一种基于策略的多终端协同系统和方法
【专利摘要】本发明提供一种基于策略的多终端协同数据传输系统及方法，该系统采用协同终端对目标终端所需的数据进行协同传输，其特征在于，所述系统包含：协同终端，用于与目标终端和协同网关交互，确定是否参与目标终端的数据传输服务；协同网关，用于对目标终端和协同终端进行管理控制，具体为：收集目标终端与可用协同终端的终端信息，采集网络信息及应用业务信息；将采集的终端信息、网络信息及应用业务信息传送给策略决策服务器；接收并执行来自策略决策服务器的协同策略；依据策略进行业务分流或聚合；和策略决策服务器，用于接收来自协同网关采集的信息；根据采集的信息向策略库查询相应的策略；将决策策略发送至协同网关。
【专利说明】一种基于策略的多终端协同系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络通信领域，特别是涉及一种基于策略的多终端协同的系统和方 法。
【背景技术】
[0002] 随着通信技术的飞速发展，多种网络重叠覆盖的现象已越来越普遍，处于多个网 络覆盖下的终端可以潜在地同时访问和使用多个网络。但是由于技术或政策的原因，某一 终端通常是选择性或硬性的使用某一网络，无形中造成网络资源的浪费。与此同时，随着 智能终端的普及，越来越多的智能终端出现在网络边缘或用户周边。据世界无线研究论坛 (WWRF)预测，"到2017年，全球将出现7万亿无线终端服务于70亿人口"。但是智能终端 (特别是便携移动终端）能力受限，通过单一终端很难为用户提供高质量的业务体验，将出 现由多终端协同为用户提供信息服务的场景。因此，未来的网络将会是一个融合协同的网 络，终端可能跨异构的通信业务网络为用户提供高质量的服务。而信息服务高带宽化、内容 形式多元化、业务提供智能化的发展，对各种网络的终端以及其网络控制提出更高的要求。 因此，研究多终端协同应用及其相关技术具有重要意义，不仅给业务提供方式带来新的选 择，也为未来移动环境下的协同应用奠定基础。
[0003] 基于策略的管理方法是通过策略来实现对被管理系统的分布式、自动化以及动态 自适应的管理，在涉及到动态调节的学术研究和应用中已越来越受到重视。目前，IETF、电 信管理论坛（TeleManagement Forum、TMF)等标准化组织，英国伦敦皇家学院、欧洲的分布 式管理任务组（Distributed Management Task Force, DMTF)等研究组织及许多大学都积 极开展了基于策略的管理方法的研究，并已经取得了卓有成效的成果。特别是IETF定义 的策略核心信息模型（Policy Core Information Model，PCIM)及其扩展（PCIMe)(参见 IETF RFC3460)、基于策略的网络管理（Policy Based Network Management, PBNM)框架（参 见IETF RFC3318)为策略管理系统提供了标准化基础。但目前还没有将策略管理用于多终 端协同系统的相关研究。所以，有必要研究一种根据终端能力、网络环境及业务需求自适应 调整终端协同策略的方法以及相应的策略信息模型，从而能方便高效地改善用户Q〇E，最终 提高网络资源的利用率。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中单终端无法为用户提供高带宽、高QoS要求的业务的问题， 本发明提供了一种多终端协同系统和方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种基于策略的多终端协同数据传输系统，该系 统采用协同终端对目标终端所需的数据进行协同传输，其特征在于，所述系统包含：
[0006] 协同终端，用于与目标终端和协同网关交互，确定是否参与目标终端的数据传输 服务；
[0007] 协同网关，用于对目标终端和协同终端进行管理控制，具体为：收集目标终端与可 用协同终端的终端信息，采集网络信息及应用业务信息；将采集的终端信息、网络信息及应 用业务信息传送给策略决策服务器；接收并执行来自策略决策服务器的协同策略；依据策 略进行业务分流或聚合；和
[0008] 策略决策服务器，用于接收来自协同网关采集的信息；根据采集的信息向策略库 查询相应的策略；将决策策略发送至协同网关。
[0009] 上述系统还包含：
[0010] 策略管理服务器，用于对协同策略进行管理的服务器，具体功能为：
[0011] 提供对协同管理操作的接口 ：用于系统管理员通过该接口创建和分配策略；监
[0012] 控网络的状态；
[0013] 提供终端用户验证机制；
