СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ УСКОРЕНИЯ КОНТЕНТА И ПРИЛОЖЕНИЙ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2016 года по МПК H04W28/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системе и способу цифровой связи и, более конкретно, к системе и способу для ускорения контента и приложений в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Поскольку мобильные устройства связи, также обычно называемые как пользовательское оборудование (UE), мобильные станции, терминалы и так далее, становятся все более технологичными, то данное оборудование способно обеспечить больше функций, чем просто голосовую связь. В дополнение к предоставлению голосовых соединений технологически продвинутые мобильные устройства связи могут обеспечить пользователям предоставление веб-серфинга, передачу мультимедийного потока, обмена изображениями, функционирования в качестве точек доступа для компьютеров и так далее, на постоянно возрастающих скоростях передачи данных.

Исследования показали, что проникновение на рынок современных устройств мобильной связи в мире удвоится в течение следующих нескольких лет, где доля рынка устройств мобильной связи увеличится с примерно на 16% до приблизительно 37%. Более того, объем данных (например, веб-данные, мультимедийные, изображения, компьютерные данные и так далее) может увеличиваться вдвое каждый год в ближайшем будущем.

В качестве примера мобильный Интернет стал общей платформой для обеспечения пользователей услугой обмена информацией и контентом, используя передовые устройства мобильной связи. При воспроизведении потокового видео, основанного на протоколе передачи гипертекста (НТТР)/протоколе управления передачей (TCP), шаблон трафика становится доминирующим в мобильном Интернете. Тем не менее, эти приложения могут потреблять значительную часть полосы пропускания.

Таким образом, развертывание такого большого числа усовершенствованных устройств мобильной связи может существенно увеличить объем обработки данных, что окажет влияние на возможности пропускной способности систем беспроводной связи, которые должны увеличивать возможности полосы пропускания для обеспечения достаточной производительности с тем, чтобы удовлетворить потребности пользователей.

Сущность изобретения

Технические преимущества, как правило, достигаются посредством реализации вариантов осуществления настоящего изобретения, которые обеспечивают систему и способ ускорения контента и приложений в системе беспроводной связи.

В одном варианте осуществления обеспечивается способ передачи данных для значительного уменьшения объема трафика данных по транзитному соединению. В способе блок данных, принятый от провайдера контента, и ссылочный ключ генерируются на основании этого блока данных. После этого осуществляется определение относительно того, существует ли ссылочный ключ в кэше, хранящий ранее сохраненные ссылочные ключи. Если ссылочный ключ существует в кэше, то ссылочный ключ передается по транзитному соединению. Если ссылочный ключ не существует в кэше, то новый ссылочный ключ, соответствующий блоку данных, генерируется и сохраняется в кэше. После этого новый ссылочный ключ и блок данных передаются по транзитному соединению.

В одном варианте осуществления обеспечивается способ обработки данных. Осуществляется определение того, принят ли только ссылочный ключ. Если принят только ссылочный ключ, осуществляется поиск в кэше для получения ранее сохраненного блока данных, соответствующего ссылочному ключу. После этого ранее сохраненный блок данных передается в пользовательское оборудование. Если приняты ссылочный ключ и новый блок данных, то ссылочный ключ и новый блок данных оба сохраняются в кэше. После этого новый блок данных передается в пользовательское оборудование.

С точки зрения стороны отправителя в одном варианте осуществления обеспечивается устройство связи. Устройство связи обычно включает в себя приемник, выполненный с возможностью принимать контент от провайдера контента, передатчик, выполненный с возможностью передавать блоки данных в другое устройство связи, и контроллер, функционально соединенный с передатчиком и приемником, контроллер выполнен с возможностью управлять передачами в другие устройства связи и из других устройств связи. Устройство связи также включает в себя блок ускорения контента, оперативно подключенный к контроллеру, передатчику и приемнику. Устройство ускорения контента выполнено с возможностью разбивать контент на блоки данных для генерирования ссылочного ключа, соответствующего каждому из блоков данных, и сохранять только ссылочные ключи в кэше блока ускорения контента на передающей стороне, чтобы сократить объем использования полосы пропускания канала транзитного соединения в системе беспроводной связи.

