專利名稱：一種基于負(fù)載均衡的流媒體業(yè)務(wù)多路并行傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流媒體業(yè)務(wù)傳輸領(lǐng)域，涉及一種流媒體業(yè)務(wù)到服務(wù)器的高效快速的傳
輸方法，具體是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的鏈路的信噪比和負(fù)載狀況來選擇多個(gè)不同類型的無線網(wǎng)絡(luò)并在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中合理分配流量，以并行的方式傳輸流媒體業(yè)務(wù)，在傳輸過程中可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的切換和流量的重新分配。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信和寬帶無線接入的迅猛發(fā)展，未來移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)不再是某種技術(shù)占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，而是多種無線接入技術(shù)共存、相互補(bǔ)充，提供多樣化的接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)無縫的切換。在這種多無線接入環(huán)境下，需要對(duì)多個(gè)不同的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合資源管理，從而可以合理調(diào)整數(shù)據(jù)流的分配，適應(yīng)多種業(yè)務(wù)需求和無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化。通過聯(lián)合多無線資源管理(JointMulti-Radio Resource Management, JMRRM)系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合的資源管理，最大限度地利用所有可以利用的無線資源。 JMRRM系統(tǒng)是一個(gè)控制層面的功能實(shí)體，主要作用是無線接入通告、無線接入發(fā)現(xiàn)、無線接入選擇、執(zhí)行負(fù)載均衡、在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行流量的合理分配以及接入網(wǎng)之間的切換。終端側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)都具備聯(lián)合多無線資源管理模塊，且終端側(cè)的JMRRM模塊和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊可以相互通信。 現(xiàn)有的無線接入選擇算法中大多是基于無線鏈路質(zhì)量來選擇接入流，其目的是為了獲得具有最佳無線鏈路條件的無線路徑，從而可以獲得高質(zhì)量的通信。但該選擇算法沒有考慮無線接入的擁塞程度，可能會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)的過載。因此，無線接入的選擇應(yīng)同時(shí)考慮無線鏈路質(zhì)量和擁塞程度，這樣就可以獲得較好的效果。 同時(shí)，多模無線終端的出現(xiàn)，促使單個(gè)終端設(shè)備能夠同時(shí)與多種網(wǎng)絡(luò)或者多個(gè)運(yùn)營(yíng)商建立連接，并發(fā)地傳輸數(shù)據(jù)。采用多模終端向服務(wù)器并行傳輸高質(zhì)量的流媒體業(yè)務(wù)在一定程度上解決了帶寬限制問題，但同時(shí)也引發(fā)了新的問題，例如在每個(gè)運(yùn)營(yíng)商分配的有限帶寬下，如何調(diào)節(jié)各條鏈路上的數(shù)據(jù)發(fā)送速率，使數(shù)據(jù)能夠以最快的速度到達(dá)服務(wù)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于負(fù)載均衡的流媒體業(yè)務(wù)多路并行傳輸方法。該方法能夠根據(jù)鏈路質(zhì)量和負(fù)載狀況選擇多個(gè)可用的網(wǎng)絡(luò)，并在選出的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中合理地分配流媒體業(yè)務(wù)流量，使得流媒體業(yè)務(wù)能夠高效快速地發(fā)送至目的地。 本發(fā)明方法包括候選集的選取、激活集的選取、流媒體業(yè)務(wù)流量的分配和網(wǎng)絡(luò)過載時(shí)的處理。 本發(fā)明方法的具體步驟為 步驟(1)選取候選集。所述的候選集是指終端所有可用的無線網(wǎng)絡(luò)集合；聯(lián)合多無線資源管理系統(tǒng)通過無線接入通告功能，檢測(cè)出終端所在處的所有無線網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)無線鏈路的信噪比和擁塞程度在所有的無線網(wǎng)絡(luò)中選擇候選網(wǎng)絡(luò)，具體的方法是
4
a、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊獲取所有檢測(cè)到的Nt。tal個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的信噪比(SNR)，如果SNR大于第i(l《i《Nt。tal)個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)定的信噪比門限SNRi,th，則該無線網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)入候選集。根據(jù)Shannon定理，第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信噪比門限需滿足& = Wilog2 (1+SNRi, th)，所以
^y^,th -1 ，其中Wi是指第1個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬，Ri = Rmi乂Nm。d，Rmin表示流媒體業(yè)務(wù)傳輸所