[0014] 检测潜在的策略冲突。
[0015] 上述终端信息包含：终端类型、可用网络、操作系统或可用电量；
[0016] 所述网络信息包含：网络状态和可用资源；
[0017] 所述业务信息包含：业务类型和所需资源。
[0018] 基于上述系统本发明提供了 一种基于策略的多终端协同数据传输方法，所述方法 包含：
[0019] 步骤101)目标终端需要数据传输时，首先确定可用的协同终端；
[0020] 步骤102 )将传输请求及可用的协同终端信息发送给协同网关，协同网关结合采集 的网络信息通过策略决策服务器从策略库中获取协同策略，并根据该协同策略对数据进行 分流、并行传输和聚合，从而提升传输速率。
[0021] 当目标终端需要下载数据时，所述方法具体包含：
[0022] 步骤201)目标终端搜索可用协同终端；
[0023] 步骤202)目标终端将可用的协同终端信息及应用需求信息上报给协同网关；
[0024] 步骤203)协同网关将终端信息、应用信息及网络信息上报给策略决策服务器；
[0025] 步骤204)策略决策服务器根据上报信息查询策略库中是否含有相应的协同策 略；
[0026] 步骤205)如果策略库中含有相应协同策略，则从策略库中获取相应的协同策略， 并返回至协同网关；否则，将这些信息上报给策略管理服务器，策略管理服务器生成相应的 协同策略后通过策略决策服务器返回至协同网关，并将该策略存储在策略库中；
[0027] 步骤206)协同网关根据协同策略将数据分流至各协同终端及目标终端；
[0028] 步骤207)协同终端将各自下载的数据发送至目标终端，并由目标终端完成汇聚。
[0029] 当目标终端需要上传数据时，所述方法具体包含：
[0030] 步骤301)目标终端搜索可用协同终端；
[0031] 步骤302)目标终端将协同终端信息及应用需求信息上报给协同网关；
[0032] 步骤303)协同网关将终端信息、应用信息及网络信息上报给策略决策服务器；
[0033] 步骤304)策略决策服务器根据上报信息查询策略库中是否含有相应的协同策 略；
[0034] 步骤305)如果策略库中含有相应协同策略，则从策略库中获取相应的协同策略， 并返回至协同网关；否则，将这些信息上报给策略管理服务器，策略管理服务器生成相应的 协同策略后通过策略决策服务器返回至协同网关，并将该策略存储在策略库中。
[0035] 步骤306)协同网关将协同策略发送给目标终端；
[0036] 步骤307)目标终端根据协同策略将数据分流至各协同终端及协同网关；
[0037] 步骤308)协同终端将各自负责的数据上传至协同网关，并由协同网关完成聚合。
[0038] 与现有技术相比，本发明的技术优势在于：
[0039] 本发明应用于多终端网络环境下的数据传输。利用协同终端进行数据传输，不仅 能为用户提供高质量业务体验，还能够根据终端信息、业务需求及网络信息对数据进行动 态分流，充分发挥终端能力及提高网络资源利用率。而采用基于策略的管理方式将控制设 备与执行设备相分离，易于维护管理，能够实现系统的高效、全局管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1为本发明提供的基于策略的多终端协同系统架构图；
[0041] 图2是本发明提供的基于策略的多终端协同下载方法的信令流程图；
[0042] 图3是本发明提供的基于策略的多终端协同上传方法的信令流程图。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合附图对本发明的内容做详细展开描述。
[0044] 本发明的目的是提供一种多终端协同的系统和方法，能够汇聚网络链路状况和资 源使用情况，形成对全网性能状态的感知，并通过综合协同终端信息和应用业务需求进行 分析与决策，生成优化配置策略。优化策略通过策略下发节点下发到协同终端、基站、GGSN、 路由器、网关等网络关键设备，实现基于策略的网络优化管理；同时通过策略执行，实现多 终端协同，最终达到网络资源的优化配置和提高用户体验。
[0045] 为达到上述发明目的，本发明采用如下方案：
[0046] -种基于策略的多终端协同系统，其架构如图1所示。目标终端需要数据传输时， 首先确定可用的协同终端，然后将传输请求及协同终端信息发送给协同网关，协同网关结 合采集的网络信息通过策略决策服务器从策略库中获取协同策略，并根据该策略对数据进 行分流、并行传输、聚合，从而提升传输速率并提高终端与网络的利用率。
[0047] 图1中涉及的各个单元的具体描述如下：
[0048] 目标终端指需要协同终端进行协同传输的终端，其功能有：
