[发明专利]一种延迟容忍网络

摘要

一种延迟容忍网络，属于无线通信技术领域，其特征在于，它含有：包括移动通信骨干网和互联网在内的一个通信核心网、至少一个延迟容忍服务器、至少一个包括基站或WLAN无线接入站点在内的至少一个移动通信接入网设备、至少一个无线通信链路，以及至少一个包括手机、PDA以及便携式计算机在内的无线通信终端，其优点在于它增大了网络承受延迟容忍的能力，提高了网络对具有不同的延迟容忍度的业务请求的服务能力，进而有效提升了网络的资源使用效率。

主权项

一种延迟容忍网络，其特征在于含有：包括移动通信骨干网和互联网在内的一个通信核心网、至少一个延迟容忍服务器、至少一个包括基站或WLAN无线接入站点在内的移动通信接入网设备、至少一条无线通信链路，以及至少一个包括手机、PDA以及便携式计算机在内的无线通信终端，其中：通信核心网，输入/输出端分别与所述延迟容忍服务器对应的第一输出/输入端相连，为用户提供所需的所有类型的业务数据信息，其中至少包含视频信息、音频信息、文字信息和图像信息，该通信核心网通过所述延迟容忍服务器以及无线接入网设备为所述用户按需提供请求的业务数据信息；延迟容忍服务器第二输入/输出端具有移动通信接入功能和无线接入网设备的输出/输入端相连，所述延迟容忍服务器含有：业务数据处理单元、无线信道信息处理单元、业务请求处理单元、动态资源分配单元、流量控制单元、控制单元、以及两个外部接口，其中：业务数据处理单元，设有：接收第一外部接口(A)输出的上行业务数据的第一输入端、接收第二外部接口(B)输出的下行业务数据的第二输入端、以及接收所述控制单元输出的控制信息的第三输入端，还设有：发送到所述第一外部接口(A)的下行业务数据的第一输出端、向所述第二外部接口(B)发送上行业务数据的第二输出端、以及向所述控制单元发送业务状态信息的第三输出端，所述的业务状态信息包括：所述延迟容忍服务器缓冲器中的业务队列长度、每次业务在当前队列中的位置、每项业务剩余的数据包数量以及延迟容忍信息；无线信道信息处理单元，设有：接收所述第一外部接口(A)输出的当前时刻无线信道状态CSI估计信息的第一输入端、以及所述控制单元输出的控制信息的第二输入端，还设有：向所述动态资源分配单元发送无线信道状态CSI信息矩阵的第一输出端，以及向所述控制单元发送无线信道状态CSI信息矩阵的第二输出端；业务请求处理单元，设有：接收所述第一外部接口(A)输出的业务请求信息的第一输入端、所述控制单元输出的控制信息的第二输入端、所述动态资源分配单元输出的业务QoS获取信息的第三输入端，所述业务QoS获取信息是指对于新进入网络的业务所需获得的延迟容忍QoS信息以及所述无线信道信息处理单元发出的无线信道状态信息矩阵，还设有发送的所述资源分配单元的用户延迟容忍QoS信息的输出端，以及向所述控制单元发出业务处理信息的输出端。动态资源分配单元，设有所述业务请求处理单元输出的业务延迟容忍QoS信息的输入端、所述无线信道信息处理单元输出的无线信道状态估计矩阵的输入端、所述控制单元输出的控制信息的输入端，以及所述流量控制单元输出的流量控制信息的输入端，还设有向所述业务请求处理单元发送获取的业务QoS信息的输入端，向所述控制单元发送动态资源分配信息的输出端，以及向所述流量控制单元发送流量控制信息的输出端；流量控制单元，设有接收所述第二外部接口(B)输出的所述通信核心网状态信息的输入端、接收所述动态资源分配单元输出的动态资源分配信息的输入端，以及所述控制单元输出的控制信息的输入端。其中所述通信核心网状态信息包括：当前通信核心网能够获得的包括交换机、路由器在内的资源的相关状态信息；还设有向所述动态资源分配单元发送流量控制信息的输出端，以及向所述控制单元发送流量控制信息的输入端。