DE60319360T2

DE60319360T2 - Inhaltsablieferungsarchitektur für mobilen zugriff

Info

Publication number: DE60319360T2
Application number: DE60319360T
Authority: DE
Inventors: Tao Woburn WU; Sadhna Waltham AHUJA; Sudhir Sharan Weston DIXIT
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2002-05-06
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2023-05-03
Also published as: DE60319360D1; EP1502198A4; EP1502198A1; WO2003096207A1; EP1502198B1; US20030206520A1; AU2003231274A1; US7039672B2

Description

Erfindungsgebiet
Die Erfindung betrifft allgemein Netzwerke mit mobilem Zugriff und insbesondere Systeme und Verfahren zur Zustellung von Inhalt (Content-Delivery) in Netzwerken mit mobilem Zugriff.
Hintergrund der Erfindung
Datenfähige 2,5G- und 3G-Mobilnetzwerke, die sich gegenwärtig weltweit verbreiten, werden viele neue Webanwendungen mit Mobilitätsmerkmalen sowie die Erweiterung vorhandener drahtgebundener Webanwendungen und -inhalte auf mobile Endgeräte ermöglichen. Die Gewährleistung einer mobilen Web-Dauerleistungsfähigkeit ist kritisch, weil eine zufriedenstellende Anwendererfahrung (User Experience) der Schlüssel zum Erfolg für diese aufkommenden Netzwerke ist. Dieses Ziel zu erreichen, ist jedoch eine außergewöhnliche Herausforderung.
Zunächst sind Netzwerke mit mobilem Zugriff allgemein durch eine fehleranfällige Luftschnittstelle und damit durch eine hohe Paketkorruptions- oder -verfälschungsrate gekennzeichnet. Daher sind normalerweise Neuübertragungen verfälschter Pakete auf einer Verbindungsschicht erforderlich, um die für die meisten Datenanwendungen erforderliche Zuverlässigkeit zu erzielen. Diese Prozeduren erzeugen jedoch lange und unverhersagbare Latenz und beeinflussen die Anwendungsleistung und die User Experience erheblich, insbesondere in stark belasteten Netzwerken, in denen durch starke Störung veranlasst wird, dass die Bitfehlerrate drastisch zunimmt. Beispielsweise ist gezeigt worden, dass die Ping-Umlaufzeit von einem Endgerät zu einem Webserver (d. h. die Zeit, die für die Übertragung eines Informationspakets von einem Endgerät zu einem spezifizierten Webserver und den Empfang einer Antwort vom Web-Server erforderlich ist) um mehr als das 20-fache ansteigt, wenn eine drahtgebundene Verbin dung durch eine emulierte, stark belastete GPRS-(General Packet Radio Services) Verbindung ersetzt wird.
Außerdem sind mobile Webanwendungen normalerweise dahingehend hochgradig asymmetrisch in der Bandbreitenausnutzung, dass sie wesentlich mehr Downlink-Bandbreite als Uplink-Bandbreite erfordern. Leider weisen die meisten existierenden und kommenden mobilen Netzwerke Uplink- und Downlink-Bandbreite symmetrisch zu. Diese Fehlanpassung zwischen Anwendungen und der zugrunde liegenden Netzwerkarchitektur kann die Downlink-Bandbreite in diesen Netzwerken leicht vermindern. Infolgedessen können eine übermäßige Warteschlangenverzögerung und Paketverluste im Downlink zu einer inakzeptablen Latenz beitragen.
In drahtgebundenen Internetanwendungen kann die Leistungsfähigkeit durch die Verwendung zusätzlicher Bandbreite, die häufig kostengünstig verfügbar ist, wesentlich erhöht werden. Diese Vorgehensweise ist jedoch für mobile Netzwerke im Allgemeinen unpraktisch. Die meisten mobilden Netzwerke haben ein festes Spektrum, und die erzielbare Datenrate ist gemäß der Informationstheorie durch Störung und Rauschen grundsätzlich begrenzt.
Content-Delivery ist für eine Skalierung des Internet-Backbone in Verbindung mit dem rasanten Wachstum des World-Wide-Web-Verkehrs ziemlich effektiv gewesen. Durch die Verwendung von Web-Zwischenspeichern (Caches) am "Rand" bzw. an der "Grenze" (Edge) des Netzwerks (z. B. am Zugangsnetzwerk, wo gehäuft LAN-(lokales Netzwerk) Verkehr auftritt) zum Speichern und Sichern von populärem Webinhalt oder Web-Content wird durch Content-Delivery die Nutzung des Internet-Backbone vermindert und die Web-Leistungsfähigkeit und die User Experience wesentlich verbessert. In dieser Hinsicht bildete die Nutzung des Internet-Backbone während der ersten wenigen Jahre der Existenz des Webs oft den Engpass des Ende-zu-Ende-Pfades. Durch direkte Anwendung drahtgebundener Content-Delivery-Techniken in Netzwerken mit mobilem Zugriff wird jedoch nur eine begrenzte, über herkömmliches Client-Browser-Caching hinausgehende Dienstqualitätsverbesserung erzielt. Im Gegensatz zum Internet-Backbone-Engpass, und wie vorstehend beschrieben wurde, tritt der Engpass für die Leistungsfähigkeit mobiler Webanwendungen an der Luftschnittstelle auf, so dass eine durch einen Anwender wahrgenommene Wartezeit bzw. Latenz auch dann nicht effektiv verbessert werden kann, wenn Inhalt (Content) zwischengespeichert und vom Zugangsnetzwerk (dem "Rand" (Edge) bei herkömmlichem Content-Delivery) bedient wird.
In der internationalen Offenlegungsschrift Nr. WO 01/67296 ist ein Computernetzwerk beschrieben, das derart aufgebaut ist, dass Daten, die durch einen Server über einen von mehreren Clients gemeinsam genutzten Kommunikationskanal in Antwort auf eine von einem der Clients ausgehenden Datenanforderung übertragen werden, in einem entsprechenden Cache-Speidcher jedes Clients gespeichert werden.
Gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren zum Zuführen von Inhalt (Content) über ein Kommunikationssystem gemäß Patentanspruch 1 und ein Kommunikationssystem zum Zustellen von Inhalt zu mehreren Endgeräten gemäß Patentanspruch 12 bereitgestellt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind dazu geeignet, Edge-Caching, das einen übergeordneten Satz von Client-Caching darstellt, durch Speichern von von allen Benutzern oder Anwendern angefordertem populärem Inhalt auszuführen. Um diese Funktionalität an den Endgeräten zu implementieren, sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, durch ein Endgerät angeforderten Inhalt zu anderen Endgeräten zu schieben, bevor die anderen Endgeräte den Inhalt anfordern, so dass die anderen Endgeräte den Inhalt für zukünftige Bezugnahmen zwischenspeichern können. Indem mehr Inhalt vom Cache des Endgeräts bedient wird, werden durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Funkressourcenausnutzung und Störung an der Luftschnittstelle wesentlich vermindert und eine verminderte, durch den Benutzer wahrgenommene Latenz erhalten. Ähnlicherweise wird durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Downlink-Verkehr reduziert, wird die Fehlanpassung zwischen der Netzwerkarchitektur und den Anwendungscharakteristiken vermindert und werden die durch die Benutzermobilität erzeugten Hot-Spots dynamischer Netzwerke verbessert. Zum Verbessern der Endgerät-Leistungsaufnahme ist das erfindungsgemäße System dazu geeignet, Inhalt basierend auf einer Benutzer- oder Anwenderinteressenkorrelation nur an ausge wählte Benutzer zu übertragen oder zu multicasten. Diesbezüglich nutzen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Anwenderinteressenkorrelation und multicasten selektiv Inhalt nur an Benutzer, die ihn in der Zukunft am wahrscheinlichsten anfordern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationssystem bereitgestellt, das mehrere Endgeräte und eine Inhaltsleiteinrichtung bzw. einen Content-Director aufweist. Die Endgeräte sind dazu geeignet, über ein Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren, und sind jeweils in der Lage, Inhalt über das Kommunikationsnetzwerk anzufordern und anschließend zu empfangen. Der Content-Director ist andererseits dazu geeignet, eine Anforderung für Inhalt von einem Endgerät zu empfangen. Der Content-Director kann dann den Inhalt basierend auf der Anforderung zum Endgerät schieben und kann den Inhalt zu mindestens einem anderen Endgerät schieben, bevor die anderen Endgeräte den Inhalt anfordern. Insbesondere kann jedes Endgerät einen Cache zum Speichern von Daten aufweisen. Daher ist jedes Endgerät in der Lage, den Inhalt vom Cache abzurufen, wenn der Inhalt im Cache des entsprechenden Endgeräts gespeichert ist. Wenn der Inhalt nicht im Cache gespeichert ist, ist das Endgerät jedoch in der Lage, eine Anforderung für Inhalt zu übertragen. Ein Origin-Server oder Quellserver kann dann die Anforderung vom Endgerät empfangen und anschließend den angeforderten Inhalt zum Content-Director übertragen, so dass der Content-Director den Inhalt basierend auf der Anforderung zum Endgerät schieben kann und den Inhalt zu mindestens einem anderen Endgerät schieben kann, bevor die anderen Endgeräte den Inhalt anfordern.
Jedes Endgerät kann eine zugeordnete Anwenderinteressenkorrelation mit jedem anderen Endgerät aufweisen. In diesen Fällen kann der Content-Director den Inhalt basierend auf der Anwenderinteressenkorrelation der anderen Endgeräte bezüglich des Endgeräts, das den Inhalt anfordert, zu mindestens einem anderen Endgerät schieben. Der Content-Director kann außerdem dazu geeignet sein, eine Anwenderinteressenkorrelation für jedes Endgerät bezüglich jedes anderen Endgeräts zu erzeugen, wobei eine Anwenderinteressenkorrelation basierend auf durch das entsprechende Endgerät angefordertem Inhalt erzeugt wird. Insbesondere kann der Content-Director eine Anwenderinteressenkorrelation basierend auf Inhalt erzeugen, der durch das jeweilige Endgerät angefordert wird, indem Web-Zugriffsspuren von Inhalt empfangen und/oder erzeugt werden, der durch das entsprechende Endgerät angefordert wird, um dadurch den durch das entsprechende Endgerät angeforderten Inhalt zu bestimmen. Der Content-Director kann dazu geeignet sein, die Anwenderinteressenkorrelation für jedes Endgerät bezüglich jedes anderen Endgeräts durch Berechnen einer Wahrscheinlichkeit, z. B. einer Wahrscheinlichkeit für einen bedingten Zugang, des Endgeräts zu erzeugen, das Inhalt anfordert, nachdem jedes andere Endgerät den Inhalt angefordert hat.