[0049] ①搜索其周围终端信号；②与周围终端交互，确定可用协同终端；③与协同网关 交互，确定参与协同传输的协同终端；④参与接收或发送数据；⑤对数据聚合或分流。
[0050] 协同终端指为目标终端提供协同传输服务的终端，其功能有：
[0051] ①与目标终端交互，确定是否可以为目标终端提供协同服务；②与协同网关交互， 确定是否参与协同服务；③参与接收或发送数据。
[0052] 协同网关指对多终端协同进行管理控制的节点，属于策略执行点，其功能有：
[0053] ①收集目标终端与可用协同终端的终端信息(终端类型、可用网络、操作系统、可 用电量等)，采集网络信息（网络状态、可用资源等）及应用业务信息(业务类型、所需资源）； ②将采集的终端信息、网络信息及应用业务信息传送给策略决策服务器；③接收并执行来 自策略决策服务器的协同策略；④依据策略进行业务分流或聚合。
[0054] 策略管理服务器指系统管理员对协同策略进行管理的服务器，为系统管理员提供 了对协同管理操作的接口，其功能有：
[0055] ①系统管理员通过该接口创建和分配策略；②监控网络的状态；③提供终端用户 验证机制；④检测潜在的协同策略冲突。
[0056] 策略库指存放协同管理策略的服务器，其功能有：
[0057] ①存放策略服务器根据网络状态、业务需求及协同终端属性（比如，剩余能量、移 动性、操作系统类型等）等信息在一定的优化目标下（比如，系统能耗最小、系统吞吐量最 大、系统下载时延最小等）生成为不同终端分配不同业务的协同策略。；②提供策略检索。
[0058] 策略决策服务器是根据协同网关采集的信息做出协同决策的服务器，其功能有：
[0059] ①接收来自协同网关采集的信息；②根据这些信息向策略库查询相应的策略；③ 将查询得到的决策策略发送至协同网关；④检测协同策略的变换和冲突，并纠正出现的问 题。
[0060] 基于上述系统本发明提供的一种基于策略的多终端协同的方法，该方法根据数据 传输的类型可分为多终端协同下载和多终端协同上传两种。
[0061] 1) 一种基于策略的多终端协同下载方法，如图2所示，包括以下主要步骤：
[0062] ①目标终端搜索可用协同终端；
[0063] ②目标终端将协同终端信息及应用需求信息上报给协同网关；
[0064] ③协同网关将终端信息、应用信息及网络信息上报给策略决策服务器；
[0065] ④策略决策服务器根据上报信息查询策略库中是否含有相应的协同策略；
[0066] ⑤如果策略库中含有相应协同策略，则从策略库中获取相应的协同策略，并返回 至协同网关；否则，将这些信息上报给策略管理服务器，策略管理服务器生成相应的协同策 略后通过策略决策服务器返回至协同网关，并将该策略存储在策略库中。
[0067] 策略服务器根据网络状态、业务需求及协同终端属性（比如，剩余能量、移动性、操 作系统类型等）等信息在一定的优化目标下（比如，系统能耗最小、系统吞吐量最大、文件下 载时延最小等)生成为不同终端分配不同业务的协同策略。例如，对于基于SVC编码的流媒 体业务，优先选择操作系统与目标终端相同、与目标终端相对移动较小且链路状态稳定的 协同终端来下载基础层，选择操作系统与目标终端不同、与目标终端相对移动较大且链路 状态不稳定的协同终端来下载增强层。而对于文件下载业务，优先选择下载速率较大的协 同终端来下载。
[0068] ⑥协同网关根据协同策略将数据分流至各协同终端及目标终端
[0069] ⑦协同终端将各自下载的数据发送至目标终端，并由目标终端完成汇聚。
[0070] 2) -种基于策略的多终端协同上传方法，如图3所示，包括以下步骤：
[0071] ①目标终端搜索可用协同终端
[0072] ②目标终端将协同终端信息及应用需求信息上报给协同网关
[0073] ③协同网关将终端信息、应用信息及网络信息上报给策略决策服务器
[0074] ④策略决策服务器根据上报信息查询策略库中是否含有相应的协同策略；
[0075] ⑤如果策略库中含有相应协同策略，则从策略库中获取相应的协同策略，并返回 至协同网关；否则，将这些信息上报给策略管理服务器，策略管理服务器生成相应的协同策 略后通过策略决策服务器返回至协同网关，并将该策略存储在策略库中。
[0076] ⑥协同网关将协同策略发送给目标终端；
[0077] ⑦目标终端根据协同策略将数据分流至各协同终端及协同网关；
[0078] ⑧协同终端将各自负责的数据上传至协同网关，并由协同网关完成聚合。