С точки зрения принимающей стороны в одном варианте осуществления обеспечивается устройство связи. Устройство связи включает в себя приемник, выполненный с возможностью принимать контент с другого устройства связи, передатчик, выполненный с возможностью передавать блоки данных в пользовательское оборудование, и контроллер, функционально соединенный с передатчиком и приемником, контроллер выполнен с возможностью управлять передачами в другие устройства связи и из других устройств связи. Устройство связи также включает в себя блок ускорения контента, оперативно подключенный к контроллеру, передатчику и приемнику. Устройство ускорения контента выполнено с возможностью использовать соответствующие ссылочные ключи для извлечения ранее сохраненных блоков данных из кэша блока ускорения контента, сохранять новые ссылочные ключи, соответствующие новым блокам данных, в кэше, и сохранять новые блоки данных в кэше для уменьшения объема использования полосы пропускания канала транзитного соединения в системе беспроводной связи.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ предлагается следующее описание совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 показывает упрощенную схему системы беспроводной связи;

фиг. 2 показывает упрощенную схему варианта осуществления системы беспроводной связи, использующей модули, реализующие способ интеллектуального сжатия данных (IDCM), с целью уменьшения величины использования полосы пропускания линии транзитного канала связи;

фиг. 3a представляет собой упрощенную схему варианта осуществления устройства обмена контентом (CAD) (например, контроллер радиосети (RNC), обслуживающий шлюз (SGW) и т.д.), работающего совместно с одним из IDCM модулей в системе беспроводной связи, показанной на фиг. 2;

фиг. 3b представляет собой упрощенную схему варианта осуществления базовой станции (например, узел В, усовершенствованный узел В, контроллер, контроллер связи и т.д.), работающей в сочетании с другим из IDCM модулей в системе беспроводной связи, показанной на фиг. 2;

фиг. 4 представляет собой упрощенную схему, иллюстрирующую вариант осуществления способа перехода обслуживания пользовательского оборудования (UE) от одного eNB к другому eNB при использовании системы, показанной на фиг. 2;

фиг. 5 показывает блок-схему алгоритма, иллюстрирующую вариант осуществления способа улучшения использования полосы пропускания канала транзитного канала связи, используя систему, показанную на фиг. 2;

фиг. 6 представляет собой блок-схему алгоритма, иллюстрирующую вариант осуществления другого способа улучшения использования полосы пропускания транзитного канала связи, используя систему, показанную на фиг. 2.

Подробное описание вариантов осуществления

Далее будет приведено подробное описание вариантов реализации и использования настоящих вариантов осуществления. Следует иметь в виду, однако, что настоящее изобретение предоставляет множество применимых изобретательских концепций, которые могут быть воплощены в различных конкретных контекстах. Описанные конкретные варианты осуществления являются только иллюстративными и не ограничивают объем изобретения.

Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на конкретный контекст, а именно на систему беспроводной связи, которая поддерживает устройства связи с возможностью передачи данных, то есть устройства связи третьего поколения (3G) и четвертого поколения (4G). Идеи настоящего изобретения могут также быть применены, однако, к системам беспроводной связи, которые в целом обеспечивают функционирование устройств связи.

На фиг. 1 показан вид системы 100 беспроводной связи высокого уровня. Система 100 беспроводной связи включает в себя UE 105 (т.е. устройство связи, которое может или не может передавать данные). UE 105 может устанавливать связь с усовершенствованным узлом В (eNB) 110 по беспроводной связи (линия связи 107). eNB 110 также может упоминаться как базовая станция, контроллер, контроллер связи и так далее. eNB 110 может управлять коммуникацией с и из UE 105. По существу, eNB 110 управляет сетевым доступом UE 105. eNB 110 может обслуживать множество UEs в зависимости от конфигурации системы 100 беспроводной связи, времени суток и т.д.

eNB 110 может быть соединен (по линии 112 связи) с устройством (CAD) 115 обмена контентом, таким как контроллер радиосети (RNC) для приложений 3G или шлюзом сигнализации (SG или SG-шлюз) для приложений 4G. Дополнительными примерами CAD 115 могут служить сервисный шлюз развитой архитектуры (SAE) стандарта долгосрочного развития (LTE), пакетный шлюз, маршрутизатор доступа контента или IP-маршрутизатор. Линия 112 связи может обычно называться как транзитный канал связи. Как правило, соединение между eNB 110 и CAD 115 может представлять собой проводное соединение, например соединение с узкой шириной полосы пропускания (например, Т1 или Е1) или соединение с широкой полосой пропускания (например, волоконно-оптическую связь «конец в конец» или линия СВЧ-связи). Хотя соединения с широкой полосой пропускания доступны, но по экономическим причинам (например, стоимость развертывания) соединения с узкой полосой пропускания по-прежнему доминируют.

CAD 115 может быть соединено с первым маршрутизатором 120, который в свою очередь может быть подключен к сети 125. Первый маршрутизатор 120 может включать в себя или использовать узел поддержки шлюза GPRS (GGSN). Сеть 125 может представлять собой Интернет, частную сеть или их сочетание. Сеть 125 может быть соединена со вторым маршрутизатором 130, который может быть подключен к провайдеру 135 контента, дата-центру 136 или тому подобное. RNC 115 и первый маршрутизатор 120 могут составить опорную сеть 140. Взаимодействие между компонентами опорой сети 140 и между опорной сетью и провайдером 135 контента/дата-центром 136, как правило, формирует широкую полосу пропускания проводных соединений и, как правило, не ограничивает функционирование системы 100 беспроводной связи.