需的最小速率，Nm。d表示多模終端具有的無線網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)量，即同時(shí)通過N d個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行
流媒體業(yè)務(wù)的傳輸。 b、除了保證無線鏈路的質(zhì)量外，還需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度來決定候選集，擁塞
程度由負(fù)載約束來描述，負(fù)載約束是為了保證新到達(dá)業(yè)務(wù)的接入不會(huì)影響到該網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在的業(yè)務(wù)，負(fù)載約束表示如下 ^ current+"加《"h其中，〖。ur，t表示某個(gè)候選網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度，負(fù)載強(qiáng)度表示網(wǎng)絡(luò)中所有業(yè)
務(wù)流量占用的帶寬與網(wǎng)絡(luò)總帶寬的比例，^ in。表示速率為Cin。 = Cnew/Nm。d的業(yè)務(wù)流接入該
候選網(wǎng)絡(luò)所增加的負(fù)載強(qiáng)度，C，表示新業(yè)務(wù)的平均速率；4 th表示該候選網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度
門限，即該候選網(wǎng)絡(luò)所能容忍的負(fù)載程度。
在不同的無線網(wǎng)絡(luò)中，增加的負(fù)載強(qiáng)度"n。分別為
1 + g ①在w-cdma網(wǎng)絡(luò)中，"k =7777777;~1T;。其中，g表示其他小區(qū)的干擾因子，
是指小區(qū)間干擾和總干擾的比；D表示W(wǎng)-CDMA系統(tǒng)的碼片速率；b^表示該業(yè)務(wù)所需的比特信噪比。 ②在WiMaxTM網(wǎng)絡(luò)中，"nc = Cinc/(4XMXSXK/T)。其中，M表示的是子信道的數(shù)量；S表示每一幀所包含的OFDMA符號(hào)數(shù)；K表示每個(gè)子信道的子載波數(shù)；T表示一幀的持續(xù)時(shí)間。 ③在Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)中，在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的一段時(shí)間長(zhǎng)度T。內(nèi)，測(cè)得數(shù)據(jù)傳輸所占的時(shí)長(zhǎng)為Ts，則該候選網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度為4 。UCTent = T/T。，增加的負(fù)載強(qiáng)度為4 in。 = t/T。， t表示
新業(yè)務(wù)接入該候選網(wǎng)絡(luò)后數(shù)據(jù)傳輸時(shí)長(zhǎng)的增加量。 在不同的無線網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)載強(qiáng)度門限"h分別為 ④在W-CDMA網(wǎng)絡(luò)中，采用動(dòng)態(tài)的方式分配帶寬，在負(fù)載強(qiáng)度較輕的情況下，能保證用戶較高的帶寬需求，在負(fù)載強(qiáng)度較重的情況下，只能保證用戶基本的帶寬需求，所以負(fù)載強(qiáng)度門限取O. 75 0. 85 ; ⑤在WiMaxTM網(wǎng)絡(luò)中，采用按需的方式分配帶寬，用戶請(qǐng)求所需的帶寬，如果該帶寬需求能被滿足則允許接入；如果該帶寬需求不能被滿足則拒絕接入，所以負(fù)載強(qiáng)度門限取0. 85 0. 95 ; 在Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)中，采用競(jìng)爭(zhēng)的方式分配帶寬，用戶之間通過相互競(jìng)爭(zhēng)來獲得帶寬，負(fù)載強(qiáng)度門限取0. 65 0. 75。 滿足步驟a信噪比約束和步驟b負(fù)載約束的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成候選集； 步驟(2)選取激活集。所述的激活集是指當(dāng)前時(shí)刻用于流媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。
JMRRM根據(jù)候選集中無線網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度選取網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成激活集，用于流媒體業(yè)務(wù)的傳輸。具
體的方法是
網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊為終端維持一張候選網(wǎng)絡(luò)表，候選網(wǎng)絡(luò)表中包含候選網(wǎng)絡(luò)的類型以及候選網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度、mmnt。網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊根據(jù)多模終端能夠接入的網(wǎng)絡(luò)的類型和數(shù)量，在候選網(wǎng)絡(luò)表中為該類型的網(wǎng)絡(luò)查找相應(yīng)數(shù)量的具有較小負(fù)載強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成激活集，并且將激活集發(fā)送給終端側(cè)的JMRRM模塊，終端根據(jù)激活集發(fā)起接入請(qǐng)求。 步驟(3)分配流媒體業(yè)務(wù)流量。為激活集的各網(wǎng)絡(luò)合理分配業(yè)務(wù)流量，使流媒體業(yè)務(wù)以并行的方式進(jìn)行高效傳輸。網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊對(duì)這N^^個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流量分配，具體方法為 c 、設(shè)定流量分配方案，包括 I.激活網(wǎng)絡(luò)的流量之和滿足Z《》q^,Na。t^表示激活集中的網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)，
