在移动通信网络中发送/接收流服务数据的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及用于在移动通信网络中发送/接收服务数据的装置和方法。更加具体 来说，本公开设及用于在移动通信网络中发送/接收流服务数据的装置和方法。
【背景技术】
[0002] 在移动通信网络中，用户设备化E)具有移动性，所W移动通信网络必须总是检测 UE的位置，并且无缝地将从外部网络接收的数据传送到肥。
[0003] 在移动通信网络中，为了提供无缝的服务，UE在从特定节点B移动到其它节点即寸 执行切换，并且在移动到不同服务供应商的其它网络时执行漫游操作。移动通信网络中管 理肥的位置的操作是肥移动性管理操作。
[0004] 将参考图1描述根据现有技术在移动通信网络中的集中式移动管理操作。
[0005] 图1示意性地示出根据现有技术在移动通信网络中的集中式移动管理操作。
[0006] 参照图1，图1中的移动通信网络是使用基于分层网络结构的集中式移动管理方案 的移动通信网络。
[0007] 移动通信网络包括分组数据网络110、通用移动电信系统(UMTS)网络120W及第S 代合作伙伴(3GPP)系统结构演进(SAE)网络130。
[000引 UMTS网络120包括网关通用分组无线服务支持节点(GGSN) 121、服务通用分组无线 服务支持节点（SGSN) 122、UMTS陆地无线接入网络(UTRAN) 123 W及肥128和129eUTRAN 123 包括无线网络控制器(RNC) 124与节点B(Node 6)125、126和127。
[0009] SAE网络130包括分组数据网络-网关(P-GW) 131、服务网关(S-GW) 132、演进UTRAN 化-UTRAN)133W及肥137、138和139。E-UTRAN133包括演进节点B(eNodeB)l：M、135和136。
[0010] 在使用如图1所示的集中方案的移动通信网络中，管理移动性的移动代理位于核 屯、网络中。移动代理管理对于UE的绑定信息，并且处理对于UE的数据通讯（traffic)。在 UMTS网络120中，GGSN 121成为集中式移动代理。在3GPP SAE网络130中，P-QV 131成为集中 式移动代理。
[0011] 在如图1所述的集中式移动管理方案中，发生W下情况。
[0012] 在第一情况下，路由路径的效率低下，并且运将在下面进行描述。
[0013] 在UE中接收的通讯和从UE发送的通讯二者都应当经过集中式移动代理。但是，即 使其它肥物理上在相关肥附近，如果相关肥直接与其它肥直接通信而不经过集中式移动代 理，相关肥可W经历相对较短的通信延迟。
[0014] 在第二情况下，集中式移动代理的错误可能发生，并且将在下面进行描述。
[001引在集中式移动管理方案中，所有通讯都经过集中式移动代理。因而，如果在集中式 移动代理中存在错误，则对于整个移动通信网络的通信可能擁痕。
[0016] 在第=情况下，通讯被集中到核屯、网络，并且运将在下面进行描述。
[0017] 在集中式移动管理方案中，对于全部UE的通讯被集中到核屯、网络，因此由于核屯、 网络中就用于网络和设备的可量测性的通讯开销而发生负担。因此，服务供应商必须扩展 包括在核屯、网络中的网络和设备。更具体来说，因为移动通信网络已经演进到第五代（5G) 移动通信网络，所W核屯、网络的负担将由于无线接入技术的发展而显著地提高。
[0018] 已经提出了分布式移动管理方案W便解决存在于集中式移动管理方案中的情况。 分布式移动管理方案适于移动通信网络结构从分层结构化ierarcMcal structure)演进 为平面结构(flat structure)的趋势。分布式移动管理方案不分配移动代理功能给核屯、网 络，而是分配移动代理功能给无线接入网络。
[0019] 将参考图2描述根据现有技术的在移动通信网络中的分布式移动管理操作。
[0020] 图2示意性地示出根据现有技术在移动通信网络中的分布式移动管理操作。
[0021] 参照图2,图2中的移动通信网络是使用基于互联网工程任务组（internet engineering task force, IETF)中提出的代理移动网际协议（pro巧 mobile internet protocol，PMIP)的分布式移动管理方案的移动通信网络。
