CN1716910A - 在不连续网络中提供多播数据传输的方法 - Google Patents

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CN1716910A CNA2005100804066A CN200510080406A CN1716910A CN 1716910 A CN1716910 A CN 1716910A CN A2005100804066 A CNA2005100804066 A CN A2005100804066A CN 200510080406 A CN200510080406 A CN 200510080406A CN 1716910 A CN1716910 A CN 1716910A
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Abstract

本发明涉及经由它们各自的终端，向属于或可连接到不连续覆盖网络的至少两个用户的分组提供多播服务的方法。该方法的特征在于它至少包括以下两个步骤：在向下传输多播数据期间，在前往用户(1)的分组的传输路径上，在至少一个适合点(3)上高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分；向所述分组的至少一个用户(1)或向位于有关传输路径上的更低层次上的一个高速缓冲或存储点(3)进一步向下传送所述高速缓冲的或存储的数据的至少一部分。

Description

在不连续网络中提供多播数据传输的方法
技术领域
本发明涉及电信领域，更具体地说，涉及通过可以与通信网络相连的移动终端可获得的服务。
更具体地说，本发明涉及允许向移动终端的用户，特别是在减少网络资源需求的情况下，提供多播数据传输和关联服务的方法和网络。
背景技术
在不连续覆盖网络(也称为“信息站”的系统)中，下行或下行链路数据流(为在移动终端上提供某些服务所必需)是通过考虑该连接的特定性质进行管理和处理的。
因此，当移动终端进入热点区域(可以利用无线覆盖的区域)时，它检索为给该用户提供服务所需的大量数据，直至所述移动终端进入新的热点区域。
这种网络所支持的通信量的主要部分将是多播类型的。例如，每天向预订了“多媒体报纸”服务的人群传播该服务，而与该传播有关的通信量就被认为是多播服务。
在最终用户具有持续连通性的网络中，通过使用如附图中的图1A和1B所示的适当的路由技术，该通信量的多播性质可以节省传输资源，并且能够降低服务器的工作负荷。
在不连续覆盖网络中，属于指定多播分组的用户中只有很少用户同时连接(即，在热点区域中或者在覆盖区域内)。
该通信链路的不连续性以及由此引起的多播分组的用户的随机连接，严重降低了前面提及的多播增益。
附图中的图2说明在两个客户或用户不同时连接到提供多播数据和服务的数据服务器的情况下资源增益的损耗，因为在不连续覆盖网络中这种情况是常见的。
应该理解，由于两个客户不是同时连接的，所以多播数据的传输几乎与普通(非多播)数据的传输消耗相同的资源(特别是服务器资源)。
实际上，尽管该数据具有多播性质，但是该服务器仍通过使用和客户数一样多的点对点连接，实现向有关多播分组的客户或用户的传输。
欧洲专利申请EP 1 298 878公开了电信网络中的分层高速缓冲处理。为此目的，在线设备D可以从服务器中获取内容C。一旦设备D下载了内容C，它就可以停止其与该服务器的在线连接。
美国专利申请US 2002/003957公开了一种在包括多个无线移动节点的移动ad-hoc网络中路由分组的方法。为此目的，移动节点获取前往另一个移动节点的数据，执行地址解析，并且在完成地址解析过程后，将该数据转发到目的移动节点。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的上述缺陷和限制。
为此目的，本发明提供一种方法，用于经由它们各自的终端，向属于或可连接到不连续覆盖网络的至少两个用户的分组提供多播服务，其特征在于，所述方法至少包括以下两个步骤：在向下传送多播数据期间，在前往用户的分组的传输路径上，在至少一个适合点上高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分；当检测到所述分组的所述至少一个用户位于所述不连续覆盖网络的覆盖区域内时，向所述分组的至少一个用户进一步向下传送所述高速缓冲的或存储的数据的至少一部分。
本发明还提供一种具有不连续覆盖的通信网络，用于向属于或可连接到所述网络的至少两个用户的至少一个分组提供多播服务，其特征在于，所述网络包括节点，每个节点包括：在向下传送多播数据期间，在前往用户的分组的传输路径上，高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分的装置；当检测到所述分组的至少一个用户位于所述不连续覆盖网络的覆盖区域内时，向所述分组的所述至少一个用户进一步向下传送所述高速缓冲的或存储的数据的至少一部分的装置。
本发明还提供一种路由器排列装置，适于构成上述通信网络的节点，除路由器本身之外，所述排列装置还包括：高速缓冲存储器或类似的存储装置，用于在前往用户的分组的传输路径上，高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分；以及当检测到所述分组的所述至少一个用户位于所述不连续覆盖网络的覆盖区域内时，向所述分组的至少一个用户进一步向下传送所述高速缓冲的或存储的数据的至少一部分的装置。
因此，本发明的主要思想是，在下行或下行链路传输路径上实现一个或多个高速缓冲存储器，并利用它们来存储多播数据，以便在特别依赖于每个用户的连接时机的随机分布的时间窗口中，向有关分组的一个、多个或全部用户或客户传送多播数据。
附图说明