Соединение между UE 105 и с провайдером 135 контента, либо дата-центром 136 может быть единственным сеансовым TCP-соединением 145, в котором TCP-пакет может передаваться провайдером 135 контента или дата-центром 136 в UE 105 или наоборот. Хотя TCP-пакет может передаваться между провайдером 135 контента или дата-центром 136 в UE 105 через несколько сетевых сегментов, TCP-пакет передается посредством единственного сеансового TCP-соединения 145.

Поскольку беспроводное соединение (например, линия 107 связи), как правило, не способно поддерживать ширину полосы пропускания проводной связи, это является одним из основных недостатком в системе 100 беспроводной связи. Однако настоящее изобретение не фокусируется на решении данной технической задачи. Скорее данное изобретение фокусируется на соединении между устройством ПО и провайдером 135 контента или дата-центром 136.

Хотя транзитное соединение (например, линия 112 связи) может представлять собой проводное соединение, которое имеет значительно более широкую полосу пропускания, чем линия беспроводной связи (например, линия 107 связи), eNB 110 может обслуживать большое количество UEs, где каждое UE имеет одно или более активных соединений с опорной сетью 140. В качестве примера, если линия 112 связи является 1 Мбит линией связи и eNB 110 обслуживает 20 различных UEs, где каждое запрашивает максимальную ширину полосы пропускания, каждому UE может быть выделено только максимально 50 кбит величины пропускной способности. Такое распределение может или не может быть достаточным для выполнения приложений на UEs. Таким образом, суммарная ширина полосы пропускания от каждого UE, которое обслуживается eNB 110, может превышать пропускную способность транзитного канала связи, в результате чего транзитный канал связи становится узким местом системы 100 беспроводной связи.

В то время как провайдеры планируют заменить транзитные каналы связи с низкой пропускной способностью на транспортные каналы связи с высокой пропускной способностью, зона покрытия eNB становится меньше. Тем не менее предполагается, что микро или пико eNBs будут играть значительную роль в системах беспроводной связи следующего поколения. Меньшие зоны покрытия подразумевают увеличение количества eNBs, чтобы обеспечить такую же степень покрытия, и увеличение количества eNBs также увеличивает количество транспортных каналов связи. Поэтому, для уменьшения затрат на развертывание, провайдеры могут продолжить использовать транзитные каналы связи с низкой пропускной способностью.

Фиг. 2 иллюстрирует систему 200 беспроводной связи. Система 200 беспроводной связи включает в себя усовершенствования, которые уменьшают величину использования ширины полосы пропускания транзитного канала связи. Как показано на фиг. 2, соединение между UE 205 и либо с провайдером 235 контента, либо с дата-центром 236 может быть установлено посредством соединений между eNB 210, CAD 215, первым маршрутизатором 220, сетью 225 и вторым маршрутизатором 230. Как показано, соединения обычно содержат три сеансовых TCP-соединения (TCP-сеанс 1 240, TCP-сеанс 2241 и TCP-сеанс 3242, вместо одного сеансового TCCP-соединения (например, сеансовое TCP-соединение 145, как показано на фиг. 1)). Соединение TCP-сеанс 1240 может быть установлено между UE 205 и eNB 210, TCP-сеансовое 2241 может быть установлено между eNB 210 и CAD 215 и TCP-сеансовое 3242 может быть установлено между CAD 215 и вторым маршрутизатором 230.

В соответствии с вариантом осуществления модули, реализующие способ интеллектуального сжатия данных (IDCM) 245 и 250, которые также могут упоминаться как блоки IDCM, могут быть добавлены на обоих концах линии 212 (то есть транзитный канал связи), чтобы уменьшить величину использования полосы пропускания. Как показано на фиг. 2, eNB 210 находится на первом конце транзитного канала связи и CAD 215 находится на втором конце транзитного канала связи. Хотя, как показано на фиг. 2, подключение осуществляется к eNB 210 и CAD 215, IDCM модули 245 и 250 могут быть реализованы в виде составной части eNB 210 и CAD 215. Например, IDCM модули 245 и 250 могут быть реализованы как программное обеспечение, аппаратные средства, программно-аппаратные средства или их комбинации в eNB 210 и CAD 215.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления IDCM модули 245 и 250 могут быть отдельными устройствами, расположенными на транзитном канале связи между eNB 210 и CAD 215. Согласно еще одному альтернативному варианту осуществления IDCM модули 245 и 250 могут быть реализованы по-разному. В качестве примера IDCM модуль 245 может быть реализован в виде программного обеспечения, аппаратных средств или микропрограммного обеспечения в eNB 210, в то время как IDCM модуль 250 может быть реализован в качестве отдельного устройства, расположенного на транзитном канале связи между eNB 210 и CAD 215.