[0022] 移动通信网络包括互联网211、相应节点（CN)I 215、接入路由器(AR)I 216、AR2 217、AR3 218、AR4 219、肥 220和CN2 22UAR1 216、AR2 217、AR3 218和AR4 219中的每一 个包括移动接入网关(MAG)/本地移动错(LMA)功能。互联网211包括路由器(例如，路由器 212、路由器213和路由器214)。
[0023] 在图2中，相应于如图1中所示的集中式移动代理的LMA位于多个AR/MAG中。每当改 变联结点(PoA)时，肥220被从LMS分配一新网际协议(IP)地址，并且使用从相关的化A分配 的地址建立新会话。
[0024] 如果肥220接入ARl 216,则肥220使用从相关的LMA分配的地址与CNl 215建立 会话流#1。如果肥220接入AR3 218,则UE 220使用从相关的LMA分配的地址与CN2 221建立 会话流#2。位于各个AR的LMA执行发送在各个会话中接收的分组到肥220的操作。
[00巧]如果肥220改变PoA,则错定各个会话的LMA必须知道用于UE 220的新化AW便保 证IP会话连续性。IP会话连续性指的是即使改变化A，UE也可W无缝地接收从老会话接收的 数据。
[0026] 在图2中，为了发送从会话流#1和会话流#2接收的数据，错定各个会话的LMA建立 具有位于用于肥220的当前化A处的MAG的隧道，并且通过所建立的隧道转送数据。对此，每 个LMA必须知道当前分配给肥220的IP地址。每个LMA可W通过错LMA和新化A之间的绑定更 新操作知道IP地址。例如，如果化A根据肥220移动而变化，则相关的MAG必须发送关于新分 配给错定肥220的会话的LMA的IP地址的信息。
[0027] 因为移动通信网络已经被快速地演进并且智能电话已经进入广泛使用，所W对于 移动数据的使用也得到了快速增加。具体来说，移动通讯当中视频通讯的比例是最高的，并 且根据Cisco视觉网络索引数据，预期在2014年视频通讯占整个移动通讯的66%。
[0028] 在移动通信网络中，最为广泛使用的视频流服务是提供于YouTube(寶网站的服 务和提供于Netflix运}网站的服务。Yo山'ube网站和化tf Iix网站提供基于HTTP的视频流服 务。基于HTTP的视频流服务偏好传统的视频流协议的原因将在下面进行描述。
[0029] 首先，基于HTTP的视频流服务的费用低于传统视频流协议的费用。基于HTTP的视 频流服务使用HTTP协议下载数据。结果，基于HTTP的视频流服务不向UE请求特定协议并且 服务器仅仅提供网络服务。
[0030] 第二，与传统视频流协议相比，基于HTTP的视频流服务可W容易地通过防火墙。当 前，多个网站使用防火墙阻断除了公知的端口之外的端口。传统的流协议使用用户数据报 协议(UDP) W便使用特定端口，所W存在传统的流协议将被防火墙阻断的高概率。相反，基 于HTTP的视频流服务使用公知的端口 80。从而，基于HTTP的视频流服务可W容易地通过防 火墙。
[0031] 第=，为了降低服务器的负荷或者提供快速的数据传输，已经普遍地使用代理服 务器或者高速缓存服务器，并且容易使用代理服务器或者高速缓存服务器，因为简单网络 服务器对于提供基于HTTP的视频流服务是必需的。
[0032] 同时，最广泛使用的基于HTTP的视频流协议包括HTTP渐进式下载(progressive download, PU 协议和 HTTP 自适应流（adaptive streaming ,AS)协议。HTTP 化协议和 HTTP AL协议在肥的通信状态被报告给服务器并且服务器提供服务质量(QoS)的方面不同于一般 HTTP协议，但是其它方面类似于一般HTTP协议。
[0033] 将参考图3描述根据现有技术的、在移动通信网络中使用基于HTTP的视频流协议 发送/接收数据的过程。
[0034] 图3示意地示出根据现有技术、在移动通信网络中使用基于HTTP的视频流协议发 送/接收数据的过程。
[00巧]参照图3,移动通信网络包括UE 311和服务器312。祀311在操作313中与服务器 312建立传输控制协议(TCP)会话。TCP会话包括IP地址、源端口和目的地端口。在TCP会话 中，IP地址被设置为"IP1"，源端口被设置为"4160"，并且目的地端口被设置为巧0"。肥311 在操作314中使用HTTP GET消息基于数据块向服务器312请求特定流文件（Itag = 34)和特 定数据范围（范围= 13-1781759) Jtag和所述范围中的每一个都是请求统一资源标识符 化 RI)。