Die Inhaltsleiteinrichtung bzw. der Content-Director kann dazu geeignet sein, den Inhalt zu mindestens einem anderen Endgerät zu schieben, das bezüglich des Endgeräts, das den Inhalt anfordert, eine Anwenderinteressenkorrelation aufweist, die einen vorgegebenen Schwellenwert erfüllt. Hierbei kann, wenn der Nutzungsgrad des Kommunikationsnetzwerks zunimmt, der Content-Director den vorgegebenen Schwellenwert vermindern. In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann der Content-Director dazu geeignet sein, den Inhalt mindestens einem anderen aktiven Endgerät zuzuführen. Zusätzlich oder alternativ kann der Content-Director dazu geeignet sein, den Inhalt mindestens einem anderen Endgerät basierend auf einem Leistungszustand des mindestens einen anderen Endgeräts zuzuführen. Außerdem kann der Content-Director dazu geeignet sein, den Inhalt mindestens einem anderen Endgerät zuzuführen, wenn das andere Endgerät eine Aktivität auf dem Kommunikationsnetzwerk aufnimmt.
Außerdem wird ein Verfahren zum Zuführen von Inhalt über ein Kommunikationssystem bereitgestellt. Daher werden durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbesserte Systeme und Verfahren zum Zuführen von Inhalt über ein Kommunikationssystem bereitgestellt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind dazu geeignet, Edge-Caching auszuführen, z. B. durch Übertragen oder Rundsenden von durch ein Endgerät angefordertem Inhalt zu anderen Endgeräten, bevor die anderen Endgeräte den Inhalt anfordern, so dass die anderen Endgeräte ihn für zukünftige Bezugnahmen zwischenspeichern können. Durch Bedienen von mehr Inhalt vom Cache im Endgerät, werden durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Funkressourcenausnutzung und die Störung in der Luftschnittstelle wesentlich vermindert und wird die durch den Benutzer wahrgenommene Wartezeit bzw. Latenz vermindert. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind außerdem dazu geeignet, Downlink-Verkehr zu vermindern, die Fehlanpassung zwischen Netzwerkarchitektur- und Anwendungscharakteristiken zu reduzieren und durch Benutzermobilität erzeugte Hot-Spots dynamischer Netzwerke zu verbessern. In Fällen, in denen eine Anwenderinteressenkorrelation vorliegt, wird durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung außerdem im Vergleich zu herkömmlichen Systemen und Verfahren eine verbesserte Endgerätleistungsaufnahme ermöglicht. Daher werden durch die Systeme und Verfahren von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die bei herkömmlichen Techniken auftretenden Probleme gelöst und werden zusätzliche Vorteile bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachdem die Erfindung ganz allgemein beschrieben wurde, wird nachstehend auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die nicht unbedingt maßstabsgetreu sind; es zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen drahtlosen Kommunikationssystems mit einem zellularen Netzwerk und einem Datzennetzwerk, mit dem eine Mobilstation über drahtlose HF-Verbindungen bidirektional verbunden ist;
2 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mobilstation;
3 ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines drahtlosen Kommunikationssystems mit Mobilstationen A, B und C innerhalb des gleichen Sektors der durch eine Basisstation bedienten Zelle;
4 einen Graph zum Darstellen des Durchsatzes eines Slotted-ALOHA-Systems als Funktion des gesamten Datenaufkommens;
5A einen Graphen zum Darstellen der erwarteten Umlauf-Latenz für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und für ein herkömmliches Kommunikationssystem für verschiedene neue Ankunfts- oder Zugangsraten;
5B einen Graphen zum Darstellen einer durch Anwender wahrgenommenen Beschleunigung bei verschiedenen Trefferraten für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und für ein herkömmliches Kommunikationssystem; und
6 zeigt einen Graphen zum Darstellen der Effektivität E(α) einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems als Funktion einer relativen Multicast-Gruppengröße s(α), wobei α von 0 bis 1 variiert, für drei Web-Zugangsspuren.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Die Erfindung soll jedoch nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein, sondern kann auf viele verschiedene Weisen implementiert werden; die Ausführungsformen werden so dargestellt, dass die vorliegende Beschreibung vollständig ist und der Umfang der Erfindung für Fachleute deutlich wird. Ähnliche Bezugszeichen bezeichnen ähnliche Elemente.
Die 1 und 2 zeigen einen Typ eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks mit einem Endgerät, z. B. einer Mobilstation, die von der vorliegenden Erfindung profitieren würde. Das dargestellte und nachstehend beschriebene Mobiltelefon dient jedoch nur als ein Beispiel eines Mobilstationstyps, das von der vorliegenden Erfindung profitieren würde, und sollte daher nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung aufgefasst werden. Obwohl mehrere Ausführungsformen der Mobilstation dargestellt sind und nachstehend beispielhaft beschrieben werden, können erfindungsgemäß andersartige Mobilstationen verwendet werden, wie beispielsweise tragbare digitale Assistenten (PDAs), Pager, Personalcomputer, die mit geeigneten Netzwerkkarten oder Modems für einen Funkzugang ausgestattet sind, und andersartige drahtlose und drahtgebundene Sprach- und Textkommunikationssysteme. Außerdem werden die erfindungsgemäßen Systeme und Verfahren in erster Linie in Verbindung mit Mobilkommunikationsanwendungen beschrieben. Das erfindungsgemäße System und Verfahren können jedoch auch in Verbindung mit verschiedenartigen anderen Anwendungen, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Mobilkommunikationsindustrie, verwendet werden.
Wie dargestellt ist, weist die Mobilstation 10 eine Antenne 12 zum Übertragen von Signalen zu und Empfangen von Signalen von einer Basisstelle oder Basisstation (BS) 14 auf. Die Basisstation ist Teil eines zellularen Netzwerks, das eine Mobilvermittlungsstation (MSC) 16, eine Nachrichtenzentrale (MC) 18, Sprachcodierer/-decodierer (Vocoder) (VC) 20, Datenmodems (DM) 22 und andere zum Betreiben des Netzwerks erforderliche Einheiten aufweist. Die MSC ist dazu geeignet, Rufe und Nachrichten zur und von der Mobilstation weiterzuleiten, wenn die Mobilstation Rufe erzeugt und empfängt. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann das zellulare Netzwerk auch als eine Basisstation/MSC/Zusammenarbeits(Base Station/MSC/Interworking)funktion (BMI) 24 bezeichnet werden. Die MSC steuert die Weiterleitung von Nachrichten zur und von der Mobilstation, wenn die Station im Netzwerk registriert ist, und steuert außerdem die Weiterleitung von Nachrichten für die Mobilstation zur und von der MC. Derartige Nachrichten können beispielsweise Sprachnachrichten, die durch die MSC von Benutzern von Telefonen des öffentlicher Fernsprechwählnetzes (PSTN) empfangen werden, und Kurznachrichten (SMS-Nachrichten) und Sprachnachrichten aufweisen, die durch die MSC von der Mobilstation oder von anderen durch das Netzwerk bedienten mobilen Endgeräten empfangen werden.
Teilnehmerdaten einer Mobilstation 10 werden in einem Heimat(orts)register (HLR) 26 des Systems permanent gespeichert und im Besucher(orts)register (VLR) 28 eines Bereichs zwischengespeichert, in dem die Mobilstation sich zu einem vorgegebenen Zeitpunkt befindet. Das VLR enthält ausgewählte Verwaltungsinformation, die für eine Rufsteuerung und zum Bereitstellen der abonnierten Dienste für jede Mobilstation erforderlich sind, die sich gegenwärtig in dem durch das VLR kontrollierten geografischen Gebiet befindet. Obwohl jede funktionelle Entität als unabhängige Einheit implementierbar ist, implementieren Hersteller von Vermittlungseinrichtungen das VLR im Allgemeinen in Kombination mit der MSC 16, so dass der durch die MSC kontrollierte geografische Bereich dem durch das VLR kontrollierten geografischen Bereich entspricht, wodurch die erforderliche Signalisierung vereinfacht wird. Daher werden die MSC und das VLR hierin gemeinsam als MSC/VLR bezeichnet.
Das zellulare Netzwerk, und damit die Mobilstation 10, können mit einem Datennetzwerk gekoppelt werden. Beispielsweise kann die Basisstation BS 14 mit einer Paketsteuerungsfunktion (PCF) 30 verbunden werden, die mit einem Paketdatendienstknoten (Packet Data Serving Node) (PDSN) 32 verbunden ist. Der PDSN ist vorzugsweise mit einem AAA-Server 34 verbunden, durch den Authentifizierungs-, Authorisierungs- und Abrechnungsdienste bereitgestellt werden. Der AAA-Server kann einen Remote Access Dialug User Service (RADIUS) Server aufweisen, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist. Der PDSN kann auch mit einem Weitbereichsnetz, z. B. mit dem Internet 36, verbunden sein. Geräte, wie beispielsweise Verarbeitungselemente (z. B. Personalcomputer, Server-Computer, usw.) können über den PDSN mit der Mobilstation verbunden werden. Beispielsweise können die Verarbeitungselemente ein oder mehrere Verarbeitungselemente aufweisen, die einem oder mehreren Quellservern 40 zugeordnet sind.