Согласно еще одному альтернативному варианту осуществления IDCM модули 245 и 250 могут быть частично реализованы в виде программного обеспечения, аппаратных средств, микропрограммного обеспечения или в eNB 210 и CAD 215 и частично в автономном оборудовании, расположенном на транзитном канале связи между eNB 210 и CAD 215. IDCM модули 245 и 250 могут быть реализованы только в форме программного обеспечения, на карте дополнительной услуги, как автономное устройство или их комбинации.

Как будет более подробно описано ниже, использование IDCM модулей 245 и 250 может значительно увеличить пропускную способность транспортных каналов связи. Поэтому IDCM модули 245 и 250 могут помочь решить техническую задачу по устранению недостатка, связанного с недостаточной пропускной способностью транзитного канала связи. Далее приводится подробное описание функционирования IDCM модулей 245 и 250.

Со ссылкой на фигуры 3a и 3b будут подробно проиллюстрированы CAD 215, который работает в сочетании с IDCM модулем 250, и eNB 210, который работает в сочетании с IDCM модулем 245. Как показано, CAD 215 и eNB 210 каждый включает в себя приемный блок 305, который может использоваться для приема поступающей информации, которая, как правило, представлена в виде TCP-пакетов. CAD 215 и eNB 210 могут также включать в себя передающий блок 307, который может быть использован для передачи исходящей информации. Приемный блок 305 и передающий блок 307 могут представлять собой блок проводной и/или беспроводной связи. В общем, TCP-пакеты могут быть переданы в CAD 215 и eNB 210 через приемный блок 305 и могут быть переданы CAD 215 и eNB 210 через передающий блок 307.

CAD 215 и eNB 210 также включают в себя блок 309 управления. Блок 309 управления может быть реализован с использованием контроллера общего назначения или специализированного процессора или контроллера, комбинаторного логического устройства, машиной состояний или их комбинаций. Блок 309 управления может быть использован для управления работой CAD 215 и eNB 210. Например, блок 309 управления в CAD 215 на фиг. 3a может быть использован для вычисления маршрутов на основе функции маршрутизации, обнаружения неисправности, для обеспечения привязки UEs и так далее. Блок 309 управления в eNB 210, как показано на фиг. 3a, может быть использован для предоставления и передачи информации планирования для UEs, обслуживаемых блоком 309 управления, для обработки запросов на присоединение, обеспечения процедуры хэндовера и так далее.

Со ссылкой на фигуры 3a-3b показано, что CAD 215 и eNB 210 также включают в себя память 311, которая может использоваться для хранения информации о конфигурации, информации о маршрутизации, UE конкретной информации, такую как сверхоперативная память, буферное пространство для передач и так далее. Память 311 может представлять собой сочетание постоянной памяти, оперативного запоминающего устройства, программируемой постоянной памяти и так далее.

Как показано на фиг. 3a, CAD 215 включает в себя IDCM модуль 250 доступа и, как показано на фиг. 3b, eNB 210 включает в себя IDCM модуль 245 доступа для ускорения контента. Как показано на фигурах 3a-3b, IDCM модули 250 и 245 могут быть реализованы в виде множества дискретных элементов, где каждый дискретный элемент используется для конкретных IDCM операций. IDCM модули 250 и 245 также могут быть реализованы в виде единого блока, который может использоваться для выполнения комбинации конкретных IDCM операций. Поэтому в то время, когда речь пойдет о ряде дискретных элементов, IDCM модули 250 и 245 могут быть реализованы в виде единого блока или множеством нескольких блоков, где некоторые блоки используются для выполнения нескольких конкретных IDCM операций.

В соответствии с вариантом осуществления IDCM модуль 250 CAD 215 включает в себя блок 315 переадресации трафика, блок 317 генерирования ключа/распределения полезной нагрузки, блок 319 обработки кэшированных данных и блок 321 сжатия полезной нагрузки, как показано на фиг. 3a.

Блок 315 переадресации трафика может быть использован для перенаправления всего или выбранного TCP-трафика на другие блоки в IDCM модуле 250. Блок 315 переадресации трафика может находиться в IDCM модуле 250 или подключаться к CAD 215 в качестве отдельного автономного устройства. Примеры протоколов, используемых для переадресации TCP-трафика, могут включать в себя коммуникационный протокол вэб-кэширования (например, WCCP 2,0), собственный прокси протокол переадресации, внутренний прикладной программный интерфейс (API) и так далее.

