專利名稱：組播數(shù)據(jù)傳送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及同時(shí)向多個(gè)主機(jī)傳送信息。尤其是，本發(fā)明涉及用于在通信系統(tǒng)中向多個(gè)主機(jī)傳送文本，音頻，視頻或其它數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通過網(wǎng)絡(luò)從源向多個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的方法屬于3個(gè)類別中的一個(gè)。單播(unicast)是點(diǎn)到點(diǎn)傳送機(jī)制，其中源發(fā)送每個(gè)用戶的單獨(dú)數(shù)據(jù)流。發(fā)送的數(shù)據(jù)量隨用戶數(shù)量的增加而線性提高，從而在接收方數(shù)量較大的情況下導(dǎo)致不可接受的高資源消耗。其余2個(gè)類別是點(diǎn)到多點(diǎn)或多點(diǎn)到多點(diǎn)傳送機(jī)制。廣播是指向網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。雖然這在小型網(wǎng)絡(luò)中有效，然而當(dāng)在具有許多用戶的廣域網(wǎng)中使用時(shí)需要復(fù)制大量數(shù)據(jù)分組。此外，在數(shù)據(jù)與大部分接收方無(wú)關(guān)時(shí)，這個(gè)方法是相當(dāng)浪費(fèi)的。
第三個(gè)類別是組播(multicast)，這是一種向選定用戶組同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的類別。組播在需要以流的方式向多個(gè)用戶實(shí)時(shí)傳送內(nèi)容的領(lǐng)域，例如新聞傳播，在線游戲，數(shù)字視頻廣播(DVB)和視頻會(huì)議中特別有用。在″Multicast Networking and Application″，C.Kenneth Miller，Addison-Wesley 1988[ISBN 0-201-30979-3]和″Deploying IPMULTICAST in the Enterprise″，T.Maufer，Prentice Hall PTR，1998[ISBN 0-13-897687-2]中提供了這種技術(shù)的綜述。在″MultimediaBroadcast/Multicast Service″，3rdGeneration Partnership ProjectTechnical Specification 3GPPTMTS 22.146v1.0.0 2001中討論了組播在蜂窩無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
圖1是用于從內(nèi)容提供商，即主機(jī)2通過因特網(wǎng)4向多個(gè)接收主機(jī)3組播信息的現(xiàn)有通信系統(tǒng)1的模塊圖。為了簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)路徑5被描述為無(wú)需中間階段而直接從內(nèi)容提供商2延伸到路由器6，所述中間階段例如為其它發(fā)送器或路由器，可以位于這些節(jié)點(diǎn)之間。從內(nèi)容提供商2到接收主機(jī)3a-3c的數(shù)據(jù)路徑在路由器6處分叉。這種分叉的情況包含其中接收主機(jī)3不屬于相同子網(wǎng)的情況，其中接收主機(jī)3由不同發(fā)送器7服務(wù)的情況，或其中無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)不支持組播的情況。
內(nèi)容提供商2提供單個(gè)數(shù)據(jù)流5，而不是針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的接收主機(jī)3a，3b發(fā)送數(shù)據(jù)分組A-D的單獨(dú)的流。無(wú)論到不同接收主機(jī)3a，3b的路徑在何處分叉，支持組播的邊緣路由器6均復(fù)制數(shù)據(jù)流。例如在圖1中，從內(nèi)容提供商2到接收主機(jī)3a，3b的路徑對(duì)于兩個(gè)主機(jī)是共同的。路由器6拷貝傳入數(shù)據(jù)分組A-E，從而產(chǎn)生復(fù)制數(shù)據(jù)流8a，8b以傳輸?shù)浇邮罩鳈C(jī)3a，3b。由于內(nèi)容提供商2只發(fā)送單個(gè)數(shù)據(jù)流5，與單播系統(tǒng)相比，其系統(tǒng)資源使用和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載得到降低。此外，由于復(fù)制數(shù)據(jù)的傳輸保持最小，可以在廣播不可行的廣域網(wǎng)中使用組播。
存在兩種組播服務(wù)。在第一種服務(wù)中，內(nèi)容提供商具有用于向一組終端用戶提供預(yù)定服務(wù)的保留帶寬。第二種服務(wù)允許終端用戶選擇為其提供的服務(wù)。在兩種情況下，通過以互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)指定的格式向內(nèi)容提供商發(fā)送消息以提交入組請(qǐng)求，用戶能夠接收組播數(shù)據(jù)流。用戶能夠通過提交相應(yīng)請(qǐng)求來(lái)離開組播組。