Wie ebenfalls in 1 dargestellt ist und nachstehend ausführlicher beschrieben wird, ist typischerweise ein Content-Director 41 zwischen das Internet 36 und den PDSN 32 geschaltet. Durch direktes oder indirektes Verbinden sowohl der Mobilstation 10 als auch der anderen Geräte mit dem PDSN und dem Internet kann die Mobilstation z. B. gemäß der Internetprotokoll-(IP) Spezifikation mit den anderen Geräten kommunizieren, um verschiedenartige Funktionen der Mobilstation auszuführen. Dann kann der Content-Director durch Verbinden des Content-Directors zwischen dem Internet und der Mobilstation die Verbreitung von Inhalt zur Mobilstation sowie zu anderen Mobilstationen und Geräten steuern, wie nachstehend beschrieben wird.
Inhalt kann Daten, Informationen, usw. aufweisen, die durch die Mobilstation 10 angefordert und/oder zur Mobilstation übertragen werden. Inhalt wird typischerweise zusammen mit Daten an Mobilstationen übertragen, die für die entsprechenden Mobilstationen spezifisch sind, z. B. Paketkopfinformation. Wenn eine Mobilstation Inhalt anfordert und der Inhalt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Mobilstation sowie zu anderen Mobilstationen übertragen wird, wird der Inhalt anstatt zusammen mit Daten, die für die anfordernde Mobilstation spezifisch sind, zusammen mit Daten an die anderen Mobilstationen übertragen, die für die jeweiligen anderen Mobilstationen spezifisch sind. Wenn beispielsweise eine Mobilstation Inhalt anfordert, kann der Inhalt zusammen mit den Daten, z. B. mit Paketkopfinformation, die für die anfordernde Mobilstation spezifisch sind, an die Mobilstation übertragen werden. Wenn der Inhalt auch an andere Mobilstationen übertragen wird, wird der Inhalt zusammen mit Daten an die anderen Mobilstationen übertragen, die für die jeweiligen anderen Mobilstationen spezifisch sind.
Nachstehend wird auf 2 Bezug genommen, die ein Blockdiagramm einer Mobilstation 10 zeigt, die von der vorliegenden Erfindung Nutzen ziehen würde. Die Mobilstation weist einen Sender 46, einen Empfänger 48 und einen Controller 50 auf, der dem Sender und dem Empfänger Signale zuführt bzw. Signale davon empfängt. Diese Signale beinhalten Signalisierungsinformation gemäß dem Luftschnittstellenstandard des verwendeten zellularen Systems und außerdem Benutzer-Sprach- und/oder durch einen Benutzer erzeugte Daten. Diesbezüglich kann die Mobilstation dazu geeignet sein, mit einem oder mehr Luftschnittstellenstandards, Kommunikationsprotokollen, Modulationsarten und Zugangsarten zu arbeiten. Insbesondere kann die Mobilstation dazu geeignet sein, gemäß einer beliebigen Anzahl von Kommunikationsprotokollen der ersten, zweiten und/oder dritten Generation oder mit ähnlichen Protokollen zu arbeiten. Beispielsweise kann die Mobilstation dazu geeignet sein, gemäß den drahtlosen Kommunikationsprotokollen der zweiten Generation (2-G) IS-136 (TDMA), GSM und IS-95 (CDMA) zu arbeiten. Einige mobile Endgeräte für schmalbandige AMPS- (NAMPS) sowie TACS-Systeme können ebenfalls von den Inhalten der vorliegenden Erfindung Nutzen ziehen, genauso wie Telefone des Dualmodus oder höherer Modi (z. B. Digital/Analog- oder TDMA/CDMA/Analog-Telefone).
Der Controller 50 weist eine zum Implementieren der Audio- und Logikfunktionen der Mobilstation erforderlich Schaltung auf. Beispielsweise kann der Controller einen Digitalsignalprozessor, einen Mikroprozessor und verschiedene Analog/Digital-Wandler, Digital/Analog-Wandler und andere Unterstützungsschaltungen aufweisen. Die Steuer- und Signalverarbeitungsfunktionen der Mobilstation werden zwischen diesen Einrichtungen gemäß ihren jeweiligen Fähigkeiten zugewiesen. Der Controller weist daher auch die Funktionalität zum Faltungscodieren und Verschachteln von Nachrichten und Daten vor einer Modulation und Übertragung auf. Der Controller kann außerdem einen internen Sprachcodierer (VC) 50A und ein internes Datenmodem (DM) 506 aufweisen. Außerdem weist der Controller 50, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, die Funktionalität zum Speichern von Webinhalt auf, der durch die Mobilstation gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung empfangen wird.
Die Mobilstation 10 weist außerdem eine Benutzerschnittstelle mit einem herkömmlichen Ohrhörer oder Lautsprecher 52, einer Ruftonerzeugungseinrichtung (Ringer) 53, einem Mikrofon 54, einem Display 56 und einer Benutzer-Eingabeschnittstelle auf, die alle mit dem Controller 50 verbunden sind. Die Benutzer-Eingabeschnittstelle, die es der Mobilstation ermöglicht, Daten zu empfangen, kann eine beliebige Anzahl von Einrichtungen aufweisen, die es der Mobilstation ermöglichen, Daten zu empfangen, wie beispielsweise ein Tastenfeld 58, ein (nicht dargestelltes) Touch-Display oder eine andere Eingabeeinrichtung. In Ausführungsformen mit einem Tastenfeld weist das Tastenfeld die herkömmlichen numerischen Zeichen (0–9) und damit in Beziehung stehende Tasten (#, *) und andere für den Betrieb der Mobilstation verwendete Tasten auf. Die Mobilstation weist außerdem eine Batterie 60, z. B. eine vibrierende Batteriepackung, zum Versorgen der verschiedenen Schaltung, die zum Betreiben der Mobilstation erforderlich sind, mit Leistung sowie zum optionalen Bereitstellen einer mechanischen Vibration als erfassbares Ausgangssignal auf, wie später beschrieben wird.
Die Mobilstation 10 kann ferner einen Infrarottransceiver 61 oder eine andere Datenübertragungseinrichtung aufweisen, so dass Daten mit anderen Einrichtungen gemeinsam verwendet werden können, z. B. mit anderen Mobilstationen, einem Fahrzeugnavigationssystem, Personalcomputern, Druckern, usw. Die gemeinsame Nutzung von Daten sowie die abgesetzte gemeinsame Nutzung von Daten kann auch gemäß der Anzahl verschiedener Techniken bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Mobilstation Daten gemeinsam über ein auf dem Fachgebiet bekanntes Hochfrequenzidentifikations(RFID)transponder-Etikett verwenden. Außerdem oder alternativ kann die Mobilstation Daten unter Verwendung einer von Bluetooth Special Interest Group entwickelten drahtlosen Bluetooth-Technik gemeinsam nutzen.
Die Mobilstation kann außerdem einen Speicher, z. B. ein Teilnehmeridentitätsmodul (SIM) 42, ein entnehmbares Benutzeridentititätsmodul (R-UIM) oder eine ähnliche Einrichtung aufweisen, das/die typischerweise mit einem mobilen Teilnehmer in Beziehung stehende Informationselemente speichert. Außer dem SIM kann die Mobilstation 10 auch andere Speicher aufweisen. Diesbezüglich kann die Mobilstation einen flüchtigen Speicher 62, z. B. einen flüchtigen Direktzugriffsspeicher (RAM) mit einem Cache-Bereich zum Zwischenspeichern von Daten aufweisen. Die Mobilstation kann auch einen anderen nichtflüchtigen Speicher 64 aufweisen, der eingebettet und/oder entnehmbar sein kann und ebenfalls einen Cache-Bereich zum Zwischenspeichern von Daten aufweisen kann. Der nichtflüchtige Speicher kann zusätzlich oder alternativ einen EEPROM. einen Flash-Speicher oder einen ähnlichen Speicher aufweisen, z. B. einen von SanDisk Corporation, Sunnyvale, Kalifornien, oder Lexar Media Inc, Fremont, Kalifornien erhältlichen Speicher. Die Speicher können eine beliebige Anzahl von Informations- und Datenelementen speichern, die durch die Mobilstation zum Implementieren der Funktionen der Mobilstation verwendet werden. Beispielsweise können die Speicher eine Identifizierung, z. B. einen IMEI-(International Mobile Equipment Identification) Code aufweisen, der dazu geeignet ist, die Mobilstation eindeutig zu identifizieren.
Wie vorstehend im Hintergrundabschnitt beschrieben wurde, befindet sich der Leistungsengpass mobiler Webanwendungen im Gegensatz zum Internet-Backbone-Engpass (auf dem Ende-zu-Ende-Pfad) an der Luftschnittstelle, so dass eine durch Benutzer wahrgenommene Latenz auch dann nicht wesentlich verbessert werden kann, wenn Inhalt zwischengespeichert und vom Zugangs (d. h. zellularen)-netzwerk bedient wird. Unter Berücksichtigung dieses wesentlichen Unterschieds implementieren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Funktionalität eines Edge-Cache in der Mobilstation 10, z. B. im flüchtigen Speicher 62 und/oder im nichtflüchtigen Speicher 64. Edge-Caching ist ein übergeordneter Satz von Client-Caching und speichert populären Inhalt, der durch alle Benutzer angefordert wird. Um diese Funktionalität in der Mobilstation zu implementieren, ist der Content-Director 41 dazu geeignet, durch eine Mobilstation angeforderten Inhalt zu anderen Mobilstationen zu übertragen, die den Inhalt für eine zukünftige Bezugnahme zwischenspeichern können. D. h., der Content-Director kann dazu geeignet sein, durch eine Mobilstation angeforderten Inhalt zu anderen Mobilstationen rundzusenden. Alternativ kann der Content-Director vorteilhaft durch eine Mobilstation angeforderten Inhalt jederzeit an andere Mobilstationen übertragen, nachdem der Inhalt an die anfordernde Mobilstation übertragen wurde, aber bevor der Inhalt durch irgendeine andere der Mobilstationen angefordert wurde. Durch Bedienen von mehr Inhalt vom Cache in der Mobilstation sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, die Funkressourcenausnutzung und die Störung an der Luftschnittstelle zu vermindern sowie eine verminderte durch Benutzer wahrgenommene Latenz zu vermindern. Ähnlicherweise kann durch Bedienen von mehr Inhalt vom Cache in der Mobilstation der Downlink-Verkehr vermindert werden, kann die Fehlanpassung zwischen der Netzwerkarchitektur und dem Anwendungscharakteristiken vermindert und/oder können durch Benutzermobilität erzeugte Hot-Spots dynamischer Netzwerke verbessert werden.