В одном варианте осуществления блок 315 переадресации трафика принимает TCP-трафик, что может привести к нарушению TCP-сеанса в трех TCP-сеансах. Нарушение TCP-сеанса в трех TCP-сеансах может вызвать блок 315 переадресации трафика сформировать первый TCP-сеанс. Блок 315 переадресации трафика может затем создать второй TCP-сеанс между собой и его удаленным узлом одного уровня (например, альтернативный блок 315 переадресации трафика, установленный на CAD, если блок 315 переадресации установлен в eNB, или альтернативный блок 315 переадресации трафика, установленный на eNB, если блок 315 переадресации трафика расположен в CAD). Удаленный узел одного уровня блока 315 переадресации трафика может затем создать третий TCP-сеанс, который подключает себя к исходному TCP-адресу назначения.

В общем, TCP сеанс между UE и сервером, который переадресуется IDCM модулем 250, может быть разбит на три TCP-сеанса, с одним TCP-сеансом между UE и IDCM модулем, расположенным на eNB, обслуживающий UE, другой TCP-сеанс между IDCM модулем, расположенным в eNB, и IDCM модулем, расположенным в CAD, и другой TCP-сеанс между IDCM модулем, расположенным в CAD, и сервером.

После того как блок 315 переадресации трафика IDCM модуля 250 разделяет TCP-сеанс на три отдельных TCP-сеанса, блок 317 генерирования ключа/распределения полезной нагрузки может проанализировать информацию о полезной нагрузке в TCP-сеансе 242 и разделить (разбить) информацию о полезной нагрузке на блоки меньшего размера. Алгоритм, используемый для разделения информации о полезной нагрузке, может разделить информацию о полезной нагрузке на блоки фиксированного размера. Альтернативно, алгоритм может разделить информацию о полезной нагрузке на блоки переменных размеров на основании указанных двоичных шаблонов. Максимальный размер может быть определен для блоков.

Блок 317 генерирования ключа/распределения полезной нагрузки выполняет, по меньшей мере, две функции. Во-первых, блок 317 генерирования ключа/распределения полезной нагрузки делит принятые данные от провайдера 235 контента и/или дата-центра 236 на блоки. В одном варианте осуществления разделение на блоки данных основывается на специальном шаблоне данных, таком как, например, шаблон, полученный индивидуальным алгоритмом.

После того как данные были разделены на блоки, блок 317 генерирования ключа/распределения полезной нагрузки генерирует уникальный ссылочный ключ для каждого блока. Ссылочные ключи, представляющие блоки данных, но не сами блоки данных, сохраняются в кэше IDCM модуля 250. Как будет более подробно объяснено ниже, ссылочные ключи могут использоваться для кэширования системы поиска, снижения величины использования ширины полосы пропускания транзитного канала связи и так далее.

Блок 319 обработки оптированных данных IDCM модуля 250 может быть использован для поддержания кэша. Кэш может находиться в локальном запоминающем устройстве IDCM модуля 250 или может быть сформирован из памяти 311. Кэш может иметь относительно большой размер. Поскольку может потребоваться быстродействующая память, кэш может быть сформирован из вторичной памяти, такой как память на магнитных дисках. Поэтому быстродействующая память, используемая в обычном кэше, может быть не нужна.

Блок 319 обработки кэшированных данных IDCM модуля 250 может быть использован для выполнения запросов ссылочных ключей в кэше. Таблица ссылочных ключей может быть сохранена в памяти (также локально по отношению к IDCM модулю 250 или части памяти 311), которая содержит только ссылочные ключи. Когда генерируется новый ссылочный ключ, блок 319 обработки кэшированных данных осуществляет поиск в кэше для определения соответствия со ссылочным ключом. Если соответствующий ссылочный ключ найден, то ссылочный ключ направляется в eNB 210. В отличие от этого, если соответствующий ссылочный ключ не находится в кэше, то вновь созданный ссылочный ключ вставляется в таблицу ссылочного ключа. После этого вновь созданный ссылочный ключ и блок данных, ассоциированный с ним, оба посылаются в eNB 210. Блок 319 обработки кэшированных данных не запрашивает информацию о нахождении в кэше IDCM модуля 250 блоков данных, ассоциированных со ссылочным ключом.

Если таблица ссылочного ключа заполнена и ссылочный ключ отсутствует в таблице ссылочного ключа, то блок 319 обработки кэшированных данных может заменить существующий ссылочный ключ в таблице ссылочного ключа, чтобы освободить место для хранения ссылочного ключа. В соответствии с вариантом осуществления может быть использован любой из широко распространенных алгоритмов замены, такой как «первый вошел - первый вышел», устаревание ссылочного ключа, использованный ссылочный ключ (последнее использование) или так далее, для выбора ссылочного ключа, который должен быть заменен.