組播是用于為終端用戶提供連續(xù)服務(wù)的適當(dāng)機(jī)制，并且對(duì)于″一次性(one-shot)″傳輸具有有限的實(shí)用性。例如，一組用戶可能需要傳送文件，例如多媒體片段，Web頁(yè)面，MP3文件，應(yīng)用程序或游戲的文檔或軟件模塊。再次參照?qǐng)D1，接收主機(jī)3a，3b的用戶均可以向內(nèi)容提供商2請(qǐng)求包括數(shù)據(jù)分組A-E的文件。當(dāng)路由器6接收數(shù)據(jù)流5時(shí)，數(shù)據(jù)分組被拷貝和轉(zhuǎn)發(fā)到無(wú)線發(fā)送器7，無(wú)線發(fā)送器7通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向接收主機(jī)3a，3b發(fā)送作為數(shù)據(jù)流8a，8b的封裝數(shù)據(jù)分組。
當(dāng)前沒有提供允許主機(jī)加入正在進(jìn)行的文件傳送傳輸?shù)姆桨?，所以在傳輸開始之后請(qǐng)求文件的第三主機(jī)3c會(huì)被排除在外。即使第三主機(jī)3c想要加入文件傳送傳輸，數(shù)據(jù)分組A-C仍會(huì)被錯(cuò)過，并且主機(jī)3c的用戶可能會(huì)需要整個(gè)文件。這種排除增加了傳輸只被少量接收方或甚至單個(gè)用戶接收的可能性。通過重復(fù)文件傳送傳輸，降低了與使用組播相關(guān)的效率收益，并且增加了空中接口帶寬的使用，可接受在數(shù)據(jù)分組A-E的傳送開始之后提交的任何請(qǐng)求。隨著在提供因特網(wǎng)類型服務(wù)時(shí)對(duì)空中接口的使用的增加，對(duì)空中接口帶寬的高效利用會(huì)變得越來(lái)越重要。
現(xiàn)有系統(tǒng)通過規(guī)定對(duì)即將來(lái)臨的傳輸?shù)恼{(diào)度解決了這些問題。使用能夠預(yù)訂特定文件或文件集合的傳送列表，并且在所調(diào)度的下一時(shí)機(jī)接收有關(guān)數(shù)據(jù)。然而由于一旦文件傳送傳輸已經(jīng)開始，則需要相同文件的任何其他用戶便被排除并且必須預(yù)訂所調(diào)度的下一傳輸，因此這種傳送機(jī)制不直接響應(yīng)用戶要求，并且是不靈活的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是以更加滿足用戶需求、尤其適用于可伸縮組播，例如單向IP組播的方式允許組播文件傳送。本發(fā)明在包括無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)中具有降低空中接口帶寬使用的特定優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的第一方面，支持組播的網(wǎng)絡(luò)單元包括用于從第一主機(jī)接收數(shù)據(jù)的第一邏輯接口；用于向一或多個(gè)其它主機(jī)發(fā)送所述數(shù)據(jù)的第二邏輯接口；用于定義包括一或多個(gè)其它主機(jī)的組的處理器，其中響應(yīng)請(qǐng)求的接收而將其它主機(jī)加到該組中；和高速緩存；其中網(wǎng)絡(luò)單元被構(gòu)造成用于在高速緩存中存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)，直到滿足預(yù)定條件，并且響應(yīng)這種條件的滿足而向所述組中的所述其它主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并且處理器被構(gòu)造成用于將該組限于位于相同位置的其它主機(jī)。
在本發(fā)明的第二方面，一種通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行文件傳送的方法包括步驟在網(wǎng)絡(luò)單元處從第一主機(jī)接收文件請(qǐng)求；從第二主機(jī)得到文件；在與網(wǎng)絡(luò)單元相關(guān)的高速緩存中存儲(chǔ)文件；定義包含第一主機(jī)的組；等待一個(gè)時(shí)間段，直到滿足預(yù)定條件，其中如果在該時(shí)間段結(jié)束之前網(wǎng)絡(luò)單元從一或多個(gè)其它主機(jī)接收針對(duì)所述文件的其它請(qǐng)求，則將所述一或多個(gè)其它主機(jī)加到該組中；以及向第一主機(jī)和所述組中的任何其他主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)文件，其中該組限于第一主機(jī)，以及與第一主機(jī)位于相同位置的其它主機(jī)。