Der Content-Director 41 kann eine beliebige Anzahl von Einrichtungen aufweisen, die dazu geeignet sind, Funktionen gemäß Ausführungsformen der Erfindung auszuführen. Beispielsweise kann der Content-Director eine Verarbeitungseinrichtung, z. B. einen Personalcomputer, einen Laptop-Computer, einen Server-Computer, usw. aufweisen. Obwohl hierin dargestellt und beschrieben wird, dass der Content-Director ein separates Element ist, kann der Content-Director in beliebigen von mehreren anderen Elementen des Systems integriert sein. Beispielsweise können die Funktionen des Content-Directors durch den PDSN 32, einen oder mehrere Quellserver 40 und/oder ein beliebiges anderes geeignetes Element des Systems ausgeführt werden.
Zusätzlich zur Latenz und Bandbreiteneffizienz müssen mobile Webanwendungen typischerweise auch hinsichtlich der Leistungsaufnahme der Mobilstationen effizient sein. Um die Leistungsaufnahme der Mobilstationen zu verbessern, ist der Content-Director 41 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform dazu geeignet, Inhalt nur an ausgewählte Mobilstationen 10 zu übertragen oder zu multicasten. Um die Mobilstationen auszuwählen, an die der Inhalt gesendet werden soll, ist der Content-Director dazu geeignet, eine Anwenderinteressenkorrelation zu erzeugen und/oder aufrechtzuerhalten, die gemeinsame Interessen bezüglich des Inhalts zwischen verschiedenen Anwendern oder benutzern der Mobilstationen definiert. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Content-Director dazu ge eignet, die Anwenderinteressenkorrelation zu verwenden, um Inhalt selektiv nur an Benutzer zu übertragen, die in der Zukunft den entsprechenden Inhalt am wahrscheinlichsten anfordern.
Wie vorstehend diskutiert wurde, wird durch Erweitern der Edge-Caching-Funktionalität auf die Mobilstation 10 eine leistungsstarke Lösung für viele Leistungs-, Skalierbarkeits- und Architekturprobleme in Netzwerken mit mobilem Zugang bereitgestellt, weil die Nutzung der langsamen und fehleranfälligen Luftschnittstelle vermindert wird. Aufgrund seiner Eigenschaften ist ein Edge-Cache oder Inhaltsspeicher ein übergeordneter Satz von individuellem Client-Caching, weil der Edge-Cache populären Inhalt speichert, der von allen Benutzern angefordert wird. Daher kann für jede Mobilstation 10, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung arbeitet, eine Art Prefetching zum Herunterladen von Inhalt ausgeführt werden, der unter anderen Benutzern populär ist, lokal jedoch nicht angefordert worden ist. Herkömmliche Prefetching-Techniken, die zusätzliche Bandbreite verbrauchen, sind jedoch aufgrund der Prefetching-Miss-Penalty oder des Prefetching-Fehlzugriffsaufwandes bezüglich der Bandbreitennutzung nicht wünschenswert.
Das erfindungsgemäße System ist dazu geeignet, die Edge-Caching-Funktionalität unter Verwendung eines On-Demand-Rundsendeverfahrens zu implementeiren. Wenn ein Benutzer ein Webobjekt anfordert, das vom Cache der Mobilstation nicht bedient werden kann, wird eine Anforderung an den Quellserver 40 gesendet. Wenn das durch den Queliserver zurück übertragene Objekt am (zellularen) Zugangsnetzwerk ankommt, wird es über die Luftschnittstelle an alle Mobilstationen rundgesendet, die es in ihren jeweiligen Caches speichern. Das Rundsenden oder Broadcasten zu mehreren Mobilstationen kann auf eine beliebige von mehreren veschiedenen Weisen implementiert werden, z. B. durch gemeinsame Nutzung des Zeitschlitzes im TDMA-Verfahren, des Codes im CDMA-Verfahren, und auf ähnliche Weisen. Außerdem kann der Content-Director 41 vorteilhaft die Anwenderinteressenkorrelation für ein selektives Multicasting verwenden, und um die Leistungsaufnahme der Mobilstation zu verbessern, wie nachstehend diskutiert wird. Daher wird durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bandbreitenausnutzung wesentlich reduziert, weil durch diese Ausführungsformen wiederholte Übertragungen des gleichen Inhalts eliminiert werden. Aus dem Gesichtspunkt der Mobilstation werden unvermeidbare Fehlzugriffe (Compulsory-Misses) wesentlich reduziert, weil eine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung arbeitende Mobilstation Anforderungen nur dann überträgt, wenn keine andere Mobilstation den gleichen Inhalt angefordert hat (andernfalls wird der Inhalt vom Cache der Mobilstation abgerufen).
Der Content-Director 41 ist dazu geeignet, das Anwenderinteresse auf eine beliebige von vielen verschiedenen Weisen zu messen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die Anwenderinteressenkorrelation basierend auf dem durch jede Mobilstation 10 im System angeforderten Inhalt bestimmt. Diesbezüglich kann der Content-Director den durch jede Mobilstation angeforderten Inhalt durch Empfangen und/oder Erzeugen von Webzugangsspuren für die Mobilstationen bestimmen, wie für Fachleute bekannt ist. Von den Webzugangsspuren kann der Content-Director dann die Interessen der Benutzer der jeweiligen Mobilstationen bestimmen, z. B. die Übereinstimmung der Interessen der jeweiligen Benutzer mit dem durch die jeweiligen Mobilstationen angeforderten Inhalt.
Nachdem die Interessen der Benutzer der Mobilstationen 10 bestimmt wurden, kann der Content-Director 41 die Anwenderinteressenkorrelation zwischen beliebigen Anwender- oder Benutzerpaaren bestimmen. Ähnlich wie die Anwenderinteressen kann die Anwenderinteressenkorrelation auf eine beliebige von mehreren verschiedenen Weisen bestimmt werden. Beispielsweise kann der Content-Director die Anwenderinteressenkorrelation durch Berechnen der Wahrscheinlichkeit dafür berechnen, dass ein Benutzer den gleichen Inhalt anfordert, den zuvor ein anderer Benutzer angefordert hat. Diese Wahrscheinlichkeit kann dann im Content-Director 41 gespeichert werden. Daraufhin kann der Content Director die Anwenderinteressenkorrelationsinformation für ein selektives Multicasting für jede Inhaltsanforderung an die Mobilstationen verwenden, die eine Anwenderinteressenkorrelation haben, die einen vorgegebenen Schwellenwert erfüllt. Dadurch wird die mittlere Leistungsaufnahme der Mobilstationen effektiv vermindert, weil er der mittleren Multicast-Gruppengröße proportional ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Anwenderinteressenkorrelation unter Verwendung einer Wahrscheinlichkeit für einen bedingten Zugriff bestimmt werden. Diesbezüglich wird vorausgesetzt, dass das System N Mobilstationen aufweist, und p(j|i) soll die Wahrscheinlichkeit bezeichnen, dass ein Benutzer j in der Zukunft auf ein Webobjekt zugreifen wird, unter der Voraussetzung, dass ein Benutzer i zuvor auf das gleiche Objekt zugegriffen hat. P soll eine N×N-Matrix mit Elementen p(i|j) darstellen, so dass P_i,j = p(j|i) ist. P_i,i kann als null definiert werden, weil der Fall, dass ein Benutzer i in der Zukunft auf ein Webobjekt zugreift, nachdem der gleiche Benutzer i zuvor auf das gleiche Webobjekt zugegriffen hat, gleichermaßen durch Client-Caching gehandhabt werden kann. Vor der Bestimmung der Anwenderinteressenkorrelation kann die Matrix P gelernt werden. Die übrigen Elemente der Matrix P können auf eine beliebige von mehreren verschiedenen Weisen gelernt werden, in einer Ausführungsform wird P jedoch unter Verwendung geschichtlicher Webzugangsspuren und Zählen der Anzahl von Anforderungen gelernt, die ein Benutzer j erzeugt, nachdem ein Benutzer i die gleiche Anforderung erzeugt hat, wodurch nach einer geeigneten Normierung die Elemente p(j|i) für i, j = 1, 2, ..., N erhalten werden.
Nachdem die Matrix P gelernt worden ist, kann der Content-Director 41 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung selektives Multicasting folgendermaßen ausführen. Der Content-Director legt zunächst einen als "Multicast-Faktor" α (0 ≤ α ≤ 1) bezeichneten einstellbaren Parameter zum Steuern der Multicast-"Selektivität" fest. Gemäß einer Ausführungsform kann der Multicast-Faktor α beispielsweise auf 0,1 gesetzt werden. Dann kann, wenn ein Benutzer i ein Webobjekt anfordert und p(j|i) sich unter den größten (α × N²) Elementen in der Matrix P befindet, der Content-Director den Inhalt sowohl an einen Benutzer j, als auch an den Benutzer i multicasten. α = 0 stellt den Unicast-Fall (und Client-Caching) dar, und α = 1 stellt einen Broadcasting- oder Rundsende-Fall (und Edge-Caching) dar, d. h., jede Mobilstation empfängt eine Kopie des angeforderten Inhalts. Diesbezüglich ist der Content-Director dazu geeignet, bei einem kleinen Wert von α eine hohe Trefferrate zu erzielen (das demjenigen von Caching unter Verwendung von Rundsenden nahe kommt), wodurch die Multicast-Gruppengröße vermindert wird.
