为多路径调度器设备110的调度器113生成数据话务102。调度器113调度数据话务102以用于经由与廉价管道相关联的第一类型数据路径(1)111进行传输并且经由与昂贵数据管道相关联的第二类型数据路径(2)112进行传输。在接收机侧，两个数据路径111、112被组合以用于在接收机120处进行接收。数据话务分析器10被指派给第一类型数据路径111，并且利用其测量单元12来测量第一类型数据路径111的数据话务参数。经由接口16，数据话务分析器10向多路径调度器设备110发送信号。
图2描绘了用于多路径使用的通用方法，其中可以应用以上提及的协议中的每一者，即，MPTCP、多路径QUIC和华为的GRE隧道绑定协议。图2区分了具有不同成本(廉价、昂贵)的两条路径111、112。成本并不必然意味着直接支付，它还可被定义为等待时间、可靠性等。单个OSI层3或OSI层4连接已经可以从增加的容量中受益。
因特网上经常使用的服务是非实时视频流。因此，如果路径上的容量不是瓶颈，则常见的话务模式是突发的，其之间具有间隙。视频源尝试尽可能快地填充阱处的缓冲器，并且在缓冲器已满时停止。一旦缓冲器空了一定程度，源就会再次尝试尽快填充阱缓冲器。
为了解决或减轻上述技术问题，本公开提出了一种基于延迟昂贵路径的使用的解决方案。该概念不限于如图2中出于解说目的所示的两条路径，只要存在关于路径成本的信息，其就可以处置任何数目的路径。数据话务分析器10一直尝试检测突发话务模式(例如，通过识别昂贵路径112上的峰值行为)。如果该数据话务分析器10检测到峰值行为，则它向多路径调度器设备110发送突发话务信号，该突发话务信号延迟对昂贵路径112的接入达时间间隔TDelay。如果观察到对昂贵路径112的比TDelay更长的请求，则给予接入，因为不再假设峰值或者更廉价的路径111不能满足容量需求。
下面，更详细地描述了多路径调度器设备110。
多路径调度器设备110可被用于调度数据话务102以用于经由至少一个第一类型数据路径(例如，如图2中所示的路径111)和至少一个第二类型数据路径(例如，如图2中所示的路径112)进行传输。多路径调度器设备110包括：至少一个第一类型数据路径111；至少一个第二类型数据路径112；以及调度器113。调度器113被配置成调度第一量的数据话务102以用于经由至少一个第一类型数据路径111进行传输，以及调度第二量的数据话务102以用于经由至少一个第二类型数据路径112进行经延迟传输。在示例性实现中，调度器113可被配置成基于例如如图3至8中所示的至少一个第一类型数据路径111的容量阈值201和/或基于话务分布函数来调度数据话务102以用于经由至少一个第二类型数据路径112进行经延迟传输。作为用于溢出到至少一个第二类型数据路径112的阈值的至少一个第一类型数据路径111的容量使用在本公开中具有描述性。任何类型的分布函数都可以与经由至少一个第二类型数据路径的延迟传输相结合。
经由至少一个第二类型数据路径112的数据话务102传输比经由至少一个第一类型数据路径111的数据话务102传输更昂贵，特别是在等待时间、可靠性、容量、复杂性和/或成本方面更昂贵。如果由数据话务分析器10检测到数据话务102的突发话务模式，则调度器113可被配置成调度数据话务102以用于经由第二类型数据路径112进行经延迟传输。数据话务分析器10可被配置成基于被调度成用于经由至少一个第二类型数据路径112和/或连接生成器101和多路径调度器设备110的经聚集数据路径115来传输的数据话务102的峰值行为来检测突发话务模式。
调度器113被配置成基于突发话务信号触发来延迟对至少一个第二类型数据路径112的接入。如果表征两个数据话务峰值之间的距离的测得的时间间隔T间隙大于预定义的阈值T限制，则由数据话务分析器10发送突发话务信号触发。触发可以基于如以下关于图5所描述的最后路径使用的单个测量和对应的路径接入延迟T延迟403(参见图5)。仅基于单个测量TLPU的触发在大多数情形中过于敏感而无法计算恰适的T间隙值。T间隙被计算为T间隙＝TLPU,新-TLPU,旧，其中TLPU是最后路径使用的时间戳。因此，已经很小的话务重置T间隙测量，从而产生非常小的T间隙值。为了使这种测量相对于偶然的小话务更加宽松和稳健，本发明提出将发送突发话务信号的决定基于至少一个附加数据话务参数。这将在图6中进行描述。