在本發(fā)明的第三方面，一種支持組播的網(wǎng)絡(luò)單元包括高速緩存，所述網(wǎng)絡(luò)單元被構(gòu)造成用于響應(yīng)來(lái)自第一主機(jī)的文件傳送請(qǐng)求而執(zhí)行以下步驟從第二主機(jī)得到所請(qǐng)求的文件；在所述高速緩存中存儲(chǔ)所述文件；定義包含第一主機(jī)的組；將文件到第一主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)延遲一個(gè)時(shí)間段，直到滿足預(yù)定條件，并且如果在該時(shí)間段結(jié)束之前網(wǎng)絡(luò)單元從一或多個(gè)其它主機(jī)接收針對(duì)所述文件的其它請(qǐng)求，則向該組加入所述一或多個(gè)其它主機(jī)；以及向第一主機(jī)和所述組中的任何其他主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)文件，其中所述網(wǎng)絡(luò)單元還被構(gòu)造成用于將該組限于第一主機(jī)，以及與第一主機(jī)位于相同位置的其它主機(jī)。
在本發(fā)明的第四方面，一種網(wǎng)絡(luò)單元包括用于從第一主機(jī)接收數(shù)據(jù)的第一接收裝置；用于從一或多個(gè)其它主機(jī)接收請(qǐng)求的第二接收裝置；用于定義包括其它主機(jī)的組的裝置，其中響應(yīng)請(qǐng)求的接收而將其它主機(jī)加到該組中；用于向其它主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)裝置；和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；其中網(wǎng)絡(luò)單元被構(gòu)造成用于在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)，直到滿足預(yù)定條件，以及響應(yīng)這種條件的滿足而得到所述數(shù)據(jù)并且向所述組中的所述其它主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明在空中接口處的網(wǎng)絡(luò)單元，例如邊緣路由器中的實(shí)現(xiàn)，以及接收主機(jī)根據(jù)其位置，尤其是其所位于的通信小區(qū)而定義的一組文件的編譯，導(dǎo)致空中接口帶寬使用的降低。
涉及請(qǐng)求數(shù)量的預(yù)定條件的使用旨在增加指定傳輸會(huì)被不止一個(gè)終端用戶接收的可能性。第二條件為其它請(qǐng)求的接收指定最大時(shí)間周期。這對(duì)用戶可能經(jīng)歷的等待時(shí)間設(shè)置了上限，使得例如單個(gè)用戶在接收所請(qǐng)求的文件之前不會(huì)經(jīng)歷不確定的延遲。最大時(shí)間周期可以是固定的，也可以響應(yīng)用戶和/或網(wǎng)絡(luò)的要求而動(dòng)態(tài)改變。
如果主機(jī)在這個(gè)時(shí)間周期內(nèi)提交文件請(qǐng)求，則請(qǐng)求提交和完整文件接收之間的時(shí)間間隔明顯減少，從而增加用戶所感知的數(shù)據(jù)傳輸速率，并且改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。


下面參照附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)通信系統(tǒng)的模塊圖；圖2是基于本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)的模塊圖；圖3是由路由器執(zhí)行的基于本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖；圖4是基于本發(fā)明實(shí)施例的路由器的模塊圖；而圖5描述了用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)手機(jī)終端。
具體實(shí)施例方式
圖2描述了通過因特網(wǎng)4進(jìn)行組播文件傳送的通信系統(tǒng)9的實(shí)施例，包括多媒體內(nèi)容提供商2，接收主機(jī)3a-3c，路由器6，無(wú)線發(fā)送器7和高速緩存10。數(shù)據(jù)路徑5可以包含其它單元，例如其它發(fā)送器或路由器，可以位于內(nèi)容提供商2和路由器6之間。從內(nèi)容提供商2到接收主機(jī)3a-3c的數(shù)據(jù)路徑的部分具有在內(nèi)容提供商2和路由器6之間延伸的一致部分5，并且在路由器6和各個(gè)接收主機(jī)3a-3c之間分叉。
在這個(gè)特定例子中，接收主機(jī)3a-3c是屬于蜂窩無(wú)線DVB-T廣域網(wǎng)(WAN)的移動(dòng)設(shè)備，路由器6是邊緣路由器，即內(nèi)容提供商2和接收主機(jī)3a-3c之間的文件傳送路徑中在空中接口之前的最后路由器。路由器6向無(wú)線發(fā)送器7轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)，無(wú)線發(fā)送器7根據(jù)適當(dāng)通信協(xié)議通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向接收主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。適當(dāng)協(xié)議包含但不限于以下協(xié)議可靠組播傳送協(xié)議(RMTP)，可靠組播文件傳送協(xié)議(RMFTP)，異步分層編碼(ALC)，面向NACK的可靠組播(NORM)，實(shí)用通用組播(PGM)，基于樹確認(rèn)的協(xié)議(TRACK)，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)和單向超文本傳送協(xié)議(UHTTP)。會(huì)話公告協(xié)議(SAP)也可以被用于向接收主機(jī)3a-3c發(fā)送服務(wù)信息。