Der Content-Director 41 kann die Matrix P und damit die Anwenderinteressenkorrelationsinformation jedesmal, wenn eine Mobilstation 10 Inhalt anfordert, konti nuierlich aktualisieren. In einer Ausführungsform kann der Content-Director Webzugriffsspuren für die Mobilstationen kontinuierlich empfangen und/oder erzeugen, wenn die Mobilstationen verschiedene Webobjekte anfordern. Durch kontinuierliches Aktualisieren der Anwenderinteressenkorrelationsinformation kann der Content-Director verschiedene, anschließend angeforderte Inhalte aufweisen und die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein Benutzer j auf ein Webobjekt in der Zukunft zugreifen wird, unter der Voraussetzung, dass ein Benutzer i zuvor auf das gleiche Webobjekt zugegriffen hat, besser berechnen.
Der Content-Direktor 41 schiebt typischerweise den angeforderten Inhalt zur Mobilstation 10, die den Inhalt angefordert hat, sobald der Inhalt vom Quellserver 40 empfangen wird. Für die anderen Mobilstationen kann der Content-Director den Inhalt auf eine beliebige von mehreren verschiedenen Weisen rundsenden oder schieben. Gemäß einer Ausführungsform überträgt der Content-Director beispielsweise den Inhalt durch Rundsenden zu den anderen Mobilstationen oder schiebt den Inhalt gleichzeitig mit dem an die anfordernde Mobilstation gesendeten Inhalt zu den anderen Mobilstationen. In einer anderen Ausführungsform kann der Content-Director beispielsweise den zu den anderen Mobilstationen zu schiebenden Inhalt in einer Warteschlange ablegen, wenn die jeweiligen Mobilstationen eine Aktivität auf dem Netzwerk initiieren, z. B. durch Anfordern des in der Warteschlange abgelegten Inhalts oder eines anderen Inhalts. Durch Ablegen des Inhalts in einer Warteschlange müssen die anderen Mobilstationen das Netzwerk nicht kontinuierlich bezüglich verschobenem Inhalt überwachen, sondern können stattdessen den Inhalt empfangen, nachdem ein Kontakt mit dem Netzwerk initiiert wurde. Diese letztgenannte Ausführungsform ist auch in Netzwerken vorteilhaft, die Rundsenden und/oder Multicasting nicht physisch unterstützen, z. B. in DSL-(Digital Subscriber Line) Netzwerken.
Wie dargestellt wurde, kann Rundsenden zu vielen Mobilstationen 10 auf eine beliebige von verschiedenen Weisen implementiert werden. Beispielsweise sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, auf eine beliebige von mehreren mobilen, festen drahtlosen und verdrahteten Netzwerken betrieben zu werden, z. B. gemäß CDMA-(WCDMA und CDMA2000), TDMA-(GSM/GPRS), CSMA-(Ethernet- und Kabelnetzwerke), FDMA- und anderen Mehrfachzugriffsverfahren. In CDMA-Netzwerken sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielsweise dazu geeignet, Inhalt mit verminderter Störung durch Rundsenden zu übertragen.
Es wird ein CDMA-Netzwerk betrachtet, das viele Mobilstationen 10 aufweist, die über ein drahtloses Medium mit einer Basisstation 14 verbunden sind. In derartigen Netzwerken tritt in der Basisstation häufig ein "Nah-Fern"-Problem auf, wenn ein Signal von Mobilstationen, die von der Basisstation weit entfernt sind, durch Signale von nahen Mobilstationen überlastet wird. Um dieses Problem zu lösen, wird typischerweise eine Leistungsregelung an der Mobilstation verwendet, so dass das Signal von einer Mobilstation nicht mit Signalen von anderen Mobilstationen interferiert, sondern ein geeignetes Signal-zu-Störung-Verhältnis (SIR) an der Basistation aufweist. In dem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betriebenen Netzwerk kann das Netzwerk jedoch mit einer verbesserten Leistungsregelung betrieben werden.
Es wird vorausgesetzt, dass das Netzwerk Mobilstationen A, B und C innerhalb des gleichen Sektors der durch eine Basisstation bedienten Zelle aufweist, wie in 3 dargestellt ist. Die Mobilstation A ist näher an der Basisstation angeordnet als die Mobilstationen B und C. Infolgedessen haben die von der Basisstation an die Mobilstationen B oder C übertragenen Signale ein besseres SIR-Verhältnis als an die Mobilstation A übertragene Signale und können mit niedrigeren Bitfehlerraten decodiert werden. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können alle an die Mobilstationen B und C übertragenen Inhalte auch durch die Mobilstation A empfangen und darin zwischengespeichert werden. All dies wird implementiert, ohne dass die Mobilstation A irgendwelche Nachrichten überträgt, die den Inhalt anfordern. Wenn die Mobilstation A Inhalt anfordert, muss die Mobilstation A nicht auf die Luftschnittstelle zugreifen, wenn die Mobilstation B oder C zuvor auf den gleichen Inhalt zugegriffen hat. D. h., durch eine höhere Cache-Trefferrate in der Mobilstation A wird die Funkbandbreitennutzung durch die Mobilstation A vermindert. Dies kann auch so betrachtet werden, als ob die Mobilstation A eine "maximale" Leistungsregelung ausführt, gemäß der ihre Sendeleistung auf null reduziert ist, wenn der Inhalt zuvor durch eine weiter entfernt angeordnete Mobilstation angefordert worden ist. Dadurch kann das SIR-Verhältnis (und die Dienstgüte) an der Basisstation für Signale von den Mobilstationen B und C verbessert werden.
Durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nicht nur vorteilhaft die Dienstgüte für vernetzte Anwendungen durch Verbessern der Bandbreiteneffizienz erhöht, sondern kann auch eine neue Dimension bezüglich des Funkressourcenmanagements für Netzwerke mit mobilem Zugang hinzugefügt werden. Bekanntermaßen konzentriert sich die aktuelle Forschung in der Funkverkehrstechnik auf die Bereitstellung differenzierter Dienste für verschiedene Anwendungsklassen, typischerweise durch Setzen von Prioritäten. Die Haupteinschränkung bei diesem Verfahren besteht darin, dass es bei einer hohen Netzwerkausnutzung nicht geeignet funktioniert, weil Anwendungen mit niedrigerer Priorität schnell Bandbreite entzogen wird. Daher kann der Content-Director 41, wenn die Netzwerkausnutzung zunimmt, derart konfiguriert sein, dass angeforderter Inhalt durch Erhöhen des Multicast-Faktors α aggressiver gemulticastet wird. Durch Erhöhen des Multicast-Faktors werden höhere Trefferraten an der Mobilstation 10 ermöglicht und wird das Erfordernis reduziert, dass die Mobilstation die Funkbandbreite nutzt. Diesbezüglich kann der Content-Director einen Rückkopplungsmechanismus zum Vermindern der Wahrscheinlichkeit für eine Erschöpfung der Funkressource bereitstellen, indem ein optimales und flexibles Gleichgewicht zwischen der Funkbandbreite, der Endgerätspeicherkapazität und der Leistungsausnutzung bereitgestellt wird. Es hat sich gezeigt, dass mobile Webanforderungen zwischen Benutzern extrem korreliert sind, so dass durch selektives On-Demand-Multicasting das Funkressourcenmanagement in Szenarien mit hoher Netzwerkauslastung drastisch verbessert werden kann.
Um das Gleichgewicht zwischen Bandbreitenverzögerung und Batteriekapazität oder -leistungsaufnahme weiter zu verbessern, kann der Content-Director 41 zusätzlich Zustandsinformation über die Mobilstation 10 verwenden und Inhalt ausschließlich an aktive Endgeräte multicasten. Zusätzlich oder alternativ kann der Content-Director Endgerätleistungszustand oder Batterieinformation in die Multicast-Entscheidung integrieren, insofern derartige Information verfügbar ist. Beispielsweise kann der Content-Director Inhalt aggressiver zu einer Mobilstation schieben, wenn die Mobilstation mit einer A/C-Leistungsquelle verbunden ist, und Inhalt konservativer verschieben, wenn die Batterieleistung der Mobistation unter einen vorgegebenen Schwellenwert absinkt.
Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann die Anwenderinteressenkorrelation auf eine beliebige einer Vielzahl verschiedener Weisen verwendet werden, z. B. zum selektiven Multicasting, wie hierin beschrieben ist. Beispielsweise kann die Anwenderinteressenkorrelation für eine statistische Profilerstellung von Benutzern der Mobilstationen 10 des Systems basierend auf den Anwenderinteressenkorrelationen verwendet werden. Außerdem kann die Anwenderinteressenkorrelation beispielsweise zum Abgleichen von Benutzern von zwei oder mehr Mobilstationen basierend auf gemeinsamen Anwenderinteressen verwendet werden. Diesbezüglich kann der Content-Director 41 die Anwenderinteressenkorrelation für derartige andere Zwecke verwenden oder alternativ die Anwenderinteressenkorrelation an ein anderes Element übertragen, z. B. an einen Quellserver 40, der die Anwenderinteressenkorrelation für derartige andere Zwecke nutzen kann.
Wie nachstehend beschrieben wird, wird die Leistungsfähigkeit des Systems einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Slotted-ALOHA-System analysiert, weil ein derartiges System Fachleuten bekannt ist. Für die Analyse wird, obwohl jede Mobilstation 10 eine begrenzte Speicherkapazität haben wird, angenommen, dass die Mobilstationen Caches mit unbegrenzter Kapazität aufweisen. Eine derartige Annahme ist zum Zweck der Analyse aufgrund der Tatsache plausibel, dass die neueste Generation von Flash-Speichern und Miniatur-Festplattenlaufwerken Kapazitäten in einer Größenordnung haben, die größer ist als der Inhalt, den ein durchschnittlicher Mobilgerätbenutzer täglich herunterlädt, und es wird erwartet, dass die Kapazität derartiger Speicher in der überschaubaren Zukunft weiterhin zunimmt. Außerdem ist eine derartige Annahme plausibel, weil Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen im Vergleich zum Rundsenden von Inhalten Inhalte selektiv verschoben werden, die Inhaltsdatenmenge erheblich vermindern, die ein Cache speichern muss. Infolgedessen muss die Cache-Ersetzungsstrategie (Cache Replacement Policy) nicht explizit modelliert werden, sondern stattdessen wird die Trefferrate zum Erfassen der Caching-Effektivität verwendet.