!=1
Xi(l《i《Na。tire)表示流媒體業(yè)務(wù)在第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的流量。
/ 、 1 + gII.若第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)為W-CDMA， & O,.) = A,匿咖+ 7~7T77~^"T ;
若第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)為WiMax"， "(Xi) = ",current+Xi/(4XMXSXK/T);若第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)為Wi-FiTM， "(Xi) = (Ts+t)/T。；
"(Xi) (1《i《Nartire)表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)加入新業(yè)務(wù)后總的負(fù)載強(qiáng)度，它是Xi的表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度
函數(shù)。
,current
III.在2《^C脂和"(Xi)《",th(l《i《Nactive)的約束條件下，計(jì)算滿足
! =1
的Xi。其中",th表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度的門限；Wi為各種網(wǎng)絡(luò)
的權(quán)重，反映用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的偏好。P為負(fù)載強(qiáng)度的冪次，體現(xiàn)負(fù)載均衡的公平性。
d、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊將步驟c至步驟e得到的流量分配方案發(fā)送至終端側(cè)的JMRRM模塊，終端根據(jù)此方案對(duì)激活集的各網(wǎng)絡(luò)分配業(yè)務(wù)流量，進(jìn)行多路并行傳輸。
e、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊更新激活集網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況信息。 步驟(4)如果網(wǎng)絡(luò)沒有過載，則按照步驟(3)中的流量分配方案進(jìn)行傳輸直至傳輸完成；如果網(wǎng)絡(luò)過載，則進(jìn)行如下處理 f 、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊通知終端側(cè)的JMRRM模塊激活集中發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)。
g、更新候選集，按照步驟(1)中的候選集的選取方法，重新為終端維護(hù)一張當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況下的候選網(wǎng)絡(luò)表，并在該表中搜尋與發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)相同類型的候選網(wǎng)絡(luò)。如果搜尋不到該類網(wǎng)絡(luò)，則通知終端側(cè)的JMRRM模i央，并關(guān)閉該類網(wǎng)絡(luò)模塊；如果搜尋到此類候選網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目少于發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目，則將搜尋到的所有網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送至終端側(cè)JMRRM模塊；如果搜尋到此類候選網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目和發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目相同，則將這幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送至終端側(cè)JMRRM模塊；如果搜尋到此類候選網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目多于發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目，則將其中相應(yīng)數(shù)量的具有較小負(fù)載強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送至終端側(cè)JMRRM模塊。
h、終端側(cè)JMRRM模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)JMRRM模塊發(fā)送過來的信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的切換解除和過載網(wǎng)絡(luò)的連接，并接入步驟g中重新選擇的網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)網(wǎng)絡(luò)側(cè)JMRRM模塊更新激活集。 i、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊按照步驟(3)中的方法重新對(duì)激活集中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流量分配，并將方案發(fā)送至終端側(cè)的JMRRM模塊。