參照?qǐng)D3描述路由器6所遵循的文件傳送過程的實(shí)施例。從步驟s0開始，路由器6從接收主機(jī)之一3a接收文件請(qǐng)求(步驟s1)，該接收主機(jī)位于第一位置。請(qǐng)求包含接收主機(jī)3a的地址信息，其中路由器6提取該地址信息，以便用于對(duì)針對(duì)該接收主機(jī)3a的數(shù)據(jù)分組和消息進(jìn)行尋址。
文件可以是例如足球或曲棍球比賽中進(jìn)球的多媒體片段。通過其它信息源，例如無(wú)線廣播得知進(jìn)球已經(jīng)得分的若干終端用戶可以在進(jìn)球之后的短時(shí)間間隔內(nèi)提交針對(duì)片段的請(qǐng)求。
在這個(gè)支持組播的網(wǎng)絡(luò)為單向網(wǎng)絡(luò)的例子中，通過另一網(wǎng)絡(luò)或通信系統(tǒng)11，例如因特網(wǎng)或蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接收主機(jī)3a和路由器6之間的通信。路由器6向內(nèi)容提供商2請(qǐng)求文件(步驟s2)，內(nèi)容提供商2通過向路由器6發(fā)送文件和相關(guān)傳送消息來(lái)作出響應(yīng)。傳送消息包含有關(guān)文件建立時(shí)間的信息，和有關(guān)其下一次被更新的時(shí)間的指示。
在常規(guī)系統(tǒng)中，路由器6會(huì)立即向接收主機(jī)3a轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組A-G，并且一旦傳輸已經(jīng)開始，便不會(huì)能夠使任何其它接收主機(jī)3b，3c加入組播組和接收該文件傳送傳輸中的數(shù)據(jù)分組。
為克服這個(gè)問題，本發(fā)明的路由器6從內(nèi)容提供商2接收傳入數(shù)據(jù)(步驟s3)，并且在高速緩存10中存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)(步驟s4)。路由器6被構(gòu)造成用于利用傳送消息檢查高速緩存10中存儲(chǔ)的文件是否可用的最后版本(步驟s5)。
定義文件傳送列表，其包括對(duì)應(yīng)于第一接收主機(jī)3a的項(xiàng)(步驟s6)，并且初始化定時(shí)器t(步驟s7)。文件的傳送接著被延遲時(shí)間周期T。有關(guān)文件傳送預(yù)計(jì)在經(jīng)過時(shí)間周期T之后開始的通知被發(fā)送到第一接收主機(jī)3a。被分成時(shí)間間隔t1(步驟s8)的時(shí)間周期T允許從與第一接收主機(jī)3a位于相同位置的其它接收主機(jī)，例如3b，3c接收任何其它針對(duì)相同文件的請(qǐng)求，使得接收主機(jī)3a-3c能夠接收相同文件傳送傳輸中的文件。時(shí)間周期T可以是固定的，或可以動(dòng)態(tài)改變，使得隨著所接收請(qǐng)求的數(shù)量的增加，可以允許更短的周期?？蛇x地，周期T可以取決于如傳送消息所示的下一次更新的時(shí)間，使得更新文件被發(fā)送到接收主機(jī)3，或者取決于數(shù)據(jù)文件的尺寸，使得對(duì)于較大文件允許較長(zhǎng)周期，以增加以單次文件傳送傳輸滿足若干終端用戶的請(qǐng)求的可能性。
如果接收其它請(qǐng)求(步驟s9)，則路由器6確定提交該請(qǐng)求的接收主機(jī)3b是否與第一接收主機(jī)3a位于相同位置(步驟s10)。如果接收主機(jī)3a，3b在相同小區(qū)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，則路由器6認(rèn)為它們處于相同位置，該小區(qū)在被用于向路由器6提交請(qǐng)求的雙向電信網(wǎng)絡(luò)或用于文件傳送的無(wú)線DVB-T網(wǎng)絡(luò)中定義。如果主機(jī)訪問有關(guān)其位置，例如其DVB-T小區(qū)的數(shù)據(jù)，它會(huì)為此在文件請(qǐng)求中包含這個(gè)信息。如果接收主機(jī)3b處于相同位置，則它被加到文件傳送列表中(步驟s11)。如果不是，則路由器6向分立文件傳送列表中增加對(duì)應(yīng)于接收主機(jī)3b的位置的項(xiàng)(步驟s12)，從而根據(jù)需要建立新的文件傳送列表。接著將文件傳送傳輸?shù)念A(yù)計(jì)開始時(shí)間，即時(shí)間周期T的結(jié)束時(shí)間通知接收主機(jī)3b。
