[發明專利]一種延遲容忍網絡

有效

• 申請號: 201110052071.2
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102111819A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 陸建華;陶曉明;肖瀟;邢騰飛
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04W28/10
• 分類號: H04W28/10;H04W72/08;H04W72/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種延遲容忍網絡，其特征在于含有：包括移動通信骨干網和互聯網在內的一個通信核心網、至少一個延遲容忍服務器、至少一個包括基站或WLAN無線接入站點在內的移動通信接入網設備、至少一條無線通信鏈路，以及至少一個包括手機、PDA以及便攜式計算機在內的無線通信終端，其中：

通信核心網，輸入/輸出端分別與所述延遲容忍服務器對應的第一輸出/輸入端相連，為用戶提供所需的所有類型的業務數據信息，其中至少包含視頻信息、音頻信息、文字信息和圖像信息，該通信核心網通過所述延遲容忍服務器以及無線接入網設備為所述用戶按需提供請求的業務數據信息；

延遲容忍服務器第二輸入/輸出端具有移動通信接入功能和無線接入網設備的輸出/輸入端相連，所述延遲容忍服務器含有：業務數據處理單元、無線信道信息處理單元、業務請求處理單元、動態資源分配單元、流量控制單元、控制單元、以及兩個外部接口，其中：

業務數據處理單元，設有：接收第一外部接口(A)輸出的上行業務數據的第一輸入端、接收第二外部接口(B)輸出的下行業務數據的第二輸入端、以及接收所述控制單元輸出的控制信息的第三輸入端，還設有：發送到所述第一外部接口(A)的下行業務數據的第一輸出端、向所述第二外部接口(B)發送上行業務數據的第二輸出端、以及向所述控制單元發送業務狀態信息的第三輸出端，所述的業務狀態信息包括：所述延遲容忍服務器緩沖器中的業務隊列長度、每次業務在當前隊列中的位置、每項業務剩余的數據包數量以及延遲容忍信息；

無線信道信息處理單元，設有：接收所述第一外部接口(A)輸出的當前時刻無線信道狀態CSI估計信息的第一輸入端、以及所述控制單元輸出的控制信息的第二輸入端，還設有：向所述動態資源分配單元發送無線信道狀態CSI信息矩陣的第一輸出端，以及向所述控制單元發送無線信道狀態CSI信息矩陣的第二輸出端；

業務請求處理單元，設有：接收所述第一外部接口(A)輸出的業務請求信息的第一輸入端、所述控制單元輸出的控制信息的第二輸入端、所述動態資源分配單元輸出的業務QoS獲取信息的第三輸入端，所述業務QoS獲取信息是指對于新進入網絡的業務所需獲得的延遲容忍QoS信息以及所述無線信道信息處理單元發出的無線信道狀態信息矩陣，還設有發送的所述資源分配單元的用戶延遲容忍QoS信息的輸出端，以及向所述控制單元發出業務處理信息的輸出端。

動態資源分配單元，設有所述業務請求處理單元輸出的業務延遲容忍QoS信息的輸入端、所述無線信道信息處理單元輸出的無線信道狀態估計矩陣的輸入端、所述控制單元輸出的控制信息的輸入端，以及所述流量控制單元輸出的流量控制信息的輸入端，還設有向所述業務請求處理單元發送獲取的業務QoS信息的輸入端，向所述控制單元發送動態資源分配信息的輸出端，以及向所述流量控制單元發送流量控制信息的輸出端；

流量控制單元，設有接收所述第二外部接口(B)輸出的所述通信核心網狀態信息的輸入端、接收所述動態資源分配單元輸出的動態資源分配信息的輸入端，以及所述控制單元輸出的控制信息的輸入端。其中所述通信核心網狀態信息包括：當前通信核心網能夠獲得的包括交換機、路由器在內的資源的相關狀態信息；還設有向所述動態資源分配單元發送流量控制信息的輸出端，以及向所述控制單元發送流量控制信息的輸入端。

控制單元，設有接收所述第一外部接口(A)輸出的上行業務請求信息的輸入端、接收所述第二外部接口(B)輸出的下行業務請求信息的輸入端，接收所述動態資源分配單元輸出的動態資源分配信息的輸入端，接收所述流量控制單元輸出的流量控制信息的輸入端，以及接收所述業務請求處理單元輸出的業務狀態信息的輸入端；還沒有向所述業務數據處理單元、動態資源分配單元、流量控制單元、業務數據處理單元、第一外部接口(A)以及第二外部接口(B)發送控制信息的輸出端；