借助以其非限制性实施例给出的本发明的实施方式的以下描述和附图，将更好地理解所述发明。在这些附图中：
图1A和1B所示的是现有技术中所使用的路由技术；
图2说明在两个客户或用户不同时连接到提供多播数据和服务的数据服务器的情况下资源增益的损耗；
图3是应用于只有两个用户和一层网络的单一情况的本发明的实施方式的示意图；以及
图4是应用于具有多个接入点的多层通信网络的本发明的实施方式的示意图。
具体实施方式
根据本发明，并且正如图3和图4所示的那样，为用户的分组提供多播服务的方法至少包括以下两个步骤：
-在向下传送多播数据期间，在前往用户1的分组的下行链路传输路径上，在至少一个适合点3上高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分(第一步骤)；
-向所述分组的至少一个用户1或向位于有关传输路径上的更低层次上的高速缓冲或存储点3，进一步向下传送所述高速缓冲或存储的数据的至少一部分(第二步骤)。
一方面，当检测到所述分组的至少一个用户1位于该覆盖区域或热点区域内时，可以自动或者重复执行进一步向下传送的步骤，即第二步骤。
另一方面，在所述分组的至少一个用户1发出相应请求后，也可以执行进一步向下传送的步骤，即第二步骤，其中当所述用户1位于该覆盖区域或热点区域内时向上发送所述请求。
自动或者在收到有关分组的至少一个用户1所发送的相应请求的确认应答时，例如在提供有关多播服务和数据的服务器4上，开始向下传送多播数据。
根据本发明的有利特征，用于高速缓冲至少一部分向下传送的多播数据的传输路径上的所有点3，对应于具有不连续覆盖的树型网络2的节点，所述节点3被安排在所述树结构内的各层中。
在本发明的所有实施方式中，尽管有关分组的所有用户1不是同时连接(例如，在从服务器4的多播传输期间，并非所有用户都在其覆盖区域内)，但服务器4和节点3之间(或不同层的节点之间)的服务器和下行链路连接只请求一次(对于每个传输顺序而言)。
优选地，除路由器5之外，网络2的每个节点3还包括高速缓冲存储器或类似的存储装置6，网络2的大部分下行链路层上的节点3与所述网络2的用户1的终端1′的接入点装置7相关联(图3和图4)。
为了避免为无用数据或短暂数据浪费存储资源，可以在传送的数据之间进行选择，以便确定是否在每个节点上执行高速缓冲操作。
因此，对于点3而言，基于包括以下标准的标准组中的一条或几条标准，确定是否在下行传输路径的适合点或节点3上高速缓冲或存储多播数据片：
-有关数据片的使用期限，
-有关多播分组中的用户1的数目，
-有关数据片所需的存储资源的数量，
-数据片的重要性，
-网络2中的点3的位置，
-请求所述数据片的用户1的数目，
-数据存储成本，
-网络2的覆盖区域的当地时间，
-在该数据的使用期限截止前，希望检索该数据片的用户在有关节点3下进行连接的可能性，所述标准可以为加权标准。
另外，为了有效使用可用存储容量，根据本发明的方法也能允许高速缓冲数据片的该网络的每个节点3向位于其上游并与其连接的节点3通知该操作，并且当位于其下游并与其连接的所有节点3均存储有所述数据片时，允许网络2的节点3删除存储的数据片。
以下将关于图4所示的多层网络2(N层)更详细地描述根据本发明的方法，该图推广了用于在不连续覆盖网络2中传送多播下行通信量的高速缓冲存储器6的使用。
在网络2的树型拓扑中，可以想象高速缓冲存储器6位于该树的每个节点3。
当多播分组的客户或用户1进行连接并检索数据片时，该数据沿其从服务器4到定义覆盖区域的热点的接入点6的路径，穿过一组高速缓冲存储器。
问题在于确定是否值得在该路径上的某个位置高速缓冲该数据，并且如果是的话，确定在该分层结构的哪些层上进行。
可以想象下面的简单算法，该算法允许每个路由器5在转发某个数据片之前确定是否高速缓冲该数据片。
假定与该数据片关联的标题包括有关以下条目的信息：
-该多播分组内的用户1的数目
-该数据的使用期限(在此期限后，该多播分组的用户将不再期待该数据片和/或该数据本身将过时)。
同时假定每个路由器5知道与其相连的接入点7的数目。
根据这些信息，路由器5计算将提供高速缓冲该数据的概率(即，需要该数据片的其它用户1将借助与其相连的接入点7中的一个进行连接的概率)。依据该概率是否超过某个阈值，路由器5将确定是否高速缓冲该数据。最后，可以利用高速缓冲所覆盖的数据片的路由器的成本来平衡该概率。
因此，越打算向大量用户1发送数据并且该数据的使用期限越长，越将在网络2的下行路径上的不同节点3上高速缓冲该数据。
作为另一项特征，可以添加以下规则：当“子路由器”确定高速缓冲数据片时，它会告知它的“父路由器”。由于“父路由器”不需要高速缓冲它的所有“子路由器”已经高速缓冲过的数据，所以该“父路由器”在做进一步的高速缓冲决策时可以考虑这样的信息。
请注意，带有关联高速缓冲存储器分层结构的高速缓冲存储器资源现今在IP网络中很普遍。然而，现有技术尚未想到像本文描述的那样使用此类高速缓冲存储器资源，特别是尚未涉及到多播通信量和由于用户的移动性引起的临时连通性(在本说明书中，应将用户理解为具有移动终端1′的用户1)。
借助多播路由技术，本发明的解决方案允许利用数据的多播性质，所以能够像在永久连通性网络中那样，在不连续覆盖网络中节省网络资源。
本发明还包括具有不连续覆盖的通信网络，用于向属于或可以与所述网络连接的至少两个用户的至少一个分组提供多播服务，其特征在于所述网络2包括作为高速缓冲或存储点的节点3并且能够执行前述方法。
根据本发明，还提出适于构成前面提及的类型的通信网络的节点的路由器排列装置，其特征在于除路由器5本身之外，所述排列装置还包括高速缓冲存储器或类似存储装置6，并且所述排列装置能够执行前述方法。
当然，本发明并不限于本文描述和提供的优选实施方式，而可以在不背离本发明的范围的情况下作出各种变更或使用等同配置。