在第一位置處的接收主機(jī)3b，3c提交的任何其它請(qǐng)求由路由器6處理，并且不應(yīng)導(dǎo)向內(nèi)容提供商2。然而，內(nèi)容提供商2具有象在接收這種請(qǐng)求的情況中那樣檢查傳入請(qǐng)求的設(shè)備。內(nèi)容提供商2比較傳入請(qǐng)求，并且如果在所請(qǐng)求的文件和接收主機(jī)3的位置方面來(lái)自主機(jī)3b的請(qǐng)求與來(lái)自另一主機(jī)3a的前一請(qǐng)求匹配，則有關(guān)匹配的信息被發(fā)送到路由器6，使得提交后面的請(qǐng)求的主機(jī)3b能夠被加到文件傳送列表中。
在已經(jīng)接收其它請(qǐng)求之后，或在時(shí)間間隔t1結(jié)束之后，路由器6檢查文件傳送列表中輸入的請(qǐng)求數(shù)量是否超過預(yù)定閾值N(步驟s13)。如果這個(gè)條件不滿足并且周期T還沒有結(jié)束(步驟s14)，則路由器等待另一個(gè)間隔t1(步驟s8)。重復(fù)這個(gè)處理，直到這些條件之一被滿足，即請(qǐng)求數(shù)量超過閾值，或時(shí)間周期T已經(jīng)結(jié)束。
路由器6接著從高速緩存10得到數(shù)據(jù)分組A-G(步驟s15)。如果不止一個(gè)最終用戶已經(jīng)請(qǐng)求文件，則路由器6拷貝數(shù)據(jù)分組A-G以產(chǎn)生多個(gè)數(shù)據(jù)流8a-8c，并且將它們發(fā)送到接收主機(jī)3a-3c(步驟s16)。接著文件傳送過程結(jié)束(步驟s17)。
圖4示出適當(dāng)路由器6的例子。除了高速緩存10之外，路由器6包括用于從內(nèi)容提供商2接收數(shù)據(jù)的輸入/輸出接口12，用于與接收主機(jī)3a-3c通信的輸入/輸出接口13-15，和如下被數(shù)據(jù)總線16連接的若干其它部件。處理器17監(jiān)視和控制路由操作，包含用于建立和釋放路由器6和接收主機(jī)3a-3c之間的連接的產(chǎn)生處理。提供存儲(chǔ)器設(shè)備18以存儲(chǔ)路由器應(yīng)用軟件。地址處理器19從傳入數(shù)據(jù)分組中提取地址信息，并且利用這個(gè)信息確定如何處理每個(gè)數(shù)據(jù)分組，例如入站分組是來(lái)自接收主機(jī)3a-3c的文件請(qǐng)求還是文件數(shù)據(jù)。傳入文件數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在高速緩存10中，盡管路由器6也可以為此使用外部緩沖區(qū)。請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)到文件請(qǐng)求處理器20，文件請(qǐng)求處理器20在文件傳送列表中存儲(chǔ)發(fā)出請(qǐng)求的接收主機(jī)3的地址，并且管理數(shù)據(jù)分組A-G的拷貝以傳輸?shù)浇邮罩鳈C(jī)3a-3c。文件請(qǐng)求處理器20也控制任何排隊(duì)處理，例如文件傳送傳輸已經(jīng)開始之后，接收到其它請(qǐng)求。時(shí)鐘21與處理器17相關(guān)，用于控制如上所述的定時(shí)器功能。
接收主機(jī)3可以是移動(dòng)電話手機(jī)終端22，如圖5所示。移動(dòng)電話手機(jī)終端包括天線23，收發(fā)器24，中央處理單元(CPU)25和電池26。作為例如GSM，GPRS，3G或類似雙向收發(fā)器的收發(fā)器24被連接到天線23和CPU 25。接收器(DVB-T)27，鍵盤28和顯示器29也連接到CPU 25。終端22也包含移動(dòng)電話手機(jī)的其它常規(guī)特征，但是為了清楚將其從圖5中省略。
如果3個(gè)接收主機(jī)3a-3c接收單個(gè)組播中的相同文件，相比單播系統(tǒng)或傳輸被單個(gè)接收主機(jī)3接收的可能性明顯增加的現(xiàn)有組播系統(tǒng)，效率增加3倍，即通過網(wǎng)絡(luò)4只發(fā)送數(shù)據(jù)分組A-G一次，而不是3次。然而，由于針對(duì)第一接收主機(jī)3a的傳輸已經(jīng)被延遲時(shí)間T或接收N個(gè)請(qǐng)求所用的時(shí)間，主機(jī)3a的用戶會(huì)感知到帶寬的相關(guān)減少，但是這可以通過″匯總(pooling)″3個(gè)接收主機(jī)3a-3c的可用帶寬來(lái)加以補(bǔ)償。在以下例子中比較了本系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的性能。