本發(fā)明方法所具有的優(yōu)點(diǎn) (1)本發(fā)明對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的選擇綜合考慮了無線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量與擁塞程度，以保證流媒體業(yè)務(wù)高效快速地到達(dá)接收端。 (2)本發(fā)明中引入了候選集和激活集，在網(wǎng)絡(luò)過載的情況下可以利用兩個(gè)集合快速地進(jìn)行負(fù)載均衡，避免了擁塞。 (3)本發(fā)明針對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬受限的情況，對(duì)流媒體業(yè)務(wù)采取多路并行傳輸?shù)姆椒?，并根?jù)各網(wǎng)絡(luò)時(shí)變的負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的流量分配。


圖1為候選集和激活集的示意圖； 圖2為基于負(fù)載均衡的流媒體業(yè)務(wù)傳輸過程基本流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 本發(fā)明適用于流媒體業(yè)務(wù)高效快速的傳輸場(chǎng)景。例如用戶終端有大量的流媒體業(yè)務(wù)需要快速的傳輸至目的服務(wù)器，根據(jù)本發(fā)明提出的方法，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊為用戶終端選取候選集網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)用戶終端所能接入的網(wǎng)絡(luò)類型和數(shù)量為用戶終端選取合適的激活集網(wǎng)絡(luò)，用戶終端在各個(gè)激活集網(wǎng)絡(luò)中合理分配業(yè)務(wù)流量，實(shí)現(xiàn)流媒體的多路并行傳輸。 所述的網(wǎng)絡(luò)類型是指基于不同無線接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，如W-CDMA， WiMAX 和
Wi-FiTM，用戶終端能夠接入的網(wǎng)絡(luò)可以是同種類型的網(wǎng)絡(luò)也可以是不同類型的網(wǎng)絡(luò)。 圖1為候選集和激活集的示意圖。終端側(cè)共有W-CDMA、 WiMAX 和Wi_Fi 3個(gè)無
線接入模塊，一個(gè)無線接入模塊某一時(shí)刻只能接入一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)。JMRRM通過無線接入通
告功能，檢測(cè)出終端所在處的所有無線網(wǎng)絡(luò)共有8個(gè)，其中有4個(gè)Wi-Fi 無線接入網(wǎng)，3個(gè)
WiMAX 無線接入網(wǎng)和1個(gè)W-CDMA無線接入網(wǎng)。 圖2為基于負(fù)載均衡的流媒體業(yè)務(wù)傳輸過程基本流程圖。 下面結(jié)合圖1和圖2來具體說明本發(fā)明的方法。 步驟1選取候選集根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和擁塞程度來選取候選集。 1)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊檢測(cè)圖1中8個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的信噪比(SNR)，如果SNR
大于第i(l《i《8)個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)定的信噪比門限SNRi,th，則第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)入候選
集。根據(jù)Shannon定理，第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信噪比門限需滿足Ri = Wilog2 (l+SNRi, th)，所以
SV7^1 =2^-L其中I是指第1個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬，Ri = Rmi乂3，R^表示流媒體業(yè)務(wù)傳輸所需的最小速率。 2)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊檢測(cè)圖1中8個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度。擁塞程度可以由負(fù)載約束來描述，負(fù)載約束是為了保證新達(dá)到業(yè)務(wù)的接入不會(huì)影響到該網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在的業(yè)務(wù)，負(fù)載約束表示如下
^ current+"加《"h 其中4 。umnt表示某個(gè)候選網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度，所述的負(fù)載強(qiáng)度表示網(wǎng)絡(luò)中 所有業(yè)務(wù)流量占用的帶寬與網(wǎng)絡(luò)總帶寬的比例。^ in。表示速率為Cin。 = Cn /Nm。d的業(yè)務(wù)接 入該候選網(wǎng)絡(luò)所增加的負(fù)載強(qiáng)度，CMW表示新業(yè)務(wù)的平均速率；4 th表示該候選網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載 強(qiáng)度門限，即該候選網(wǎng)絡(luò)所能容忍的負(fù)載程度。
在不同的無線網(wǎng)絡(luò)中，增加的負(fù)載強(qiáng)度4 ^各不相同 在W-CDMA網(wǎng)絡(luò)中，；mc二^n(^+廣g) ^ 、；其中g(shù)表示其他小區(qū)的干擾因子，是指
<formula>formula see original document page 8</formula>