Блок 321 сжатия полезной нагрузки IDCM модуля 250 может быть использован для сжатия блоков данных, которые имеют ссылочные ключи, отсутствующие в таблице ссылочных ключей. Как уже говорилось ранее, если блок данных имеет ссылочный ключ, который не входит в таблицу ссылочного ключа, то блок (и его ссылочный ключ) данных будет транспортироваться в IDCM модуль одного уровня (например, IDCM модуль 245 eNB 210). Тем не менее вместо того чтобы транспортировать блок данных в несжатом виде, блок данных может быть сжат до передачи. В зависимости от типа данных в блоке данных и используемого алгоритма сжатия сжатие блока данных до передачи может сократить передаваемый объем данных на значительную величину, на 90% в некоторых случаях.

Сжатые все блоки данных TCP-сеанса IDCM модуль 250 может отправить ссылочный ключ и любые сжатые блоки данных в блок одного уровня, а именно IDCM модуль 245 eNB 210. Как будет более подробно объяснено ниже, IDCM модуль 245 может использовать ссылочные ключи и сжатые блоки данных для восстановления блоков данных TCP-сеанса. IDCM модуль 245 eNB 210 может затем послать блоки данных TCP-сеанса предназначенному адресату TCP-сеанса.

В соответствии с вариантом осуществления IDCM модуль 245 eNB 210 включает в себя блок 315 переадресации, блок 319 обработки кэшированных данных и блок 323 разуплотнения данных рабочей нагрузки и блок 325 восстановления, как показано на фиг. 3b.

В некоторых случаях блок 315 переадресации IDCM модуля 245 работает аналогично IDCM модулю 250. Действительно, блок 315 переадресации IDCM модуля 245 используется для перехвата и переадресации всего или выбранного TCP-трафика на другие блоки в IDCM модуле 245.

Блок 319 обработки кэшированных данных IDCM модуля 245 выполняет различные операции в зависимости от того, какая информация принята из IDCM модуля 250. Если, например, IDCM модуль 250 отправляет только ссылочные ключи, то блок 319 обработки кэшированных данных IDCM модуля 245 осуществляет поиск в собственной кэш-памяти для определения блоков данных, которые соответствуют принятым ссылочным ключам. Как будет более подробно описано ниже, эти блоки данных затем повторно компонуются и направляются, например, в UE 205. В оптимальном состоянии блок 319 обработки кэшированных данных IDCM модуля 250 найдет все ссылочные ключи, ассоциированные с блоками данных для TCP-сеанса, которые уже находятся в таблице ссылочных ключей.

Однако если IDCM модуль 250 передает как ссылочные ключи, так и блоки данных, то IDCM модуль 245 имеет информацию о том, что некоторые из ссылочных ключей, а именно те, которые соответствуют блокам данных, которые были только что приняты, являются новыми и не найдены в его кэше. Поэтому блок 319 обработки кэшированных данных IDCM модуля 245 сохраняет как новые ссылочные ключи, так и соответствующие принятые блоки данных в своем кэше. IDCM модуль 245 также просматривает свой кэш, чтобы найти и извлечь блоки данных, которые соответствуют другим принятым ссылочным ключам (то есть те ссылочные ключи, которые были приняты из IDCM модуля 250 без соответствующих блоков данных). Принятые блоки данных и извлеченные блоки данных затем повторно компонуются и направляются в UE 205.

Поскольку IDCM модуль 250 хранит только ссылочные ключи в кэше и IDCM модуль 245 хранит как ссылочные ключи, так и блоки данных в кэше, кэш IDCM модуля 250 и кэш IDCM модуля 245 асимметричны. Структура этого кэша выполнена для однонаправленного удаления дубликатов, потому что трафик по транзитному каналу связи, как правило, не симметричен. В самом деле, данные, передаваемые по нисходящей линии связи, как правило, не передаются по восходящей линии связи. Тем не менее предполагается, что ссылочные ключи, хранящиеся в кэше IDCM модуля 250, являются комплементарными к ссылочным ключам, хранящимся в кэше IDCM модуля 245.

Как показано на фиг. 3b, IDCM модуль 245 eNB 210 может также включать в себя блок 323 разуплотнения данных рабочей нагрузки. Блок 323 разуплотнения данных рабочей нагрузки может быть использован для распаковки сжатых данных, принятых из IDCM модуля 250 CAD 215, как описано в данном описании. IDCM модуль 245 eNB 210 может также включать в себя блок 325 восстановления. Блок 325 восстановления используется для повторной компоновки блоков данных, как описано выше.

В одном варианте осуществления IDCM 250 может агрегировать группу блоков, формируя гиперблок, который может быть использован для дополнительного улучшения коэффициента сжатия. При использовании гиперблоку присваивается гиперссылочный ключ аналогично способу, которым ссылочный ключ присваивается блоку. Тем не менее гиперблок и его ссылочный ключ рассматриваются отдельно при реализации в системе 200 связи IDCM модулями 250 и 245. Гиперблок использует локализацию блоков. Там, где последовательность блоков, вероятно, будет повторяться в потоке данных, гиперблок может быть образован из последовательности блоков. Когда последовательность блоков повторяется, то последовательность может кодироваться как указатель на ранее появление. Указатель (то есть ссылочный ключ гиперблока) может быть передан вместе с номером блоков в последовательности для согласования.