在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，文件被立即傳送到第一主機(jī)3a，并且由于不能通過正在進(jìn)行的傳輸滿足來(lái)自主機(jī)3b，3c的后續(xù)請(qǐng)求，其它主機(jī)3b，3c在后續(xù)文件傳送傳輸中接收數(shù)據(jù)。例如，以1Mbit/s的可用帶寬通過網(wǎng)絡(luò)下載10Mbit的文件會(huì)占用10s。向接收主機(jī)3a發(fā)送數(shù)據(jù)的文件傳送傳輸在0s處開始。在針對(duì)主機(jī)3a的文件傳送傳輸已經(jīng)開始之后，分別在4s和12s處提交來(lái)自主機(jī)3b和3c的用戶的請(qǐng)求?，F(xiàn)有系統(tǒng)中的結(jié)果等待時(shí)間和所感知的帶寬對(duì)于主機(jī)3a為10s和1Mbit/s，對(duì)于主機(jī)3b為14s和700kbit/s。來(lái)自主機(jī)3c的請(qǐng)求會(huì)在針對(duì)主機(jī)3b的第二文件傳送傳輸開始之后被接收，所以會(huì)被排隊(duì)，直到能夠開始第三文件傳送傳輸。因此，主機(jī)3c會(huì)經(jīng)歷18s的等待時(shí)間，并且感知到550kbit/s的帶寬。因此，在現(xiàn)有系統(tǒng)下，3個(gè)主機(jī)3a-3c會(huì)感知到750kbit/s的平均帶寬。如果按照本發(fā)明的方法，這些時(shí)間周期和帶寬對(duì)于主機(jī)3a為25s和400kbit/s，對(duì)于主機(jī)3b為21s和480kbit/s，對(duì)于主機(jī)3c為13s和770kbit/s。這提供550kbit/s的平均感知帶寬，盡管這不反映網(wǎng)絡(luò)負(fù)載降低和傳輸復(fù)制減少所帶來(lái)的效率增益。
隨著更多主機(jī)被加到組播組中，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，本發(fā)明的系統(tǒng)中的感知平均帶寬進(jìn)一步增加。這在表1中得到說(shuō)明，其中td表示從用戶1提交其請(qǐng)求開始到完成文件傳送所用的時(shí)間。PBW表示用戶所感知的帶寬。

表1
已經(jīng)通過例子描述了本發(fā)明，并且本發(fā)明能夠被用于傳送除了IP分組之外的數(shù)據(jù)分組。雖然已經(jīng)描述了點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸，然而本發(fā)明也可以被用于多點(diǎn)到多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳送。接收主機(jī)3a-3c可以是例如移動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的固定或移動(dòng)設(shè)備。接收主機(jī)3a-3c不必屬于相同局域網(wǎng)，也不必按照小區(qū)覆蓋定義主機(jī)的位置。
此外，路由器6可以不必利用無(wú)線通信系統(tǒng)向接收主機(jī)3a-3c發(fā)送數(shù)據(jù)。雖然描述的實(shí)施例涉及包括WAN的系統(tǒng)，然而本發(fā)明同樣適用于LAN網(wǎng)絡(luò)或任何其他支持組播的網(wǎng)絡(luò)，并且可以被用于通過除了因特網(wǎng)或DVB-T網(wǎng)絡(luò)之外的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的文件傳送，例如通過DVB-S(衛(wèi)星)，DVB-C(有線)，其它DVB變型，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播(ISDB)，ATSC數(shù)字電視或數(shù)字音頻廣播(DAB)網(wǎng)絡(luò)，或通過支持組播的通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)GSM環(huán)境(EDGE)，通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(UMTS)或無(wú)線碼分多址(W-CDMA)或CDMA2000系統(tǒng)。
此外，盡管描述的實(shí)施例包括邊緣路由器6，然而本發(fā)明可以在內(nèi)容提供商2和接收主機(jī)3a-3c之間的路徑上的任何網(wǎng)絡(luò)單元，例如服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)或路由器上實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種支持組播網(wǎng)絡(luò)單元，包括用于從第一主機(jī)接收數(shù)據(jù)的第一邏輯接口；用于向一或多個(gè)其它主機(jī)發(fā)送所述數(shù)據(jù)的第二邏輯接口；用于定義包括一或多個(gè)其它主機(jī)的組的處理器，其中響應(yīng)請(qǐng)求的接收而將其它主機(jī)加到該組中；和高速緩存；其中所述網(wǎng)絡(luò)單元被構(gòu)造成用于在高速緩存中存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)，直到滿足預(yù)定條件，并且響應(yīng)這種條件的滿足而向所述組中的所述其它主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并且處理器被構(gòu)造成用于將該組限于位于相同位置的其它主機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其中通過蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)單元和第一主機(jī)之間發(fā)送請(qǐng)求和文件之一或二者，并且按照小區(qū)定義其它主機(jī)的位置，使得該組限于位于單個(gè)小區(qū)覆蓋的區(qū)域中的其它主機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)單元，進(jìn)一步被構(gòu)造成用于通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)文件，所述網(wǎng)絡(luò)單元是位于第一主機(jī)和一或多個(gè)其它主機(jī)之間的文件傳送路徑中的空中接口之前的最后網(wǎng)絡(luò)單元。