小區(qū)間干擾和總干擾的比；W表示W(wǎng)-CDMA系統(tǒng)的碼片速率；b^表示該業(yè)務(wù)所需的比特信噪比。 在WiMax"1網(wǎng)絡(luò)中，4 inc = Cinc/(4XMX SXK/T);其中M表示的是子信道的數(shù)量； S表示每一幀所包含的OFDMA符號(hào)數(shù)；K表示每個(gè)子信道的子載波數(shù)；T表示一幀的持續(xù)時(shí) 間。 在Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)中，用T。表示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的一段時(shí)間長(zhǎng)度，在T。時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸所 占的時(shí)長(zhǎng)為L(zhǎng)，則認(rèn)為該候選網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度為"ur，t二T/T。，增加的負(fù)載強(qiáng)度為"n。= t/T。， t表示新業(yè)務(wù)接入該候選網(wǎng)絡(luò)后數(shù)據(jù)傳輸時(shí)長(zhǎng)的增加量。
在不同的無線網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)載強(qiáng)度的門限"h也各不相同 在W-CDMA網(wǎng)絡(luò)中，采用動(dòng)態(tài)的方式分配帶寬，在負(fù)載強(qiáng)度較輕的情況下，能保證
用戶較高的帶寬需求，在負(fù)載強(qiáng)度較重的情況下，只能保證用戶基本的帶寬需求，所以可選
取適中的負(fù)載強(qiáng)度門限，在本實(shí)施例中，W-CDMA網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度門限設(shè)為0. 8 ; 在WiMaxTM網(wǎng)絡(luò)中，采用按需的方式分配帶寬，用戶請(qǐng)求一定的帶寬，如果該帶寬
需求能被滿足則允許接入，如果該帶寬需求不能被滿足則拒絕接入，所以可選取較大的負(fù)
載強(qiáng)度門限，在本實(shí)施例中，WiMax 網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度門限設(shè)為0. 9 ; 在Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)中，采用競(jìng)爭(zhēng)的方式分配帶寬，用戶之間通過相互競(jìng)爭(zhēng)來獲得帶 寬，所以可選取較小的負(fù)載強(qiáng)度門限，在本實(shí)施例中，Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度門限設(shè)為 0. 7。 根據(jù)以上候選集的選取要求，在所有的8個(gè)無線接入網(wǎng)中共有6個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入 候選集，如圖2所示，其中第1個(gè)WiMax 和第4個(gè)Wi-Fi 不符合上述的候選集的選取要 求，因此沒有進(jìn)入候選集。 步驟2選取激活集網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊為終端維持一張上述的候選網(wǎng)絡(luò)表，表中 包含候選網(wǎng)絡(luò)的類型以及候選網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度^。ur，t。在圖2中多模終端能夠接入1 個(gè)Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)、1個(gè)WiMax"網(wǎng)絡(luò)和1個(gè)W-CDMA網(wǎng)絡(luò)，因此網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊要在候選網(wǎng) 絡(luò)表中分別查找具有最小負(fù)載強(qiáng)度的Wi-Fi ， WiMAX 和W-CDMA接入網(wǎng)，構(gòu)成激活集，如圖 2中的第3個(gè)WiMAX"、第1個(gè)W-CDMA和第1個(gè)Wi-Fi 即構(gòu)成激活集。網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模 塊將激活集發(fā)送給終端側(cè)的JMRRM模塊，終端分別向激活集中的Wi-Fi ， WiMAX 和W-CDMA 網(wǎng)絡(luò)發(fā)起接入請(qǐng)求。 步驟3流量分配為激活集的各網(wǎng)絡(luò)合理分配業(yè)務(wù)流量，使流媒體業(yè)務(wù)以并行的 方式進(jìn)行高效傳輸。網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊根據(jù)激活集信息對(duì)上述的3個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流量分配，
8具體算法為 1)用Xl、x2和x3分別表示激活集中W-CDMA、WiMAXTlP Wi_Fi 網(wǎng)絡(luò)分配到的流量，則所有激活網(wǎng)絡(luò)的流量之和滿足x,X2+X3 > Cn 。 2)用"(Xl) 、 4 2(x2) 、 4 3(x3)分別表示各個(gè)網(wǎng)絡(luò)加入新業(yè)務(wù)后總的負(fù)載強(qiáng)度，它是Xp^和X3的函數(shù)，",。ur，t表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度，",th表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度的門限 第1個(gè)網(wǎng)絡(luò)為W-CDMA， = A,cu腿t + I」1:g\ 、 ， ", th = 0. 8 ; 第2個(gè)網(wǎng)絡(luò)為WiMax"， 42(x2) = 4 2,current+x2/(4XMXSXK/T) ， 42,th = 0.9;
第3個(gè)網(wǎng)絡(luò)為Wi-Fi ， 4 3 (x3) = (Ts+t (x3)) /T。，其中t (x3)表示速率為x3的業(yè)務(wù)接入該候選網(wǎng)絡(luò)后數(shù)據(jù)傳輸時(shí)長(zhǎng)的增加量，^ 3,th = 0. 7。 3)在Xl+x2+x3 > Cnew和"(Xi)《",th(i = 1，2，3)的約束條件下，計(jì)算滿足l^.fe.OOr h勺各個(gè)網(wǎng)絡(luò)分配的流量x"x2和x3。其中Wi (1《i《3)為3種網(wǎng)絡(luò)的
權(quán)重，反映用戶對(duì)這3種網(wǎng)絡(luò)的偏好，當(dāng)用戶對(duì)3種網(wǎng)絡(luò)無偏好時(shí)，可選Wl = w2 = w3 = 1/3 ;