[0036] 在从肥311接收到HTTP GET消息之后，服务器312在操作315发送HTTP 2000K消息 到肥311，并且在操作316中与HTTP 2000K消息一起发送肥311请求的数据到肥31 IdHTTP 2000K消息包括内容-长度字段和连接字段。包括在HTTP 2000K消息中的连接字段的字段值 被设置为"保持活动状态化e邱-alive)"，所WTCP会话直到相应于一个数据块(chunk)的数 据传输完成才被释放。HTTP 2000K消息和下一数据传输在操作317中变成一个数据块（例 如，数据块#1)。数据传输多次被执行，并且运是为什么图3中的一个数据块的大小大约 1.7MB的原因。
[0037] 肥311在操作318中使用HTTP GET消息基于数据块向服务器312请求特定流文件 (Itag = 34)和特定数据范围（范围= 1781760-3563519)。在从UE 311接收到HTTP GET消息 之后，服务器312在操作319中发送HTTP2000K消息到肥311。包括在HTTP 2000K消息中了连 接字段的字段值被设置为"保持活动状态"，所WTCP会话直到相应于一个数据块的数据传 输完成才被释放。HTTP 2000K消息和下一数据传输在操作321中变成一个数据块(例如，数 据块#2)。数据传输多次被执行，并且运是为什么图3中的一个数据块的大小大约1.7MB的原 因。
[003引用运种方法，执行数据发送/接收，肥311最后在操作322中使用HTTP GET消息基 于数据块向服务器312请求特定流文件（Itag = 34)和特定数据范围（范围=26726400-28508159)。在从肥311接收到HTTP GET消息之后，服务器312在操作323中发送HTTP 2000K 消息到肥311，并且在操作324中与HTTP 2000K消息一起向肥311发送UE 311请求的数据。 包括在HTTP 2000K消息中的连接字段的字段值被设置为"保持活动状态"，所WTCP会话直 到相应于一个数据块的数据传输完成才被释放。HTTP 2000K消息和下一数据传输在操作 325中变成一个数据块(例如，最后一个数据块）。数据传输多次被执行，并且运是为什么图3 中的上次个数据块的大小大约1.7MB的原因。
[0039] 在发送所有数据块之后，如果在预设时间（例如，30秒）期间不存在通过利用UE 311建立的TCP会话的分组发送/接收则服务器312发送FIN消息到肥311，所W在操作326释 放在肥311与服务器312之间建立的TCP会话。
[0040] 如上所述，UE 311基于数据块请求数据传输到服务器312,并且服务器312响应于 到UE 311的数据传输请求发送数据。肌TP 2000K消息可W通过设置连接字段的字段值为 "保持活动状态"来使用TCP会话基于数据块发送所有数据。
[0041] 同时，基于流协议的HTTP是无状态的服务。服务器不知道关于UE的信息和与提供 视频流服务相关的诸如会话信息运样的信息，并且每当UE请求发送数据到服务器时，UE必 须通知服务器UE请求的数据文件名字W及关于UE想要接收的数据部分的信息。因为基于流 协议的HTTP在高层中保证肥的移动性，所W基于流协议的HTTP不请求IP会话连续性。
[0042] 而且，在分布式移动管理方案中，为了保证IP会话连续性，每当肥改变PoA时UE通 过绑定更新操作将肥的新化A注册到错AR。然后，目标是肥的通讯基于隧道通过旧的错AR被 传递到当前错AR。
[0043] 但是，该数据通讯转移方案可能没有为UE提供路径优化的优点。运是为什么在相 对长的时间期间提供视频流服务的原因。具体来说，如果用户随着在诸如公交车或者车辆 之类的移动工具上乘坐而移动，则从旧的错AR到当前化A的距离将变得很长，所W将在相对 较长的时间期间提供视频流服务。
[0044] 将参考图4描述在根据相关技术的移动通信网络使用分布式移动管理方案管理UE 的移动性的情况下可能发生的状况。
[0045] 图4示意性地示出在移动通信网络根据现有技术使用分布式移动管理方案管理肥 的移动性的情况中可能发生的状况。
[0046] 参照图4,移动通信网络包括CNl 411、互联网412、AR1 413、AR2 414、AR3 415、AR4 416 和肥 417。
[0047] 在图4中，假定通过ARl 413建立与CNl 411的视频通讯的TCP会话的肥417连续地 移动，并且当前通过设置AR4 416为化A接收到视频通讯。
[004引在图4