4.如權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其中所述網(wǎng)絡(luò)單元是路由器。
5.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的網(wǎng)絡(luò)單元，還包括定時(shí)器，其中預(yù)定條件是以下之一從所述其它主機(jī)接收預(yù)定數(shù)量的文件請(qǐng)求；或時(shí)間限制結(jié)束。
6.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其中時(shí)間限制動(dòng)態(tài)改變。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一個(gè)所述的網(wǎng)絡(luò)單元，進(jìn)一步被構(gòu)造成用于通過第一通信路徑從其它主機(jī)接收請(qǐng)求，并且通過與第一通信路徑分離的第二通信路徑向該其它主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其中第一通信路徑和第二通信路徑包括分立的網(wǎng)絡(luò)。
9.一種通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行文件傳送的方法，包括步驟在網(wǎng)絡(luò)單元處從第一主機(jī)接收文件請(qǐng)求；從第二主機(jī)得到文件；在與網(wǎng)絡(luò)單元相關(guān)的高速緩存中存儲(chǔ)文件；定義包含第一主機(jī)的組；等待一個(gè)時(shí)間段，直到滿足預(yù)定條件，其中如果在該時(shí)間段結(jié)束之前網(wǎng)絡(luò)單元從一或多個(gè)其它主機(jī)接收針對(duì)所述文件的其它請(qǐng)求，則將所述一或多個(gè)其它主機(jī)加到該組中；以及向第一主機(jī)和所述組中的任何其他主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)文件，其中該組限于第一主機(jī)，以及與第一主機(jī)位于相同位置的其它主機(jī)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中通過蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)單元和第一主機(jī)之間發(fā)送請(qǐng)求和文件之一或二者，并且如果其它主機(jī)位于相同小區(qū)覆蓋的區(qū)域中，則該其它主機(jī)被認(rèn)為與第一主機(jī)處于相同位置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其中通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)文件，所述網(wǎng)絡(luò)單元是位于第二主機(jī)和第一主機(jī)之間的文件傳送路徑中的空中接口之前的最后網(wǎng)絡(luò)單元。
12.如權(quán)利要求9到11中的任何一個(gè)所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)單元是路由器。
13.如權(quán)利要求9到12中的任何一個(gè)所述的方法，其中預(yù)定條件是以下之一接收預(yù)定數(shù)量的其它請(qǐng)求；或時(shí)間限制結(jié)束。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中時(shí)間限制動(dòng)態(tài)改變。
15.如權(quán)利要求9到14中任何一個(gè)所述的方法，其中通過第一通信網(wǎng)絡(luò)接收請(qǐng)求，并且通過第二通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)文件。
16.一種包括程序指令的計(jì)算機(jī)程序，所述程序指令用于使網(wǎng)絡(luò)單元執(zhí)行如權(quán)利要求9到15中任何一個(gè)所述的方法。
17.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序，其中該計(jì)算機(jī)程序體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。