Zur Vereinfachung wird außerdem angenommen, dass sowohl Inhaltsanforderungs- als auch Antwortnachrichten eine feste und die gleiche Größe haben. Nun wird vorausgesetzt, dass das System N Mobilstationen 10 aufweist (N » 1). Jede Mobilstation überträgt unabhängig neue Anforderungen über einen gemein sam genutzten Kanal mit einer Poisonrate von λ/N an einen Quellserver 40, so dass die kombinierte neue Anforderungsrate λ beträgt. Die Verbindungskapazität sowohl im Uplink (Mehrfachzugriff) als auch im Downlink (rundsendefähig) beträgt eine Nachricht/Schlitz, und die Anforderungsnachricht wird nur dann an den Server übertragen, wenn keine anderen Mobilstationen versuchen Nachrichten zu übertragen. Nach dem Empfang der Anforderung überträgt der Server unmittelbar eine Antwortnachricht mit der gleichen Größe über einen Downlink an den Benutzer. Kollisionen treten nur im Uplink auf. Wenn eine Kollision auftritt, wird die Anforderung in jedem nachfolgenden Zeitschlitz mit der Wahrscheinlichkeit q_r erneut übertragen, bis sie erfolgreich übertragen wurde. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit kann vorausgesetzt werden, dass die Mobilstation am Ende des Zeitschlitzes weiß, ob die Übertragung erfolgreich war oder nicht.
Weil das gesamte Datenaufkommen G auf dem Netzwerk sowohl aus neuen eintreffenden Daten als auch aus erneuten Übertragungen besteht, kann gezeigt werden, dass G ≥ λ ist. Der Durchsatz des Slotted-ALOHA-Systems kann dann durch T(G) = G × e^–G dargestellt werden. 4 zeigt den Durchsatz T(G) als Funktion des Datenaufkommens G. Wie dargestellt ist, erreicht der Durchsatz ein Maximum von 1/e, wenn der gesamte Datendurchsatz G = 1 beträgt. Außerdem gleicht die neue Anforderungsrate λ als stabiles Gleichgewicht dem Durchsatz, so dass λ = G × e^–G ist. Wie ebenfalls dargestellt ist, weist das Slotted-ALOHA-System zwei Gleichgewichtspunkte für eine neue Ankunftsrate λ auf. Für Analysezwecke wird das Augenmerk auf den stabilen Gleichgewichtspunkt gerichtet. Für weitere Details hinsichtlich Standard-Voraussetzungen sowie für eine exakte Analyse von Slotted-ALOHA-Systemen vergl. D. Bertsekas & R. Gallager, Data Networks (2. Ausgabe 1992).
Zum Analysieren der Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Systems wird zunächst ein (hierin als "Basissystem) bezeichnetes herkömmliches zellulares System betrachtet. Obwohl der an eine Mobilstation 10 übertragene Inhalt nicht in anderen Mobilstationen im Basissystem gespeichert ist, kann dieses System Client-Caching an der Mobilstation ausführen. Daher ist die neue Ankunftsrate die Rate, mit der Benutzeranforderungen zu Client-Cache-Fehlzugriffen führen.
Die erwartete Verzögerung kann in einer erfolgreichen Anforderungsübertragung im Basissystem berechnet werden, das eine neue Ankunftsrate λ und ein Datenaufkommen G hat. Diesbezüglich wird eine Anforderung dann erfolgreich im unmittelbar verfügbaren Zeitschlitz übertragen, wenn keine andere Mobilstation 10 einen Übertragungsvorgang versucht, was mit einer ungefähren Wahrscheinlichkeit von e^–G auftritt, wenn, wie im vorliegenden Fall, N » 1 ist. Andernfalls muss die Mobilstation eine Neuübertragung mit einer Wahrscheinlichkeit 1 – e^–G ausführen.
In der Neuübertragungsphase führt die Mobilstation 10 eine Neuübertragung mit der Wahrscheinlichkeit q_r in jedem Zeitschlitz aus. Daher kann die Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Neuübertragung für eine spezifische Mobilstation in einem Schlitz t gemäß der folgenden Gleichung (1) bestimmt werden:
Außerdem kann die erwartete Zeit für eine erfolgreiche Neuübertragung E[T_r] dargestellt werden durch:
Durch Kombinieren der neuen Ankunfts- und der Neuübertragungsphase und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Antwort des Quellservers 40 auf dem nächsten Zeitschlitz einer erfolgreichen Anforderungsübertragung ankommt, kann die erwartete, durch den Benutzer wahrgenommene Latenz E[T_B] folgendermaßen bestimmt werden:
Nachdem nun die erwartete, durch den Benutzer wahrgenommene Netzwerklatenz für das Basissystem bestimmt worden ist, kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die erwartete Zeit für eine Anforderungsübertra gung bestimmt werden. Diesbezüglich haben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zwei wesentliche Verbesserungen bezüglich des Basissystems. Die erste Verbesserung, Caching, ist einfach: gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einige der Anforderungen vom Cache der Mobilstation 10 unmittelbar bedient werden, weil andere Mobilstationen zuvor die gleichen Anforderungen gemacht haben. Dies führt im Gegensatz zur Umlauf-Latenz im Basissystem, die mindestens zwei Zeitschlitze beträgt, zu einer Latenz von null (ausschließlich der in der Mobilstation erhaltenen Latenz). Die zweite Verbesserung ist die Tatsache, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgrund einer verminderten Medienkonkurrenz einen schnelleren Medienzugriff ermöglichen, was als "Effekt zum Mindern der Konkurrenz um Medienzugriffe" bezeichnet werden kann. Nachdem die beiden wesentlichen Verbesserungen beschrieben worden sind, kann die durch diese beiden Effekte erzielte Verbesserung der Leistungsfähigkeit wie nachstehend beschrieben quantifiziert werden.
Es wird vorausgesetzt, dass die Trefferrate der Molbilstation 10 gemäß dem System einer Ausführungsform h beträgt. Hierbei wird die Anforderung dem Mehrfachzugriffsmedium mit einer Wahrscheinlichkeit 1 – h zugeführt. Infolgedessen kann die neue Ankunftsrate λ_M am Medium erfindungsgemäß durch λM = λ × (1 – h) (3)dargestellt werden, wobei λ die neue Ankunftsrate im Basissystem ist. Das erfindungsgemäße Datenaufkommen G_M kann dann durch Lösen der folgenden Gleichung (4) bestimmt werden:
Die erwartete Zeit für eine erfolgreiche Anforderungsübertragung E[T_M] kann erfindungsgemäß aus Gleichung (2) hergeleitet werden, indem G durch G_M ersetzt und berücksichtigt wird, dass nur nicht im Cache gespeicherte Anforderungen dem Medium zugeführt werden. Dadurch kann die erwartete Zeit für eine erfolgreiche Anforderungsübertragung E[T_M] folgendermaßen dargestellt werden:
Nachstehend wird auf 5 Bezug genommen, die die (durch "ACME" dargestellte) Wirkung dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf die Verminderung der Latenz durch Berechnen von Gleichung (5) darstellt. Wie dargestellt ist, werden Trefferraten von 20% bis 80% variiert, wobei das Basissystem als Spezialfall einer Trefferrate von null dargestellt ist. Wie ebenfalls dargestellt ist, ist die Neuübertragungswahrscheinlichkeit q_r auf 0,5 festgelegt. 5A zeigt die erwartete Umlauf-Latenz für die vorliegende Erfindung und das Basissystem als Funktion der neuen Ankunftsraten. Eine einfache Beobachtung ist, dass die Latenz abnimmt, wenn die Trefferrate des erfindungsgemäßen Systems besser wird. D. h., wenn das System gering belastet ist, tritt eine Konkurrenz um Medienzugriffe kaum auf, so dass die Verbesserung der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen aufgrund des lokalen Caching-Inhalts erhalten wird (d. h. aufgrund des Ausdrucks (1 – h) in Gleichung (5)). Wenn die Belastung des Systems zunimmt, nimmt die Wahrscheinlichkeit für Kollisionen zu, und durch Caching werden die Konkurrenz um einen Medienzugriff und Neuübertragungen zusätzlich vermindert, wodurch die Latenz auch im Fall von Cache-Fehlzugriffen verbessert wird. Dieser Effekt einer Minderung der Konkurrenz um einen Medienzugriff kann durch den folgenden Ausdruck von Gleichung (5) quantifiziert werden:
In einem stark belasteten System gehen daher die durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhaltenen Verbesserungen der Leistungsfähigkeit wesentlich über die lediglich lokale Bedienung von Anforderungen hinaus. Bei der optimalen neuen Ankunftsrate 1/e beträgt die Umlauf-Latenz im Basissystem 4,82 Zeitschlitze, während sie erfindungsgemäß bei einer Trefferrate von 60% 0,95 Zeitschlitze beträgt. Dies stellt eine vierfache Beschleunigung dar. Wenn die Verminderung der Latenz nur aufgrund von Caching erhalten wird, würde die Latenz erfindungsgemäß 1,93 Zeitschlitze betragen (was einer 1,5-fachen Beschleunigung entspricht). Die erfindungsgemäße Wirkung auf die Konkurrenz um Medienzugriffe und eine Minderung der Störung ist genauso groß wie der Caching-Effekt, wenn das System eine schwere Belastung erfährt.