Обращаясь теперь к фиг. 4, упрощенная схема иллюстрирует, как CAD 215 обрабатывает операции, когда UE 205, как показано на фиг. 2, перемещается от одной eNB 210 к другой равного уровня, обозначенной как eNB 210′. В варианте осуществления, когда UE 205 перемещается от eNB 210 к eNB 210′, IDCM модуль 250 CAD 215 использует дополнительный традиционный беспроводной канал для передачи информации сеанса с оригинальным профилем пользователя. Другими словами, IDCM модуль 250 CAD 215 прекращает извлечение информации из кэша IDCM модуля, ассоциированного с eNB 210, и начинает извлекать информацию из кэша IDCM модуля, ассоциированного с eNB 210′.

На фигурах 5 и 6 изображены блок-схемы алгоритма операций 500, 600 IDCM модуля для улучшения способа использования полосы пропускания транзитного канала связи. Операции 500, 600 IDCM модуля могут указывать на операции, происходящие в IDCM модулях 250 и 245, как эти компоненты выполняют кэширование с использованием ссылочных ключей и/или гиперссылочных ключей для улучшения способа использования полосы пропускания транзитного канала связи на конце контента TCP-сессии.

На фиг 5 на этапе 502 CAD 215 принимает данные (например, видеофайл) от провайдера 235 контента или дата-центра 236. На этапе 504 IDCM модуль 250 CAD 215 делит контент на блоки и генерирует соответствующий ключ для каждого из этих блоков. В одном варианте осуществления IDCM модуль 250 также делит контент на гиперблоки и генерирует гиперключи для каждого из этих блоков. На этапе 506 блок 319 обработки кэшированных данных в IDCM модуле 250 просматривает свой кэш, чтобы определить, находится ли каждый из ссылочных ключей в кэше. Для найденных ссылочных ключей в кэше IDCM модуль 250 посылает ссылочные ключи в eNB 210 на этапе 508. Для тех не найденных в кэше ссылочных ключей IDCM модуль 250 сохраняет новые ссылочные ключи в кэше на этапе 510. На этапе 512 IDCM модуль 250 CAD 215 посылает новые ссылочные ключи и соответствующие им блоки в eNB 210. В одном варианте осуществления IDCM модуль 250 CAD 215 передает все ссылочные ключи, в том числе те, которые найдены в кэше, и те, которые были недавно созданы, одновременно.

На фиг. 6 на этапе 602 IDCM модуль 245 eNB 210 определяет, если только были приняты ссылочные ключи. Если это так, то на этапе 604 блок 319 обработки кэшированных данных в IDCM модуле 245 использует ссылочные ключи для поиска в кэше для нахождения и извлечения соответствующих блоков данных. Затем на этапе 606 IDCM модуль 245 eNB 210 передает извлеченные блоки данных в UE 205.

Если ссылочные ключи и блоки данных были приняты IDCM модулем 245, то блок 319 обработки кэшированных данных в IDCM модуле 245 сохраняет ссылочные ключи и соответствующие блоки данных в кэше на этапе 608. Затем на этапе 606 IDCM модуль 245 eNB 210 передает полученные блоки данных в UE 205. В одном варианте осуществления принятые блоки данных, извлеченные блоки данных одновременно посылаются в UE 205 IDCM модулем 245.

Из вышеизложенного специалистам в данной области техники будут понятны преимущества, предоставляемые использованием IDCM модулей 250 и 245 в системе 200 связи. Например, IDCM модули 250 и 245 исключают или уменьшают негативное влияние некоторых из недостатков в работе обычного кэша, а именно факт того, что традиционный кэш развернут только на одном конце транзитного канала связи и не может обработать динамический (активный) веб-контент. Кроме того, использование IDCM 250 и 245 предлагает асимметричный кэш, что позволяет пользователю легко перемещаться между eNBs, где обычный WOC (контроллер оптимизации глобальной сети (WAN)) не применяется, так как транзитные соединения установлены с фиксированными устройствами одного уровня. Кроме того, использование IDCM 250 и 245 и асимметричной структуры кэш-данных позволяет сжать данные с одной стороны (например, в IDCM модуле 250), это гарантирует, что ресурсы базовой станции (например, eNB 210) не должны принимать дорогостоящее обновление.

В дополнение к вышесказанному, использование IDCM 250 и 245 может быть, в варианте осуществления, реализовано способом добавления применения карточки сервисного обслуживания CAD 215 и предоставлением обновления программного обеспечения для eNB 210. Использование IDCM 250 и 245 также, в одном варианте осуществления, позволяет выгодно использовать значительный ресурс CAD 215, процесс сжатия данных, что соответственно снимает ограничения использования ресурса на eNB 210, так как декомпрессия данных, как правило, не нагружает, например, центральный процессор (CPU) или память, процесс сжатия. Дополнительно, использование IDCM 250 и 245 и асимметричного кэша обеспечивает эффективное использование кэша, что улучшает масштабируемость и производительность.