图3示出了解说根据本公开的需要从一条路径溢出到另一条路径的多路径场景中的示例性话务模式的吞吐量图200。如以上关于图2所描述的，因特网上经常使用的服务是非实时视频流。因此，如果路径上的容量不是瓶颈，则常见的话务模式是突发的，其之间具有间隙。在图2中示出了类似的话务模式。在提供附加容量的多路径场景的情形中，突发话务倾向于使用该话务模式，并且最终将更廉价的路径111的容量与昂贵路径112的容量相结合。
在图3的示例中，过去时间在时间轴的右侧，而当前时间在示图的原点处示出。话务是突发的，其中第一突发包括基本话务102a和峰值话务102b，并且第二突发包括基本话务102c和峰值话务102d。容量阈值201标示基本话务与峰值话务之间的界限。每个突发的基本话务102a、102c正在填充廉价管道111，而每个突发的峰值话务102b、102d正在填充昂贵管道112。
图4示出了解说使话务溢出到更廉价路径的理想转移301的吞吐量图300。在该示图中，过去时间在时间轴的右侧，而当前时间在示图的原点处示出。话务对应于图3中所示的话务，其是突发的，其中第一突发包括基本话务102a和峰值话务102b，并且第二突发包括基本话务102c和峰值话务102d。峰值话务102b、102d从昂贵管道112转移到廉价管道111。经转移的数据话务由附图标记102e和102f标示。容量阈值201标示基本话务与峰值话务之间的界限。在该示例中，较廉价路径111的容量是足够的，并且溢出102b、102d适合于突发之间的间隙，如图4中所示。原则上，突发话务模式不限于非实时视频流服务，其仅是一示例。
图5示出了解说根据本公开的峰值检测和昂贵路径上的路径使用延迟的吞吐量图400。在该示图中，过去时间再次在时间轴的右侧，而当前时间在示图的原点处示出。话务对应于图3和4中所示的话务，其是突发的，其中第一突发包括基本话务102a和峰值话务102b，并且第二突发包括基本话务102c和峰值话务102d。峰值话务102d从昂贵管道112到廉价管道111至少部分地偏移401了延迟时间TDelay 403。至少部分偏移的数据话务由附图标记102g标示。容量阈值201标示基本话务与高峰话务之间的界限。
在图5中所示的实现中，测量最后路径使用TLPU的时间戳。随后计算出T间隙＝TLPU,新-TLPU,旧。对应的路径接入延迟TDelay 403是预定义的。如果T间隙高于预定义的阈值T限制，则对路径的接入被拒绝了时间间隔T延迟403。这将给予较廉价路径111在容量可用时传送总体请求的较大部分的可能性。
在图5中描述的方法具有在各峰值之间的如网站请求等较小话务的情况下产生T间隙的较小时间间隔的缺点。因此，本发明公开了一种相对于个体话务峰值之间的偶然话务更加宽松和稳健的方法和数据话务分析器。
恰适地考虑小话务的方法由数据话务分析器10执行并且在图6中进行描述。此后更多的参数被结合测量和评估以检测突发话务模式。那些参数可以在多路径系统内每路径个体地被监视，或者同时在所有路径上全面地被监视。在图6中示出了后一种情形。测量现在被划分为两个子阶段420、425，以使该方法更加稳健。属于第一子阶段420的时间间隔T无话务指定不允许传输的时间间隔，否则T间隙被重置并且检测测量再次开始。时间间隔T无话务是预定义的，并且可以取从0ms、10ms、50ms到100ms的值。如果T无话务为0ms，则在时间间隔T无话务内无话务的条件总是为真。因此，T无话务被预定义得越高，在该时间间隔内观察到话务并且重置测量的可能性就越大。如果在T无话务内没有观察到测量，则T间隙＝TLPU,新-TLPU,旧，这是数据路径上的最后话务与最新话务之间的差异。如果T间隙大于T限制，则数据话务分析器的处理器触发到多路径调度器设备113的突发话务信号。
检测测量随后进入第二子阶段425。时间间隔T量,max是预定义的，并且指定其中仅允许某个数目的PDU计数或数据量的时间间隔。定义T量,max的多种可能性之一是T量,max＝T限制–T无话务。如果测得的PDU计数的数目或数据量超过所允许的数目，则T间隙被重置并且测量再次开始。另一方面，如果测得的PDU计数的数目或数据量在所允许的数目或数据量之内，则T量,max被添加到T间隙。在编程语言中，该添加可被写成T间隙＝T间隙+T量,max。如果T间隙大于T限制，则数据话务分析器的处理器触发到多路径调度器设备113的突发话务信号。
子阶段420、425的检测测量一直被执行。在高话务的情形中，特别是在达到容量阈值201时，两个测量在非常短的时间段内被重置，直到数据话务变少并且进入数据峰值102b、102d之间的“谷”440。