當(dāng)用戶的偏好程度由大到小依次為W-CDMA、 WiMAX 和Wi-Fi 時(shí)，可選Wl < w2 < w3，且滿
足W,W2+W3 = l p為負(fù)載強(qiáng)度的冪次，體現(xiàn)負(fù)載均衡的公平性，可設(shè)為2。 步驟4業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊將上述算法得到的流量分配方案發(fā)送至終
端側(cè)的JMRRM模塊，終端根據(jù)此方案對(duì)激活集的3個(gè)網(wǎng)絡(luò)分配業(yè)務(wù)流量，進(jìn)行多路并行傳輸。 在傳輸過程中若由于其他用戶的接入引起網(wǎng)絡(luò)過載，例如，上述激活集中的Wi-FiTM接入的業(yè)務(wù)流量過多，負(fù)載強(qiáng)度超過了 0. 7。為了保證流媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)母咝?，需要及時(shí)地將該Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)移至負(fù)載強(qiáng)度較低的候選網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)過載時(shí)的處理方法是 1)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊通知終端側(cè)的JMRRM模塊激活集中的Wi_Fi 網(wǎng)絡(luò)發(fā)生過載。 2)更新候選集，按照步驟1的方法，重新為終端維護(hù)一張當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況下的候選網(wǎng)絡(luò)表，并在該表中搜尋其它候選的Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)。如果搜尋不到候選的Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)，則通知終端側(cè)的JMRRM?！姥耄P(guān)閉Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的模塊；如果候選的Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)有且僅有1個(gè)，則將該網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送至終端側(cè)JMRRM模塊；如果候選的Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)多于1個(gè)，則按步驟2的方法將其中負(fù)載強(qiáng)度最小的網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送至終端側(cè)JMRRM模塊。
3)終端側(cè)JMRRM模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)JMRRM模塊發(fā)送過來的信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的切換解除和過載Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的連接，并接入2)中重新選擇的Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)網(wǎng)絡(luò)側(cè)JMRRM模塊更新激活集。 4)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊按照步驟3的方法重新對(duì)激活集中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流量分配，并將方案發(fā)送至終端側(cè)的JMRRM模塊。 5)按照新的流量分配方案繼續(xù)傳輸流媒體業(yè)務(wù)。在傳輸過程中若無網(wǎng)絡(luò)過載現(xiàn)象發(fā)生，則繼續(xù)傳輸流媒體業(yè)務(wù)直至傳輸完成。
權(quán)利要求
一種基于負(fù)載均衡的流媒體業(yè)務(wù)多路并行傳輸方法，其特征在于該方法的具體步驟是步驟(1)選取候選集，所述的候選集是指終端所有可用的無線網(wǎng)絡(luò)集合；聯(lián)合多無線資源管理系統(tǒng)通過無線接入通告功能，檢測(cè)出終端所在處的所有無線網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)無線鏈路的信噪比和擁塞程度在所有的無線網(wǎng)絡(luò)中選擇候選網(wǎng)絡(luò)，具體的方法是a、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊獲取所有檢測(cè)到的Ntotal個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的信噪比SNR，如果SNR大于第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)定的信噪比門限SNRi，th，則該無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入候選集，1≤i≤Ntotal，其中Wi是指第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬，Ri＝Rmin/Nmod，Rmin表示流媒體業(yè)務(wù)傳輸所需的最小速率，Nmod表示多模終端具有的無線網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)量，即可以同時(shí)通過Nmod個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流媒體業(yè)務(wù)的傳輸；b、通過負(fù)載約束保證新到達(dá)業(yè)務(wù)的接入不會(huì)影響到該網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在的業(yè)務(wù)，負(fù)載約束表示為ζcurrent+ζinc≤ζth；其中，ζcurrent表示某個(gè)候選網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