18.一種支持組播的網(wǎng)絡(luò)單元，包括高速緩存，所述網(wǎng)絡(luò)單元被構(gòu)造成用于響應(yīng)來(lái)自第一主機(jī)的文件傳送請(qǐng)求而執(zhí)行以下步驟從第二主機(jī)得到請(qǐng)求的文件；在所述高速緩存中存儲(chǔ)所述文件；定義包含第一主機(jī)的組；將文件到第一主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)延遲一個(gè)時(shí)間段，直到滿足預(yù)定條件，并且如果在該時(shí)間段結(jié)束之前網(wǎng)絡(luò)單元從一或多個(gè)其它主機(jī)接收針對(duì)所述文件的其它請(qǐng)求，則向該組加入所述一或多個(gè)其它主機(jī)；和向第一主機(jī)和所述組中的任何其他主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)文件，其中所述網(wǎng)絡(luò)單元還被構(gòu)造成用于將該組限于第一主機(jī)，以及與第一主機(jī)位于相同位置的其它主機(jī)。
19.如權(quán)利要求18所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其被構(gòu)造成使得通過蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)單元和第一主機(jī)之間發(fā)送請(qǐng)求和文件之一或二者，并且如果其它主機(jī)位于相同小區(qū)覆蓋的區(qū)域中，則該其它主機(jī)被認(rèn)為與第一主機(jī)處于相同位置。
20.如權(quán)利要求18或19所述的網(wǎng)絡(luò)單元，該網(wǎng)絡(luò)單元還被構(gòu)造成用于通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)文件，所述網(wǎng)絡(luò)單元是位于第二主機(jī)和第一主機(jī)之間的文件傳送路徑中的空中接口之前的最后網(wǎng)絡(luò)單元。
21.如權(quán)利要求18到20中的任何一個(gè)所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其中所述網(wǎng)絡(luò)單元是路由器。
22.如權(quán)利要求18到21中任何一個(gè)所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其中預(yù)定條件是以下之一接收預(yù)定數(shù)量的其它請(qǐng)求；或預(yù)定時(shí)間限制結(jié)束。
23.如權(quán)利要求18到22中任何一個(gè)所述的網(wǎng)絡(luò)單元，其中通過第一通信網(wǎng)絡(luò)接收請(qǐng)求，并且通過第二通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)文件。
24.一種網(wǎng)絡(luò)單元，包括用于從第一主機(jī)接收數(shù)據(jù)的第一接收裝置；用于從一或多個(gè)其它主機(jī)接收請(qǐng)求的第二接收裝置；用于定義包括其它主機(jī)的組的裝置，其中響應(yīng)請(qǐng)求的接收而將其它主機(jī)加到該組中；用于向其它主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)裝置；和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；其中所述網(wǎng)絡(luò)單元被構(gòu)造成用于在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)，直到滿足預(yù)定條件，以及響應(yīng)這種條件的滿足而得到所述數(shù)據(jù)并且向所述組中的所述其它主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
全文摘要
用于組播數(shù)據(jù)傳送的邊緣路由器(6)包括高速緩存(10)。響應(yīng)來(lái)自主機(jī)(3a)的文件請(qǐng)求，路由器(6)從內(nèi)容提供商(2)處得到文件。包括數(shù)據(jù)分組A－G的文件在傳輸?shù)街鳈C(jī)(3a)之前被存儲(chǔ)在高速緩存(10)中，以允許從其它主機(jī)(3b，3c)接收針對(duì)相同文件的請(qǐng)求。啟動(dòng)定時(shí)器以計(jì)數(shù)經(jīng)過預(yù)定等待周期T。定義包括主機(jī)(3a)的文件傳送組。與主機(jī)(3a)位于相同小區(qū)、在周期T期間請(qǐng)求相同文件的任何其他主機(jī)(3b，3c)被加到該組中。當(dāng)已經(jīng)接收預(yù)定數(shù)量的請(qǐng)求時(shí)，或可選地，當(dāng)經(jīng)過等待周期T時(shí)，從高速緩存(10)取出文件并且轉(zhuǎn)發(fā)到組中的主機(jī)(3a，3b，3c)。
文檔編號(hào)H04L12/18GK1669354SQ02829674
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者詹尼·阿爾托寧 申請(qǐng)人:諾基亞公司