第一外部接口(A)設有接收所述移動通信接入網設備輸出的來自所述用戶終端的上行業務數據信息，以及來自所述控制單元的上行業務資源分配結果，接收所述控制單元輸出的控制信息的輸入端、以及所述業務數據處理單元輸出的來自通信核心網的上行或下行業務數據信息的輸入端；還設有：向所述業務請求處理單元發送上行業務請求信息的輸出端，向所述無線信道信息處理單元發送無線信道狀態信息的輸出端，向所述業務數據處理單元發送上行業務數據的輸出端，向所述控制單元發送上行業務請求信息的輸出端，以及向所述移動通信核心網發送來自所述無線接入網或通信核心網用戶的上行業務請求的輸出端；

第二外部接口(B)，設有：所述通信核心網輸出的來自所屬用戶終端的上行業務數據信息的輸入端，所述控制單元輸出的控制信息的輸入端以及所述業務數據處理單元輸出的來自無線接入網的上行業務數據信息的輸入端，還設有：向所述移動通信接入網輸出的來自所述通信核心網或來自所述無線接入網的用戶上行業務處理數據信息的輸出端，向所述業務請求處理單元發送上行業務請求信息的輸出端，向所述無線信道信息處理單元發送無線信道狀態信息的輸出端，向所述業務數據處理單元發送上行業務數據的輸出值以及向所述控制單元發送的上行業務請求信息的輸出端。

所述延遲容忍服務器依次按如下步驟實現其功能：

步驟(1)，所述移動接入網設備獲取用戶移動終端的上行業務請求，再通過所述第一外部接口(A)發送至所述業務請求處理單元；

步驟(2)，所述第一外部接口(A)向所述控制單元發送步驟(1)所述的上行或下行業務請求信息，所述控制單元向所述業務請求處理單元輸出控制信息，所述業務請求處理單元接收所述上行或下行業務請求，及其最大延遲容忍信息；

步驟(3)，所述移動通信接入網設備接收移動臺輔助信道估計的無線信道狀態信息CSI的估計值，并通過所述第一外部接口(A)將該估計值發送至所述無線信道信息處理單元；

步驟(4)，所述無線信道信息處理單元在所述控制單元輸出的控制信息的控制下，存儲所述當前無線信道狀態信息CSI的估計值，更新新存儲的信道狀態信息歷史信息，并且對所述業務最大延遲容忍內的無線信道信息進行預測，形成無線信道信息矩陣，再輸入到所述業務請求處理單元；

步驟(5)，所述業務請求處理單元根據所獲取的各業務的最大延遲容忍信息以及無線信道狀態信息矩陣，確定各業務請求的優先級：對于上行業務傳輸執行步驟(6)～步驟(9)，對于下行業務傳輸執行步驟(10)；

步驟(6)，所述流量控制單元在所述控制單元控制下，通過所述第二外部接口(B)獲取所述通信核心網可利用資源以及所述通信核心網輸出的信息，其中至少包括交換機和服務器的緩沖器存儲空間，以及所述通信核心網的網絡擁塞狀態，并生成流量控制信息。

步驟(7)所述動態數據分配單元根據從所述無線信道信息處理單元傳輸來的所述無線信道信息矩陣，以及從所述業務請求處理單元輸入的各業務延遲容量信息，確定各業務請求的優先級，從所述流量控制單元輸入的所述通信核心網的流量控制信息，進行上行動態資源分配，資源分配結果依次通過所述控制單元，第一外部端口(A)傳輸所述移動通信接入網設備。

步驟(8)所述無線接入網設備接口根椐動態資源分配結果，為各上行業務分配包括時隙、載頻和功率等在內的資源，再通過空中接口從所述用戶移動終端活躍獲取上行業務數據，并傳輸給所述第一外部接口(A)。

步驟(9)所述第一外部端口(A)把所述上行業務數據存儲在所述業務數據處理單元中，并接收來自控制單元的流量控制信息通過所述第二外部端口(B)，把上行業務傳輸到所述通信核心網。

步驟(10)對于來自所述通信核心網的下行業務數據信息，依次經所述第二外部接口(B)、所述業務數據處理單元進入所述第一外部接口(A)，再傳入所屬業務請求處理單元，按所述步驟(6)、步驟(7)處理，所述動態資源分配單元得到對應于下行業務數據信息的無線信道矩陣不同業務的優先級，不同業務的最大延遲容忍信息，進行下行業務數據的動態資源分配，再根據所述步驟(8)，將從所書核心網獲取的下行數據信息，依照動態資源分配結果，傳輸給所述用戶移動終端。