度，負(fù)載強(qiáng)度表示網(wǎng)絡(luò)中所有業(yè)務(wù)流量占用的帶寬與網(wǎng)絡(luò)總帶寬的比例，ζinc表示速率為Cinc＝Cnew/Nmod的業(yè)務(wù)流接入該候選網(wǎng)絡(luò)所增加的負(fù)載強(qiáng)度，Cnew表示新業(yè)務(wù)的平均速率；ζth表示該候選網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度門限，即該候選網(wǎng)絡(luò)所能容忍的負(fù)載程度；不同的無線網(wǎng)絡(luò)中增加的負(fù)載強(qiáng)度ζinc分別為①在W-CDMA網(wǎng)絡(luò)中，其中，g表示其他小區(qū)的干擾因子，是指小區(qū)間干擾和總干擾的比；D表示W(wǎng)-CDMA系統(tǒng)的碼片速率；binc表示該業(yè)務(wù)所需的比特信噪比；②在WiMaxTM網(wǎng)絡(luò)中，ζinc＝Cinc/(4×M×S×K/T)；其中，M表示的是子信道的數(shù)量；S表示每一幀所包含的OFDMA符號(hào)數(shù)；K表示每個(gè)子信道的子載波數(shù)；T表示一幀的持續(xù)時(shí)間；③在Wi-FiTM網(wǎng)絡(luò)中，在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的一段時(shí)間長(zhǎng)度To內(nèi)，測(cè)得數(shù)據(jù)傳輸所占的時(shí)長(zhǎng)為Ts，則該候選網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度為ζcurrent＝Ts/To，增加的負(fù)載強(qiáng)度為ζinc＝t/To，t表示新業(yè)務(wù)接入該候選網(wǎng)絡(luò)后數(shù)據(jù)傳輸時(shí)長(zhǎng)的增加量；不同的無線網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載強(qiáng)度門限ζth分別為④在W-CDMA網(wǎng)絡(luò)中，選取的負(fù)載強(qiáng)度門限ζth為0.75～0.85；⑤在WiMaxTM網(wǎng)絡(luò)中，選取的負(fù)載強(qiáng)度門限ζth為0.85～0.95；⑥在Wi-FiTM網(wǎng)絡(luò)中，選取的負(fù)載強(qiáng)度門限ζth為0.65～0.75；滿足步驟a信噪比約束和步驟b負(fù)載約束的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成候選集；步驟(2)選取激活集，所述的激活集是指當(dāng)前時(shí)刻用于流媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，根據(jù)候選集中無線網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度選取網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成激活集，用于流媒體業(yè)務(wù)的傳輸，具體的方法是網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊為終端維持一張候選網(wǎng)絡(luò)表，候選網(wǎng)絡(luò)表中包含候選網(wǎng)絡(luò)的類型以及候選網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度ζcurrent，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊根據(jù)多模終端能夠接入的網(wǎng)絡(luò)的類型和數(shù)量，在候選網(wǎng)絡(luò)表中為該類型的網(wǎng)絡(luò)查找相應(yīng)數(shù)量的具有較小負(fù)載強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成激活集，并且將激活集發(fā)送給終端側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊，終端根據(jù)激活集發(fā)起接入請(qǐng)求；步驟(3)分配流媒體業(yè)務(wù)流量，具體方法是c、設(shè)定流量分配方案，包括I.激活網(wǎng)絡(luò)的流量之和滿足Nactive表示激活集中的網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)，xi表示流媒體業(yè)務(wù)在第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的流量，1≤i≤Nactive；II.若第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)為W-CDMA網(wǎng)絡(luò)，則若第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)為WiMaxTM網(wǎng)絡(luò)，則ζi(xi)＝ζi，current+xi/(4×M×S×K/T)；若第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)為Wi-FiTM網(wǎng)絡(luò)，則ζi(xi)＝(Ts+t)/To；ζi(xi)表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)加入新業(yè)務(wù)后總的負(fù)載強(qiáng)度，它是xi的函數(shù)，1≤i≤Nactive；ζi，current表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的負(fù)載強(qiáng)度；III.