Nachstehend wird auf 5B Bezug genommen, die die durch den Benutzer wahrgenommene Beschleunigung E[T_B]/E[T_M] bei verschiedenen Trefferraten zum Bewerten der erfindungsgemäßen Verbesserung der durch den Benutzer wahrgenommenen Latenz gegenüber dem Basissystem darstellt. Wieder würden die Kurven parallel zur x-Achse verlaufen, wenn keine Verminderung der Konkurrenz um Medienzugriffe erhalten würde. Wie dargestellt ist, wird die Steigung der Kurven steiler, wenn die neue Ankunftsrate zunimmt, wodurch bestätigt wird, dass der Effekt der Minderung der Konkurrenz um Medienzugriffe unter einer schweren Belastung ausgeprägter ist, wie vorstehend dargestellt wurde. Bei einer Trefferrate von 80% arbeitet die vorliegende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems bei einer maximalen Systembelastung beispielsweise mit einer 10-fachen Beschleunigung, wovon die Hälfte dem Effekt der Verminderung der Konkurrenz um Medienzugriffe zugeschrieben werden kann.
Nachdem die Leistungsfähigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der durch den Benutzer wahrgenommenen Latenz und der Beschleunigung analysiert worden ist, wird nunmehr die Leistungsfähigkeit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einschließlich der Anwenderinteressenkorrelation und des selektiven Multicasting, analysiert. Für Analysezwecke sind mehrere geschichtliche Webzugriffsspuren erfasst worden, um sowohl vorangehenden als auch zukünftigen Inhalt darzustellen, der durch mehrere Mobilstationen 10 angefordert wird. Diesbezüglich wird eine erste Spur betrachtet, die 300000 Zugriffe von 2155 Internetprotokoll(IP)adressen aufweisen (die die jeweiligen Mobilstationen identifizieren). Außerdem wird eine zweite Spur betrachtet, die 437861 Zugriffe von 553 Mobilstationen aufweist, sowie eine dritte Spur, die 878085 Zugriffe von 127 Mobilstationen aufweist. Die erste und die zweite Spur können hierbei als Zugangsnetzwerk-Logs betrachtet werden, weil sie hinsichtlich des Benutzersatzes, des Zugriffsverfahrens und des physischen Benutzerortes ziemlich eingeschränkt sind. Die dritte Spur weist dagegen Anforderungen sowohl von Clienten als auch Downstream-Proxies auf.

Dann können spurgesteuerte Simulationen ausgeführt werden, um die Beziehung zwischen der Caching-Leistungsfähigkeit und der Leistungsaufnahme der Mobilstation 10 für die vorliegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bewerten. Für die quantitative Messung der erfindungsgemäß erzielbaren Leistungsfähigkeit wird festgelegt, dass die erfindungsgemäße Trefferrate durch Edge-Caching unter Verwendung von Rundsenden (d. h. α = 1) nach oben begrenzt ist und durch Client-Caching unter Verwendung von Unicasting (d. h. α = 0) nach unten begrenzt ist. Daher ist die Trefferrate gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch abhängig vom Multicast-Faktor α. Daher wird die Effektivität E(α) des gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitenden Systems dargestellt durch:

wobei H_D(α) die Trefferrate des erfindungsgemäßen Systems bei einem Multicast-Faktor α und H_B und H_C die Trefferraten für Edge-Caching unter Verwendung von Rundsenden bzw. Client-Caching unter Verwendung von Unicast bezeichnen. Offensichtlich ist E(_α) eine ansteigende Funktion von α und durch null und eins begrenzt, d. h. 0 ≤ E(α) ≤ 1, wobei E(0) = 0 und E(1) = 1 ist. Diese normierte Leistungsmetrik ist für Analysezwecke sehr bequem, weil die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Systems in verschiedenen Spuren auch dann vergleichbar ist, wenn sie deutlich verschiedene H_C-, H_B- und H_D(α)-Werte haben, wie in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellt ist. Tabelle 1

	Spur 1	Spur 2	Spur 3
N (Anzahl der Benutzer)	2155	553	127
H_C	13,34%	78,8%	12,5%
H_B	34,55%	86,9%	19,2%
H_D(α_0,5)	23,95%	82,9%	15,9%
α_0,5	0,0055	0,02	0,053
S(1)	1558,5	337,6	116,3
S(α_0,5)	10,96	9,01	6,74
s(α_0,5)	0,0069	0,0267	0,0580

Außerdem kann gezeigt werden, dass die durchschnittliche Leistungsaufnahme der Mobilstationen 10 der mittleren Multicast-Gruppengröße S(α) proportional ist.
Daher kann die Gruppengröße S(α) zum Darstellen der durchschnittlichen Leistungsaufnahme der Mobilstationen verwendet werden. Wie nachstehend dargestellt ist, ist die Rundsende-Gruppengröße S(1) der Anzahl der Benutzer proportional und schwankt zwischen Spuren erheblich. Um die Gruppengröße zwischen verschiedenen Spuren zu vergleichen, kann eine mittlere Multicast-Gruppengröße s(α) folgendermaßen definiert werden:
Daher stellt s(α) die Gruppengröße bezüglich derjenigen von Rundsenden oder Broadcasting dar und ist ebenfalls eine steigende Funktion von α.
Nun können E(α), S(α) und s(α) basierend auf den vorstehend beschriebenen drei Spuren bestimmt werden. Bevor E(α), S(α) und s(α) bestimmt werden, kann jedoch die Matrix P für jede Spur gelernt werden, z. B. unter Verwendung der ungeradzahligen Zugriffe in den analysierten Spuren und Zählen der Anzahl von Anforderungen, die ein Benutzer j nach einem Benutzer i vornimmt, um p(j|i) für j = 1, 2, ..., N nach einer geeigneten Normierung zu erhalten. Beispielsweise kann eine geeignete Normierung zeilenweise derart durchgeführt werden, dass p(1|i) + p(2|i) + ... + p(N|i) gleich eins ist. Daher wird unter der Voraussetzung, dass ein Benutzer i auf einen Inhalt zugegriffen hat, durch p(j|i) die Wahrscheinlichkeit erhalten, dass der Benutzer j auf den gleichen Inhalt erneut zugreifen wird. Daraufhin können die geradzahligen Zugriffe in den analysierten Spuren verwendet werden, um E(α), S(α) und s(α) zu bestimmen.
Unter Verwendung der Matrix P kann jede Spur (geradzahlige Zugriffe jeder Spur) durch das erfindungsgemäße System abgearbeitet werden, um die Trefferraten bei verschiedenen Multicast-Faktoren α zu messen. Dann kann die Effektivität E(α) basierend auf H_D(α), H_B und H_C berechnet werden. Die Gruppengröße S(α) kann durch Zählen der Anzahl von Mobilstationen 10 erhalten werden, die alle angeforderten Objekte durch Multicasting empfangen, und s(α) kann durch Normierung berechnet werden.
Die vorstehende Tabelle 1 enthält die gemessene Rundsende-Gruppengröße S(1). Wie dargestellt ist, folgt S(1) der Anzahl N der Benutzer im Netzwerk. Beispielsweise beträgt S(1) in der dritten Spur, die 127 Benutzer aufweist, 117. In der ersten Spur, die 2155 Benutzer aufweist, beträgt S(1) = 1586. Eine derartige Eigenschaft ist mit der Vorstellung vereinbar, dass das System, das gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Rundsenden oder Broadcasting arbeitet, während in der Mobilstation 10 eine vollentwickelte Edge-Cache-Funktionalität implementiert wird, einen Mobilstations-Energieaufwand O(N) verursacht.
Nachstehend wird auf 6 Bezug genommen, die die Effektivität E(α) für alle drei Spuren als Funktion der relativen Multicast-Gruppengröße s(α) zeigt, wobei α von 0 bis 1 variiert. In 6 (sowie in der vorstehenden Tabelle 1) stellt α_0,5 den Wert von α dar, wenn die vorliegende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems eine Effektivität von 50% erreicht, d. h. die mittlere Trefferrate zwischen Client-Caching und Edge-Caching. Die Effektivität der vorliegenden Erfindung wird anhand der Figur dadurch deutlich, dass E(α) bei einer sehr kleinen Zunahme der Gruppengröße schnell ansteigt. In allen drei Spuren wird eine Effektivität von 80% bei einer relativen Multicast-Gruppengröße von weniger als 20% erreicht. Außerdem wird durch die vorliegende Ausführungsform der Erfindung eine Effektivität von 50% erreicht, wenn die relative Multicast-Gruppengröße 0,7% (erste Spur) bis 6% (dritte Spur) der Rundsende-Gruppengröße beträgt. Die mittlere Multicast-Gruppengröße liegt im Bereich von 6,74 (dritte Spur) bis 10,96 (erste Spur). Die Verminderung der mittleren Mobilstations-Leistungsaufnahme wird durch 1/s(α_0,5) berechnet, wobei durch die vorliegende Erfindung die Mobilstations-Leistungsaufnahme um den Faktor 17 (dritte Spur) bis 144 (erste Spur) vermindert wird, während eine Effektivität von 50% aufrechterhalten wird.
Eine andere interessante Beobachtung ist, dass s(α_0,5) mit einer zunehmenden Anzahl von Benutzern zwischen den drei Spuren abnimmt, wodurch angezeigt wird, dass die Multicast-Gruppengröße S(α_0,5) bezüglich der erheblich unterschiedlichen Anzahl von Benutzern in den drei Spuren weitaus unempfindlicher ist als die Broadcast- oder Rundsende-Gruppengröße. Tatsächlich nimmt S(α_0,5) nur um 62% zu, d. h. von 6,74 auf 10,06, wenn N von 127 in der dritten Spur auf das 16-fache, d. h. 2155, in der ersten Spur zunimmt. Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, dass das Anwenderinteresse in Inhalt für einen vorgegebenen Benutzer durch eine kleine Gruppe von Benutzern dargestellt werden kann, deren Interessen dem Interesse des jeweiligen vorgegebenen Benutzers am ehesten entsprechen. Die Größe dieser Interessengruppe wächst wesentlich langsamer an als diejenige der allgemeinen Benutzergruppe, weil sie nur Benutzer enthält, deren Interesse demjenigen der allgemeinen Benutzergruppe am ehesten entspricht, wobei die Identifizierung dieser Gruppe dazu beitragen kann, sehr gut skalierbare und effiziente Inhalt-Multicasting-Systeme zu erzeugen.