Claims (10)

1.一种方法，用于经由用户各自的终端，向属于或可连接到不连续覆盖网络的至少两个用户的分组提供多播服务，其特征在于，所述方法至少包括以下两个步骤：
-在向下传送多播数据期间，在前往用户(1)的分组的传输路径上，在至少一个适合点(3)上高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分；
-当检测到所述分组的所述至少一个用户(1)位于所述不连续覆盖网络的覆盖区域内时，向所述分组的至少一个用户(1)进一步向下传送所述高速缓冲的或存储的数据的至少一部分。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，当检测到所述分组的至少一个用户(1)位于该覆盖区域内或热点区域中时，自动或者重复执行进一步向下传送的步骤，即第二步骤。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述分组的至少一个用户(1)发出相应请求后，执行进一步向下传送的步骤，即第二步骤，其中当所述用户(1)位于该覆盖区域内或热点区域中时向上发送所述请求。
4.根据权利要求1-3之任一项的方法，其特征在于，自动或者在收到有关分组的至少一个用户(1)所发送的相应请求的确认应答时，例如在提供有关多播服务和数据的服务器(4)上，开始向下传送多播数据。
5.根据权利要求1-4之任一项的方法，其特征在于，用于高速缓冲至少一部分向下传送的多播数据的传输路径上的点(3)，对应于具有不连续覆盖的有关树型网络(2)的节点，所述节点(3)被安排在所述树结构内的各层中。
6.根据权利要求1-5之任一项的方法，其特征在于，除路由器(5)之外，该网络(2)的每个节点(3)还包括高速缓冲存储器或类似的存储装置(6)，该网络2的大部分下行链路层上的该节点(3)与所述网络(2)的用户(1)的终端(1′)的接入点装置(7)相关联。
7.根据权利要求1-6之任一权利要求的方法，其特征在于，对于该点(3)而言，基于包括以下标准的组中的一条或几条标准，确定是否在该下行传输路径的适合点或节点(3)上高速缓冲或存储多播数据片：
-有关数据片的使用期限，
-有关多播分组中的用户(1)的数目，
-有关数据片所需的存储资源的数量，
-数据片的重要性，
-网络(2)中的点3的位置，
-请求所述数据片的用户(1)的数目，
-数据存储成本，
-网络(2)的覆盖区域的当地时间，
-在数据使用期限截止前，希望检索该数据片的用户在有关节点(3)下进行连接的可能性，所述标准可以为加权标准。
8.根据权利要求5和6之任一项的方法，其特征在于，高速缓冲数据片的该网络的每个节点(3)向位于其上游并与其连接的节点(3)通知该操作，并且当位于其下游并与其连接的所有节点(3)均存储有所述数据片时，允许网络(2)的节点3删除存储的数据片。
9.一种具有不连续覆盖的通信网络，用于向属于或可连接到所述网络的至少两个用户的至少一个分组提供多播服务，其特征在于，所述网络(2)包括节点(3)，每个节点包括：
-在向下传送多播数据期间，在前往用户(1)的分组的传输路径上，高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分的装置；
-当检测到所述分组的至少一个用户(1)位于所述不连续覆盖网络的覆盖区域内时，向所述分组的所述至少一个用户(1)进一步向下传送所述高速缓冲的或存储的数据的至少一部分的装置。
10.一种路由器排列装置，适于构成根据权利要求9的通信网络的节点，其特征在于，除路由器(5)本身之外，所述排列装置还包括：
-高速缓冲存储器或类似的存储装置(6)，用于在前往用户(1)的分组的传输路径上，高速缓冲或临时存储所述数据或所述数据的一部分；以及
-当检测到所述分组的所述至少一个用户(1)位于所述不连续覆盖网络的覆盖区域内时，向所述分组的至少一个用户(1)进一步向下传送所述高速缓冲的或存储的数据的至少一部分的装置。
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