控制单元，设有接收所述第一外部接口(A)输出的上行业务请求信息的输入端、接收所述第二外部接口(B)输出的下行业务请求信息的输入端，接收所述动态资源分配单元输出的动态资源分配信息的输入端，接收所述流量控制单元输出的流量控制信息的输入端，以及接收所述业务请求处理单元输出的业务状态信息的输入端；还没有向所述业务数据处理单元、动态资源分配单元、流量控制单元、业务数据处理单元、第一外部接口(A)以及第二外部接口(B)发送控制信息的输出端；第一外部接口(A)设有接收所述移动通信接入网设备输出的来自所述用户终端的上行业务数据信息，以及来自所述控制单元的上行业务资源分配结果，接收所述控制单元输出的控制信息的输入端、以及所述业务数据处理单元输出的来自通信核心网的上行或下行业务数据信息的输入端；还设有：向所述业务请求处理单元发送上行业务请求信息的输出端，向所述无线信道信息处理单元发送无线信道状态信息的输出端，向所述业务数据处理单元发送上行业务数据的输出端，向所述控制单元发送上行业务请求信息的输出端，以及向所述移动通信核心网发送来自所述无线接入网或通信核心网用户的上行业务请求的输出端；第二外部接口(B)，设有：所述通信核心网输出的来自所属用户终端的上行业务数据信息的输入端，所述控制单元输出的控制信息的输入端以及所述业务数据处理单元输出的来自无线接入网的上行业务数据信息的输入端，还设有：向所述移动通信接入网输出的来自所述通信核心网或来自所述无线接入网的用户上行业务处理数据信息的输出端，向所述业务请求处理单元发送上行业务请求信息的输出端，向所述无线信道信息处理单元发送无线信道状态信息的输出端，向所述业务数据处理单元发送上行业务数据的输出值以及向所述控制单元发送的上行业务请求信息的输出端。所述延迟容忍服务器依次按如下步骤实现其功能：步骤(1)，所述移动接入网设备获取用户移动终端的上行业务请求，再通过所述第一外部接口(A)发送至所述业务请求处理单元；步骤(2)，所述第一外部接口(A)向所述控制单元发送步骤(1)所述的上行或下行业务请求信息，所述控制单元向所述业务请求处理单元输出控制信息，所述业务请求处理单元接收所述上行或下行业务请求，及其最大延迟容忍信息；步骤(3)，所述移动通信接入网设备接收移动台辅助信道估计的无线信道状态信息CSI的估计值，并通过所述第一外部接口(A)将该估计值发送至所述无线信道信息处理单元；步骤(4)，所述无线信道信息处理单元在所述控制单元输出的控制信息的控制下，存储所述当前无线信道状态信息CSI的估计值，更新新存储的信道状态信息历史信息，并且对所述业务最大延迟容忍内的无线信道信息进行预测，形成无线信道信息矩阵，再输入到所述业务请求处理单元；步骤(5)，所述业务请求处理单元根据所获取的各业务的最大延迟容忍信息以及无线信道状态信息矩阵，确定各业务请求的优先级：对于上行业务传输执行步骤(6)～步骤(9)，对于下行业务传输执行步骤(10)；步骤(6)，所述流量控制单元在所述控制单元控制下，通过所述第二外部接口(B)获取所述通信核心网可利用资源以及所述通信核心网输出的信息，其中至少包括交换机和服务器的缓冲器存储空间，以及所述通信核心网的网络拥塞状态，并生成流量控制信息。步骤(7)所述动态数据分配单元根据从所述无线信道信息处理单元传输来的所述无线信道信息矩阵，以及从所述业务请求处理单元输入的各业务延迟容量信息，确定各业务请求的优先级，从所述流量控制单元输入的所述通信核心网的流量控制信息，进行上行动态资源分配，资源分配结果依次通过所述控制单元，第一外部端口(A)传输所述移动通信接入网设备。步骤(8)所述无线接入网设备接口根椐动态资源分配结果，为各上行业务分配包括时隙、载频和功率等在内的资源，再通过空中接口从所述用户移动终端活跃获取上行业务数据，并传输给所述第一外部接口(A)。步骤(9)所述第一外部端口(A)把所述上行业务数据存储在所述业务数据处理单元中，并接收来自控制单元的流量控制信息通过所述第二外部端口(B)，把上行业务传输到所述通信核心网。步骤(10)对于来自所述通信核心网的下行业务数据信息，依次经所述第二外部接口(B)、所述业务数据处理单元进入所述第一外部接口(A)，再传入所属业务请求处理单元，按所述步骤(6)、步骤(7)处理，所述动态资源分配单元得到对应于下行业务数据信息的无线信道矩阵不同业务的优先级，不同业务的最大延迟容忍信息，进行下行业务数据的动态资源分配，再根据所述步骤(8)，将从所书核心网获取的下行数据信息，依照动态资源分配结果，传输给所述用户移动终端。