[0079] 总之，本发明提供的一种基于策略的多终端协同系统和方法，属于网络通信领域。 本发明首先通过多个终端间的协同确定可用终端，然后根据可用终端能力、当前网络资源 及应用业务需求等信息选择参与协同的终端并为被选终端分配相应的业务流进行传输，最 后将通过被选终端传输的业务流进行汇聚，实现多终端的协同工作。该方法不仅可以充分 发挥各终端设备的能力，还可以实现网络资源的优化配置，提高网络资源利用率，进而提升 用户业务体验，该发明具有重大的理论价值和应用价值。
[0080] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参 照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方 案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种基于策略的多终端协同数据传输系统，该系统采用协同终端对目标终端所需的 数据进行协同传输，其特征在于，所述系统包含： 协同终端，用于与目标终端和协同网关交互，确定是否参与目标终端的数据传输服 务； 协同网关，用于对目标终端和协同终端进行管理控制，具体为：收集目标终端与可用协 同终端的终端信息，采集网络信息及应用业务信息；将采集的终端信息、网络信息及应用业 务信息传送给策略决策服务器；接收并执行来自策略决策服务器的协同策略；依据策略进 行业务分流或聚合；和 策略决策服务器，用于接收来自协同网关采集的信息；根据采集的信息向策略库查询 相应的策略；将决策策略发送至协同网关。
2. 根据权利要求1所述的基于策略的多终端协同数据传输系统，其特征在于，所述系 统还包含： 策略管理服务器，用于对协同策略进行管理的服务器，具体功能为： 提供对协同管理操作的接口 ：用于系统管理员通过该接口创建和分配策略；监 控网络的状态； 提供终端用户验证机制； 检测潜在的策略冲突。
3. 根据权利要求1所述的基于策略的多终端协同数据传输系统，其特征在于，所述终 端信息包含：终端类型、可用网络、操作系统或可用电量； 所述网络信息包含：网络状态和可用资源； 所述业务信息包含：业务类型和所需资源。
4. 一种基于策略的多终端协同数据传输方法，所述方法包含： 步骤101)目标终端需要数据传输时，首先确定可用的协同终端； 步骤102)将传输请求及可用的协同终端信息发送给协同网关，协同网关结合采集的 网络信息通过策略决策服务器从策略库中获取协同策略，并根据该协同策略对数据进行分 流、并行传输和聚合，从而提升传输速率。
5. 根据权利要求4所述的基于策略的多终端协同数据传输方法，其特征在于，当目标 终端需要下载数据时，所述方法具体包含： 步骤201)目标终端搜索可用协同终端； 步骤202)目标终端将可用的协同终端信息及应用需求信息上报给协同网关； 步骤203)协同网关将终端信息、应用信息及网络信息上报给策略决策服务器； 步骤204)策略决策服务器根据上报信息查询策略库中是否含有相应的协同策略； 步骤205)如果策略库中含有相应协同策略，则从策略库中获取相应的协同策略，并返 回至协同网关；否则，将这些信息上报给策略管理服务器，策略管理服务器生成相应的协同 策略后通过策略决策服务器返回至协同网关，并将该策略存储在策略库中； 步骤206)协同网关根据协同策略将数据分流至各协同终端及目标终端； 步骤207)协同终端将各自下载的数据发送至目标终端，并由目标终端完成汇聚。
6. 根据权利要求4所述的基于策略的多终端协同数据传输方法，其特征在于，当目标 终端需要上传数据时，所述方法具体包含： 步骤301)目标终端搜索可用协同终端； 步骤302)目标终端将协同终端信息及应用需求信息上报给协同网关； 步骤303)协同网关将终端信息、应用信息及网络信息上报给策略决策服务器； 步骤304)策略决策服务器根据上报信息查询策略库中是否含有相应的协同策略； 步骤305)如果策略库中含有相应协同策略，则从策略库中获取相应的协同策略，并返 回至协同网关；否则，将这些信息上报给策略管理服务器，策略管理服务器生成相应的协同 策略后通过策略决策服务器返回至协同网关，并将该策略存储在策略库中。 步骤306)协同网关将协同策略发送给目标终端； 步骤307)目标终端根据协同策略将数据分流至各协同终端及协同网关； 步骤308)协同终端将各自负责的数据上传至协同网关，并由协同网关完成聚合。
【文档编号】H04L12/24GK104125081SQ201310143775
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2013年4月23日
【发明者】刘银龙, 周旭, 任首首, 邓振杰 申请人:中国科学院声学研究所