在接收到突发话务信号之际，多路径调度器设备113将对昂贵数据路径112的接入延迟了时间延迟T延迟403。因此，至少部分量的数据话务(即，经转移数据话务102g)由较廉价数据路径111而不是经由昂贵数据路径112来传送。原则上，子阶段420、425可以以任何组合来布置并且具有更多或更少的子阶段。
如果生成突发话务信号并且经由较廉价数据路径111发送经转移数据话务102g，则这影响了下一“谷”440内的无话务时间T无话务和数据话务量T量,max。因此，即使数据话务模式没有任何改变并且较廉价数据路径111能够成功传送所有数据，也可能发生没有检测到突发话务模式，因为经延迟的经转移的数据话务102g影响了T无话务和T量,max的测量。在那些情形中，关于检测到先前突发话务模式的事实可被纳入到下一检测测量中。使测量相对于经转移数据话务102g更稳健的一种可能方式是减小时间间隔T无话务并且增加T量,max和在T量,max内允许的数据量。那些值可被优化，直到谷440被完全填充有经转移数据话务102g。
图6中描述的方法依赖于对较廉价数据路径111上的数据话务的测量，以便能够检测突发话务模式。然而，本发明的方法还应该能够在传输仅导致单个话务峰值的情形中或换言之在传输开始处防止接入昂贵路径112。那些情况尤其可能发生在单个突发请求(例如，打开网站)中。
图7示出了解说此类单个突发请求的吞吐量图700。在这种情况下，突发话务模式的检测不是基于T无话务和T量,max，而是基于预定义的允许数据量和/或PDU数目。例如，只要数据量低于5MB，对昂贵数据路径111的接入就被延迟。时间间隔T开始延迟被引入，其防止在数据通信内的传输开始处接入昂贵数据路径112，而不需要根据图6来检测突发话务模式。T开始延迟可以是不同的或等同于T延迟。再次，经转移数据话务102g经由较廉价数据路径111来传送。基于T开始延迟的经延迟接入可以在一个通信中多次但以不同的阈值被触发。
图8示出了解说图6和图7的组合的吞吐量图800。数据话务通信始于第一突发810。由于之前没有发生数据话务，因此根据图6的方法无法检测到任何突发话务模式并且向多路径调度器设备113发送恰适的突发话务信号。然而，通过关于图7所描述的方法延迟了对昂贵数据路径112的接入。T开始延迟迫使一定量的数据(即，经转移数据话务102g)经由较廉价数据路径111来传送。在第一突发810之后，可以执行根据图6的检测测量。如果由数据话务分析器10检测到突发话务模式，则突发话务信号被发送到多路径调度器113并且对昂贵数据路径112的接入被延迟了T延迟。

Claims (15)

1.一种数据话务分析器，所述数据话务分析器被配置成用于检测数据路径上的突发数据话务，所述数据话务分析器包括：
测量单元(12)，所述测量单元(12)被配置成测量数据路径(111)的数据话务参数，
处理器单元(14)，所述处理器单元(14)被配置成分析所述数据路径(111)的所述数据话务参数，其中所述处理器单元(14)被配置成在将所述数据话务参数与定义突发数据话务之间的间隙的时间间隔阈值T限制相比较之际检测突发话务模式，
其特征在于，
所测得的话务参数为
i)在所述数据路径上传送的数据话务量(102a)和/或PDU计数，
ii)表征所述数据路径的最后路径使用(LPU)的时间戳TLPU。
2.如权利要求1所述的数据话务分析器，所述处理器单元(14)被配置成根据所测得的话务参数来计算表征所述突发话务的间隙的时间间隔T间隙(402)。
3.如权利要求2所述的数据话务分析器，其中所述处理器单元(14)被配置成在T间隙(402)大于T限制的情况下触发突发话务信号。
4.如权利要求3所述的数据话务分析器，其中所述处理器单元(14)被配置成计算T无话务＝TLPU,新-TLPU,旧作为在所述数据路径上没有任何话务的时间间隔，并且在T无话务(430)大于预定义阈值T无话务,min的情况下设置T间隙＝T无话务，或者在T无话务(430)小于T无话务,min的情况下重置T间隙(402)和T无话务(430)两者。
5.如权利要求3所述的数据话务分析器，其中所述处理器被配置成在至多规定的数据量和/或PDU数目在时间间隔T量,Max(435)内在所述数据路径上被传送的情况下设置T间隙＝T量,Max，或者在超过规定的数据量和/或PDU数目的情况下重置T间隙(402)。
6.如权利要求4和5所述的数据话务分析器，其中所述处理器被配置成设置T间隙＝T量,Max+T无话务。