在和ζi(xi)≤ζi，th，1≤i≤Nactive的約束條件下，計(jì)算滿足的xi；其中ζi，th表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載強(qiáng)度的門限，wi為各種網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，p為負(fù)載強(qiáng)度的冪次；d、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊將流量分配方案發(fā)送至終端側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊，終端根據(jù)此方案對(duì)激活集的各網(wǎng)絡(luò)分配業(yè)務(wù)流量，進(jìn)行多路并行傳輸；e、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊更新激活集網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況信息；步驟(4)如果網(wǎng)絡(luò)沒有過載，則按照步驟(3)中的流量分配方案進(jìn)行傳輸直至傳輸完成；如果網(wǎng)絡(luò)過載，則進(jìn)行如下處理f、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊通知終端側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊激活集中發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)；g、更新候選集按照步驟(1)方法，重新為終端維護(hù)一張當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況下的候選網(wǎng)絡(luò)表，并在該表中搜尋與發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)相同類型的候選網(wǎng)絡(luò)；如果搜尋不到該類網(wǎng)絡(luò)，則通知終端側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊，并關(guān)閉該類網(wǎng)絡(luò)模塊；如果搜尋到此類候選網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目少于發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目，則將搜尋到的所有網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送至終端側(cè)聯(lián)合多無線資源管理模塊；如果搜尋到此類候選網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目和發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目相同，則將這幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送至終端側(cè)聯(lián)合多無線資源管理模塊；如果搜尋到此類候選網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目多于發(fā)生過載的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目，則將其中相應(yīng)數(shù)量的具有較小負(fù)載強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送至終端側(cè)聯(lián)合多無線資源管理模塊；h、終端側(cè)聯(lián)合多無線資源管理模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)聯(lián)合多無線資源管理模塊發(fā)送的信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的切換解除和過載網(wǎng)絡(luò)的連接，并接入步驟g中重新選擇的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)側(cè)聯(lián)合多無線資源管理模塊更新激活集；i、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊按照步驟(3)中的方法重新對(duì)激活集中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流量分配，并將方案發(fā)送至終端側(cè)的聯(lián)合多無線資源管理模塊。FSA00000019067100011.tif,FSA00000019067100012.tif,FSA00000019067100021.tif,FSA00000019067100022.tif,FSA00000019067100031.tif,FSA00000019067100032.tif
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于負(fù)載均衡的流媒體業(yè)務(wù)多路并行傳輸方法。現(xiàn)有的技術(shù)存在帶寬限制或者傳輸速率受限制問題。本發(fā)明方法包括候選集的選取、激活集的選取、流媒體業(yè)務(wù)流量的分配和網(wǎng)絡(luò)過載時(shí)的處理。候選集滿足信噪比約束和負(fù)載約束；激活集的選取為網(wǎng)絡(luò)側(cè)的JMRRM模塊根據(jù)多模終端能夠接入的網(wǎng)絡(luò)的類型和數(shù)量，在候選網(wǎng)絡(luò)表中為該類型的網(wǎng)絡(luò)查找相應(yīng)數(shù)量的具有較小負(fù)載強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成激活集。本發(fā)明方法對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的選擇綜合考慮了無線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量與擁塞程度，以保證流媒體業(yè)務(wù)高效快速地到達(dá)接收端，引入了候選集和激活集，在網(wǎng)絡(luò)過載的情況下可以利用兩個(gè)集合快速地進(jìn)行負(fù)載均衡，避免了擁塞。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101778114SQ20101010411
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者周建海, 夏大強(qiáng), 宋旸, 朱軍, 楊勇, 潘析非, 王孟孺, 蔡國(guó)炎, 許國(guó)法, 陳宏 , 陳師亮, 陳曉東 申請(qǐng)人:浙江廣播電視集團(tuán)