Хотя варианты осуществления, описанные выше, применяют в пределах спецификаций сети сотовой связи, такой как сеть сотовой связи 3GPP LTE, другие архитектуры беспроводной связи рассматриваются в рамках широкого объема варианта осуществления, в том числе WiMAX, GSM, Wi-Fi и другие системы беспроводной связи.

Следует отметить, что, если не указано иное, описанные здесь функции могут быть выполнены в любом аппаратном или программном обеспечении или в некоторой их комбинации с вмешательством человека или без вмешательства человека. В одном варианте осуществления функции выполняются посредством процессора, такого как компьютер или электронный процессор данных в соответствии с кодом, таким как код компьютерной программы, программного обеспечения и/или интегральных схем, которые закодированы для выполнения таких функций, если не указано иное.

В то время как изобретение было сделано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, данное описание не предназначено быть истолковано в ограничивающем смысле. Различные модификации и комбинации иллюстративных вариантов осуществления, так же как и другие варианты осуществления, будут очевидны специалистам в данной области техники при обращении к описанию. Поэтому предполагается, что прилагаемая формула изобретения охватывает любые такие модификации или варианты осуществления.

Изобретение относится к системам и способам цифровой связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных в сети. Способ содержит: прием блока данных от провайдера контента; генерирование ссылочного ключа из блока данных; определение, если ссылочный ключ существует в кэше, где хранятся ранее сохраненные ссылочные ключи; если ссылочный ключ существует в кэше, передачу ссылочного ключа по транзитному каналу связи в устройство связи, имеющее асимметричный кэш по отношению к кэшу; и если ссылочный ключ не существует в кэше, генерирование нового ссылочного ключа, соответствующего блоку данных, сохранение нового ссылочного ключа в кэше и передачу нового ссылочного ключа и блока данных по транзитному каналу связи в устройство связи, имеющее асимметричный кэш по отношению к кэшу. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ передачи данных, содержащий:
прием блока данных от провайдера контента;
генерирование ссылочного ключа из блока данных;
определение, если ссылочный ключ существует в кэше, где хранятся ранее сохраненные ссылочные ключи;
если ссылочный ключ существует в кэше, передачу ссылочного ключа по транзитному каналу связи в устройство связи, имеющее асимметричный кэш по отношению к кэшу;
и если ссылочный ключ не существует в кэше, генерирование нового ссылочного ключа, соответствующего блоку данных, сохранение нового ссылочного ключа в кэше и передачу нового ссылочного ключа и блока данных по транзитному каналу связи в устройство связи, имеющее асимметричный кэш по отношению к кэшу.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий агрегирование блоков в гиперблоки.

3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий присвоение гиперссылочного ключа каждому из гиперблоков.

4. Способ по п. 3, дополнительно содержащий передачу гиперссылочного ключа вместе с согласованными блоками информации.

5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий сжатие блока данных до передачи блока данных по транзитному каналу связи.

6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий привязку сеанса в кэше первого однорангового устройства ко второму одноранговому устройству, когда пользователь перемещается от первой базовой станции ко второй базовой станции.

7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий передачу нового ссылочного ключа и блока данных по транзитному каналу связи в устройство связи, имеющее асимметричный кэш по отношению к кэшу.

8. Способ по п. 1, дополнительно содержащий хранение только ссылочных ключей и новых ссылочных ключей в кэше.

9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий превентирование блока данных от хранения в кэше.

10. Способ обработки данных, содержащий:
определение, если будет принят только ссылочный ключ из устройства связи с асимметричным кэшем по отношению к кэшу;
если принят только ссылочный ключ, поиск кэша для извлечения ранее
сохраненного блока данных, соответствующего ссылочному ключу, и передачу ранее сохраненного блока данных в пользовательское оборудование; и
если ссылочный ключ и новый блок данных приняты из устройства связи с асимметричным кэшем, сохранение ссылочного ключа и нового блока данных в кэше и передачу нового блока данных в пользовательское оборудование.

11. Способ по п. 10, дополнительно содержащий распаковку принятых сжатых блоков данных.

12. Способ по п. 10, дополнительно содержащий определение, если ссылочный ключ является гиперссылочным ключом, который соответствует агрегированному блоку данных.

13. Способ по п. 12, дополнительно содержащий прием соответствующего информационного блока совместно с гиперссылочным ключом.

14. Устройство связи, выполненное с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1-9.

15. Устройство связи, выполненное с возможностью осуществления способа по любому из пп. 10-13.