7.一种用于检测数据路径上的突发数据话务的方法，所述方法包括：
测量所述数据路径的数据话务参数，
分析所述数据路径的所述数据话务参数，并且在将所述数据话务参数与定义突发数据话务之间的间隙的时间间隔阈值T限制进行比较之际检测突发话务模式，
其特征在于，
所述话务参数为
i)在所述数据路径上传送的数据话务量和/或PDU计数，
ii)表征所述数据路径的最后路径使用(LPU)的时间点TLPU。
8.一种用于调度数据话务以用于经由第一类型数据路径和第二类型数据路径来进行传输的多路径调度器设备，所述多路径调度器(110)包括：
第一类型数据路径(111)；
第二类型数据路径(112)；
根据权利要求1至5中任一项所述的数据话务分析器(10)，所述数据话务分析器(10)被指派给所述第一类型数据路径(111)并且被配置成基于所述第一类型数据路径(111)的话务参数来检测所述第一类型数据路径(111)上的突发数据话务模式；以及
调度器(113)，所述调度器(113)被配置成调度第一量的数据话务以用于经由所述第一类型数据路径(111)进行传输，并且经由所述第二类型数据路径(112)调度第二量的数据话务，其中对所述第二类型数据路径(112)的接入被延迟，这迫使所述第二量的数据话务(102g)经由所述第一类型数据路径(111)来传送，
其特征在于，
所述数据话务分析器(10)被配置成在检测到突发话务模式之际向所述调度器(113)发送突发话务信号，并且所述调度器(113)被配置成在所述突发话务信号之际延迟对所述第二类型数据路径(112)的接入。
9.如权利要求8所述的多路径调度器设备，其中所述调度器被配置成延迟对所述第二类型数据路径(112)的接入达时间间隔T延迟(403)。
10.如权利要求9所述的多路径调度器设备，其中所述T延迟(403)是所述数据话务参数的函数。
11.如权利要求8至10中任一项所述的多路径调度器设备，其中所述调度器(113)被配置成延迟对所述第二类型数据路径(112)的接入达时间间隔T开始延迟(403a)而不需要所述突发话务信号、特别是在数据传输的开始处。
12.如权利要求8至11中任一项所述的多路径调度器设备，其中所述调度器(113)被配置成延迟对所述第二类型数据路径(112)的接入，直到所述第一类型数据路径(111)上的数据话务已经超过预定义的数据量阈值V开始延迟，而不需要所述突发话务信号、特别是在数据传输的开始处。
13.如权利要求8至12中任一项所述的多路径调度器设备，其中所述调度器(113)被配置成延迟对所述第二类型数据路径的接入，直到所述第一类型数据路径上的PDU数目已经超过预定义的PDU数目阈值PDU开始延迟，而不需要所述突发话务信号、特别是在数据传输的开始处。
14.一种用于调度多路径数据话务以用于经由第一类型数据路径和第二类型数据路径进行传输的方法，所述方法包括：
根据权利要求6关于检测所述第一类型数据路径上的突发数据话务模式来分析所述第一类型数据路径的数据话务，
调度第一量的数据话务以用于经由所述第一类型数据路径进行传输，并且经由所述第二类型数据路径来调度第二量的数据话务，其中对所述第二类型数据路径的接入被延迟，这迫使所述第二量的数据话务经由所述第一类型数据路径来传送，
其特征在于，
所述数据话务分析器在所述数据话务分析器检测到突发话务行为的情况下向所述调度器发送突发话务信号，并且所述调度器在所述突发话务信号之际延迟对所述第二类型数据路径的接入。
15.一种用于生成数据话务并且将所述数据话务传送到接收机的通信系统，所述通信系统包括：
生成器(101)，所述生成器(101)被配置成生成数据话务并且在经聚集数据路径(102)上传送所述数据话务；
根据权利要求7至13中任一项所述的多路径调度器设备(110)，其中所述经聚集数据路径(101)连接所述生成器(101)和所述多路径调度器设备(110)，其中所述多路径调度器设备(110)经由第一类型数据路径(111)和第二类型数据路径(112)向所述接收机(120)传送所述数据话务，
根据权利要求1至5中任一项所述的数据话务分析器(10)，
其特征在于，
所述数据话务分析器(10)被指派给所述生成器(101)与所述多路径调度器设备之间的所述经聚集数据路径(102)，和/或所述话务分析器(10)被指派给所述多路径调度器设备(110)与所述接收机(120)之间的所述第一类型数据(111)。
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