Für Fachleute ist ersichtlich, dass viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der Erfindung realisierbar sind, die die Vorteile der durch die vorstehenden Beschreibungen und die entsprechenden Zeichnungen dargestellten Inhalte aufweisen. Daher ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung andere Ausführungsformen möglich sind. Obwohl hierin spezifische Ausdrücke und Ausdrucksweisen verwendet wurden, sollen diese lediglich in einem allgemeinen und erläuternden und nicht in einem einschränkenden Sinn aufgefasst werden.

Claims

Zustellverfahren für Inhalt über ein Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem eine Vielzahl von Endgeräten (10), die in der Lage sind, über ein Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren, umfasst, wobei die Vielzahl von Endgeräten in der Lage sind Inhalt anzufordern und danach zu empfangen, wobei das Verfahren umfasst: Anfordern von Inhalt an einem Endgerät (10); und Zustellen des Inhalts an das Endgerät (10) basierend auf der Anforderung und Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes Endgerät (10) des Systems, bevor das wenigstens eine andere Endgerät den Inhalt anfordert, wobei jedes einer Vielzahl der anderen Endgeräte (10) einen zugeordneten Wert einer Anwenderinteressenkorrelation mit dem Endgerät (10), das den Inhalt anfordert, besitzt, wobei der Inhalt an des wenigstens eine andere Endgerät in Reaktion auf den an dem Endgerät (10) angeforderten Inhalt zugestellt wird, und basierend auf dem Wert der Anwenderinteressenkorrelation des wenigstens einen anderen Endgeräts in Bezug auf das Endgerät (10), Anfordern des Inhalts, wobei der Inhalt an wenigstens ein anderes Endgerät zugestellt wird, als ein Ergebnis, dass das jeweilige wenigstens einen andere Endgerät einen Anwenderinteressenkorrelationswert in Bezug auf das Endgerät (10), dass den Inhalt anfordert, besitzt, der einen vorbestimmten Schwellwert erfüllt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jedes Endgerät (10) einen Zwischenspeicher zum Speichern von Daten enthält, und wobei Zustellen des Inhalts umfasst: Abrufen des Inhalts aus dem Zwischenspeicher, wenn der Inhalt in dem Zwischenspeicher des jeweiligen Endgeräts (10) gespeichert ist; und Übertragen einer Anforderung an einen Quellserver (40), wenn der Inhalt nicht in dem Zwischenspeicher gespeichert ist, und danach Zustellen des Inhalts an das Endgerät (10) von dem Quellserver (40) basierend auf der Anforderung, und Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes Endge rät (10) des Systems, bevor das wenigstens eine andere Endgerät den Inhalt anfordert.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei jedes Endgerät (10) einen zugeordneten Wert einer Anwenderinteressenkorrelation mit jedem anderen Endgerät (10) besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, weiter umfassend Erzeugen eines Anwenderinteressenkorrelationswerts für jedes Endgerät (10) in Bezug auf jedes andere Endgerät (10), wobei der Anwenderinteressenkorrelationswert basierend auf durch die jeweiligen Endgeräte angeforderten Inhalt erzeugt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei Erzeugen eines Anwenderinteressenkorrelationswerts basierend auf Inhalt, der durch das jeweilige Endgerät (10) angefordert worden ist, umfasst wenigstens eines von Empfangen und Erzeugen von Netzzugriffsspuren von durch das jeweilige Endgerät angeforderten Inhalt, um dadurch den durch das jeweilige Endgerät angeforderten Inhalt zu bestimmen.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei Erzeugen eines Wertes der Anwenderinteressenkorrelation für jedes Endgerät (10) in Bezug auf jedes andere Endgerät (10) umfasst Berechnen einer Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Endgerät (10) Inhalt anfordert, nachdem jedes andere Endgerät (10) den Inhalt anfordert.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei Berechnen einer Wahrscheinlichkeit umfasst Berechnen einer bedingten Zugriffswahrscheinlichkeit für jedes Endgerät (10) in Bezug auf jedes andere Endgerät (10).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Zustellen des Inhalts weiter umfasst Verringern der vorbestimmten Schwelle, wenn die Nutzung des Kommunikationsnetzwerks zunimmt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes Endgerät (10) umfasst Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes, aktives Endgerät (10).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes Endgerät (10) umfasst Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes Endgerät (10) basierend auf einer Leistungsbedingung des wenigstens einen anderen Endgeräts (10).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes Endgerät (10) umfasst Zustellen des Inhalts an wenigstens ein anderes Endgerät (10), wenn das wenigstens eine andere Endgerät eine Aktivität auf dem Kommunikationsnetzwerk initiiert.
Kommunikationssystem zum Zustellen von Inhalt an eine Vielzahl von Endgeräten (10), die für Kommunikation über ein Kommunikationsnetzwerk angepasst sind, wobei jedes Endgerät (10) in der Lage ist, Inhalt über das Kommunikationsnetzwerk anzufordern und danach zu empfangen, und wobei das System umfasst: eine Inhaltsleiteinrichtung (41), die in der Lage ist, eine Anforderung nach Inhalt von einem Endgerät (10) zu empfangen, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Inhalt an das Endgerät basierend auf der Anforderung zu pushen, und in der Lage ist, den Inhalt an wenigstens ein anderes Endgerät (10) zuzustellen, bevor das wenigstens eine andere Endgerät den Inhalt anfordert, wobei jedes einer Vielzahl der anderen Endgeräte einen zugeordneten Wert einer Anwenderinteressenkorrelation mit dem Endgerät (10), dass den Inhalt anfordert, besitzt und wobei der Inhalt an das wenigstens eine andere Endgerät als Reaktion auf die durch die Inhaltsleiteinrichtung (41) empfangene Inhaltsanforderung und basierend auf dem Wert einer Anwenderinteressenkorrelation des wenigstens einen anderen Endgeräts in Bezug auf das den Inhalt anfordernde Endgerät (10) gepusht wird, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Inhalt an wenigstens ein anderes Endgerät (10) zuzustellen, als ein Ergebnis, dass das jeweilige wenigstens eine andere Endgerät einen Wert einer An wenderinteressenkorrelation in Bezug auf das den Inhalt anfordernde Endgerät (10) besitzt, der einen vorbestimmten Schwellwert erfüllt.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 12, wobei jedes Endgerät (10) einen Zwischenspeicher zum Speichern von Daten enthält, wobei jedes Endgerät (10) in der Lage ist, den Inhalt aus Zwischenspeicher abzurufen, wenn der Inhalt in dem Zwischenspeicher des jeweiligen Endgeräts (10) gespeichert ist, wobei jedes Endgerät (10) in der Lage ist, eine Anforderung nach Inhalt zu übertragen, wenn der Inhalt nicht in dem Zwischenspeicher gespeichert ist, wobei das System weiter umfasst: einen Quellserver (40), der in der Lage ist, die Anforderung von dem Endgerät (10) zu empfangen, und danach den angeforderten Inhalt durch die Inhaltsleiteinrichtung (41) derart zu übertragen, dass die Inhaltsleiteinrichtung (41) den Inhalt an das Endgerät (10) basierend auf der Anforderung pushen kann und den Inhalt an wenigstens ein anderes Endgerät (10) pusht, bevor das wenigstens eine andere Endgerät (10) den Inhalt anfordert.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei jedes Endgerät (10) einen zugeordneten Wert einer Anwenderinteressenkorrelation mit jedem anderen Endgerät (10) besitzt.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 14, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, einen Anwenderinteressenkorrelationswert für jedes Endgerät (10) in Bezug auf jedes andere Endgerät (10) zu erzeugen, wobei der Anwenderinteressenkorrelationswert basierend auf durch das jeweilige Endgerät (10) angeforderten Inhalt erzeugt wird.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, einen Anwenderinteressenkorrelationswert basierend auf durch das jeweilige Endgerät (10) angeforderten Inhalt zu erzeugen durch wenigstens eines von Empfangen und Erzeugen von Netzzugriffsspuren von durch das jeweilige Endgerät (10) angeforderten Inhalt, um dadurch den durch das jeweilige Endgerät (10) angeforderten Inhalt zu bestimmen.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Anwenderinteressenkorrelationswert für jedes Endgerät (10) in Bezug auf jedes andere Endgerät (10) durch Berechnen einer Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Endgerät (10) Inhalt anfordert, nachdem jedes andere Endgerät (10) den Inhalt anfordert, zu erzeugen.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, eine bedingte Zugriffswahrscheinlichkeit für jedes Endgerät (10) in Bezug auf jedes andere Endgerät (10) zu berechnen.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) außerdem in der Lage ist, die vorbestimmte Schwelle zu. verringern, wenn die Nutzung des Kommunikationsnetzwerks zunimmt.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Inhalt an wenigstens ein anderes, aktives Endgerät (10) zuzustellen.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 20, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Inhalt an wenigstens ein anderes Endgerät (10) basierend auf einer Leistungsbedingung des wenigstens einen anderen Endgeräts (10) zuzustellen.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 20, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Inhalt an wenigstens ein anderes Endgerät (10) zuzustellen, wenn das wenigstens eine andere Endgerät (10) eine Aktivität auf dem Kommunikationsnetzwerk initiiert.
Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 12 bis 22, weiter umfassend ein Kommunikationsnetzwerk, wobei das Kommunikationsnetzwerk umfasst: ein Datennetzwerk (36) umfassend wenigstens einen Quellserver; und ein Zellnetzwerk (24) in elektrischer Kommunikation mit dem Datennetz werk (36), wobei das Zellnetzwerk (24) die Inhaltsleiteinrichtung (41) enthält, wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Inhalt von dem wenigstens einen Quellserver (40) über das Datennetzwerk (36) zu empfangen, und wobei die Inhaltsleiteinrichtung (41) in der Lage ist, den Inhalt an das Endgerät (10) und das wenigstens eine andere Endgerät (10) über das Zellnetzwerk (24) zu pushen.