一种无线网络及其实现方法、终端 |
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| 申请号 | CN201110263978.3 | 申请日 | 2011-09-07 | 公开(公告)号 | CN102984189A | 公开(公告)日 | 2013-03-20 |
| 申请人 | 华为技术有限公司; | 发明人 | 王丙福; 刘晟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种无线网络及其实现方法，以及终端。该无线网络包括：终端，移动通信网和网络 云 ；所述终端通过所述移动通信网连接至所述网络云；所述网络云中设置有与所述终端对应的 虚拟机 ；所述终端上设置有与所述虚拟机对应的云租户端；所述虚拟机用于代理终端运行应用和/或处理文件，在接收到所述云租户端上传的操作命令后，将该操作命令对应的应用和/或文件的显示屏图像数据通过无线空口传输至所述云租户端。实施本发明，终端不需要具有很大的本地存储空间和CPU处理能 力 ，借助网络云中的虚拟机就可以实现 对流 媒体文件的操作，对大型文件的处理和传输等需要较大带宽才能实现的功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种无线网络，其特征在于，包括：终端，移动通信网和网络云；所述终端通过所述移动通信网连接至所述网络云； |
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| 说明书全文 | 一种无线网络及其实现方法、终端技术领域[0001] 本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种无线网络及其实现方法和一种终端。 背景技术[0002] 基于传统移动通信系统的移动互联网如图1所示，移动通信网络由无线接入网(RAN，Radio Access Network)和移动核心网(CN，Core Network)组成，其中RAN负责为移动终端提供无线接入，CN则通过移动性管理为移动终端提供固定的IP(Internet Protocol，因特网协议)接入点，这样，移动终端通过移动通信网络接入到外部IP网络，并通过外部IP网络访问应用服务器(AS，Application Server)，其中，移动终端通常提供客户端(Client)功能，应用服务器的应用则由应用提供商提供。 [0003] 基于传统移动通信系统的移动互联网的一个主要问题在于，移动通信系统被完全管道化，即仅仅提供一个IP接入的通道，而不能直接从应用服务器获取应用相关的信息，如应用的业务属性(业务类型、最大速率、平均速率等服务质量QoS信息)、业务的信源编码信息(如视频流业务等)等。这样，应用与管道分离，使得传输控制协议层(TCP，Transmission Control Protocol)和用户数据报协议层(UDP，User Datagram Protocol)与接入层的跨层优化很难实施，也无法对业务提供有效的QoS保证。 [0004] 从移动终端用户的角度来看，移动互联网应用除了需要管道的接入服务外，还需要大量存储服务和计算服务，其中存储服务是指保存用户的数据，包括图片、视频等非格式化数据和数据文件、电子邮件等格式化数据，计算服务是指提供办公类软件，如微软Office软件、CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)、CAM(computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)、CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)等软件，以及用于科学计算的MATLAB(Matrix Laboratory，矩阵实验室)、网络游戏等。目前，用户特定的存储服务和计算服务主要由移动终端自身提供，但明显受限于手机等移动终端非常有限的计算和存储能力。当数据较大时，如高清视频流媒体、大型数据文件等，尽管用户可能只使用其中很小一部分，但仍需要传输全部或部分数据文件。 [0005] 现有技术中存在的移动终端计算和存储能力有限，存储大型数据文件传输带宽不能有效利用是亟待解决的技术问题。 发明内容[0006] 本发明实施例针对终端的计算和存储能力有限，存储大型数据文件传输带宽不能有效利用的技术问题，提供一种无线网络及其实现方法，以及终端。 [0007] 本发明实施例提供的一种无线网络及其实现方法，该无线网络能够解决终端计算和存储能力有限的问题，并且能够有效的利用传输带宽。 [0008] 本发明实施例还提供了一种终端，该终端不需要很大的本地存储空间和CPU处理能力。 [0009] 根据上述发明目的，本发明实施例的技术方案是这种实现的： [0010] 一种无线网络，包括：终端，移动通信网和网络云；所述终端通过所述移动通信网连接至所述网络云； [0011] 所述网络云中设置有与所述终端对应的虚拟机；所述终端上设置有与所述虚拟机对应的云租户端； [0012] 所述虚拟机用于代理所述终端运行应用和/或处理文件，在接收到所述云租户端上传的操作命令后，将该操作命令对应的应用和/或文件的显示屏图像数据通过无线空口传输至所述云租户端。 [0013] 一种终端，包括：输入设备，云租户端，显示屏； [0014] 所述云租户端与终端通过移动通信网连接的网络云中设置的虚拟机对应； [0015] 所述输入设备，用于接收用户输入的操作命令； [0016] 所述云租户端，用于向所述虚拟机上传操作命令，并接收所述虚拟机通过无线空口传输的根据所述操作命令对其代理所述终端运行的应用和/或处理的文件的显示屏图像数据； [0017] 所述显示屏，用于显示所述云租户端接收到的所述显示屏图像数据。 [0018] 一种无线网络的实现方法，所述无线网络包括：终端，移动通信网和网络云，所述终端通过所述移动通信网连接至所述网络云；所述方法包括： [0019] 在所述网络云中设置与所述终端对应的虚拟机；在所述终端上设置与所述虚拟机对应的云租户端； [0020] 所述虚拟机代理所述终端运行应用和/或处理文件，在接收到所述云租户端上传的操作命令后，将该操作命令对应的应用和/或文件的显示屏图像数据通过无线空口传输至所述云租户端。 [0021] 从上述方案可以看出，本发明实施例提供的方法及装置，通过将网络云中虚拟机代理终端实现计算、存储和处理等功能，终端通过与该虚拟机对应的云租户端接收虚拟机代理终端实现的功能的结果并进行显示，如此以来，终端不需要具有很大的本地存储空间和CPU处理能力，借助网络云中的虚拟机就可以实现对流媒体文件的操作，对大型文件的处理和传输等需要较大带宽才能实现的功能。附图说明 [0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0023] 图1是现有技术提供的移动通信网络的架构示意图； [0024] 图2是本发明提供的无线网络实施例一的组成示意图； [0025] 图3是本发明提供的无线网络实施例二的组成示意图； [0026] 图4是本发明提供的一种终端的示意图； [0027] 图5是本发明提供的一种无线网络的实现方法实施例一的流程示意图； [0028] 图6是本发明提供的一种无线网络的实现方法实施例二的流程示意图； [0029] 图7是本发明提供的一种无线网络的实现方法实施例三的流程示意图。 具体实施方式[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0031] 本发明实施例提供的无线网络是基于网络云的无线网络架构，图2示出了本发明提供的无线网络的组成。 [0032] 本发明提供的无线网络，包括： [0033] 终端(图示为UE1、UE2、UE3)，移动通信网2和网络云3；所述终端通过所述移动通信网2连接至所述网络云3； [0034] 所述网络云3中设置有与所述终端对应的虚拟机(图示为VM1.VM2.VM3)；所述终端上设置有与所述虚拟机对应的云租户端(图未示)； [0035] 所述虚拟机VM1.VM2.VM3用于代理终端UE1、UE2、UE3运行应用和/或处理文件，在接收到各个终端的云租户端上传的操作命令后，将该操作命令对应的应用和/或文件的显示屏图像数据通过无线空口传输至所述云租户端。 [0036] 需要说明的是，网络云包括网络、计算和存储等在内的信息服务的基础设施和相关操作系统、应用平台、Web服务和应用等软件，具有强大的计算和处理能力。在网络云中，系统的软硬件都被虚拟化并封装为服务，用户可以通过网络访问和使用，云服务的使用者看到的只有服务本身，而不用关心相关基础设施的具体实现，包括地址位置、资源分配和管理、软硬件平台等等。网络云的硬件基础设施典型是数据中心(Data Center)，或者互联的多个数据中心，或者是分布在不同地理位置的计算机组成的服务器集群等，网络云的软件基础设施则负责硬件基础设施的虚拟化、资源的管理与监控、安全与计费管理等，从而将软硬件基础设施封装为服务提供给用户。 [0037] 在实际的网络中，会有多个终端通过移动通信网连接到网络云。每个终端在网络云中都有一个虚拟机(VM，Virtual Machine)，该虚拟机相当于虚拟的终端。所述虚拟机代理所述终端运行应用和/或处理文件包括：运行终端本地和/或移动宽带(MBB，Mobile Broadband)应用；或打开和/或操作流媒体视频数据；或传输和/或处理文件数据。具体地，所有原来在终端上运行的本地及移动宽带应用，都运行在网络云中的与该终端对应的虚拟机上；另外，该终端所有的数据(视频、图像等媒体以及各应用的数据文件等)也都存储在网络云的虚拟机中。 [0039] 综上，终端和虚拟机之间，仅仅通过无线空口和无线蜂窝网络传输显示屏图像数据，鼠标或键盘等I/O(Input or Output，输入输出)数据。 [0041] 其中，终端和网络云中的对应VM之间为云租户端和网络云的接口(Tenant-Cloud接口)，其主要用于传输向云租户端传输显示屏图像数据，已经向虚拟机传输鼠标/键盘等I/O数据，如果VM上运行的是MBB应用，则该VM和提供该MBB应用的服务器之间为典型的客户端和服务器(Client-Server)之间的接口，其中，提供MBB应用的服务器可以位于网络云之外，如图中的APP2；当然，提供MBB应用的服务器也可以位于网络云中，及运行在网络云提供的虚拟服务器上，如图中的APP1。 [0042] 应用本发明实施例，由于流媒体视频，大多数应用的显示屏图像的变化速率并不大，因此显示屏图像的压缩率很高，而且受终端体积限制，通常终端显示屏尺寸较小(典型小于4.5英寸)分辨率(典型小于1024×768)并不高，而其它数据，如键盘、触摸屏等的输入数据等数据率很小，因此，通过无线空口和无线蜂窝网络传输的UE和VM之间的平均数据率并不高。当用户通过上述由键盘或者触摸屏输入的操作命令打开或操作高清流媒体视频、PDF/Word等大型数据文件时，文件的传输和操作均在网络云的虚拟机中进行，虚拟机仅仅向终端上的云租户端传输用户当前正在操作/关注的部分所对应的显示屏图像数据，因此避免了通过无线空口传输全部或部分数据文件，从而做到完全的按需传输，节约了移动网络的业务流量。 [0043] 除了上述实施例中提及的显示屏图像数据、输入输出数据以及语音或音频数据之外，终端还用于将通过摄像设备拍摄的图像或视频数据、全球定位系统GPS位置信息数据、通过有线接口获取的外围设备的数据、通过无线接口获取的外围设备的数据中的至少一种实时数据上传至所述虚拟机。虚拟机与所述终端的云租户端之间相互传输文件数据。 [0044] 具体地，在上行方向上(即终端向网络云传输数据的方向)，终端还可能向网络云上传以下数据： [0045] 通过终端的传感器等输入设备获取的数据，如UE摄像头拍摄的图像或视频、GPS位置信息等，通过USB等有线接口、蓝牙/WiFi等短距无线接口从其它设备获取的数据。在下行方向，除了从网络云传输到UE的显示屏图像数据、语音或音频数据外，网络云还可能通过虚拟机直接向UE的云租户端传输该UE的上述数据，用于UE在本地存储。也就是说，UE也可以具有本地存储能力，一些本地获取的数据仅仅存储在本地而不上传到网络云中，而网络云中生成或获取的数据副本也可以下载在UE上同时由UE本地存储。 [0046] 同时，由于UE所有的数据(视频、图像等媒体以及各应用的数据文件等)都存储在网络云的虚拟机中，因此，当不同的UE之间需要进行数据交换时，数据文件就在网络云的不同UE对应的虚拟机之间直接进行数据交换，而不用通过无线空口进行数据传输，因此，对于多个终端之间需要进行大量数据交换的应用，本发明可以有效节省无线空口资源。 [0047] 需要说明的是，在本发明实施例中，所述云租户端以固定的服务质量属性向所述虚拟机上传所述操作命令；或所述虚拟机以固定的服务质量属性向所述云租户端传输与所述操作命令对应的应用和/或文件的显示屏图像数据；或所述云租户端以固定的服务质量属性向所述虚拟机上传实时数据，或所述虚拟机以固定的服务质量属性与所述云租户端之间相互传输文件数据。 [0048] 具体地，在UE上设置的云租户端和网络云中设置的虚拟机之间传输的数据中，占主要带宽的是下行方向从网络云的虚拟机传输到UE的云租户端的显示屏图像数据，另外，在通过终端摄像进行视频实时广播、视频通话等特殊应用中，上行方向从UE的云租户端传输到网络云的虚拟机的视频数据也会占用较大的带宽。其它的I/O数据，包括从UE的云租户端传输到网络云的虚拟机的键盘、触摸屏等输入数据、UE的云租户端和网络云的虚拟机之间传输的语音或音频数据等，带宽占用较小，对时延的要求与显示屏图像数据类似。剩下的其它类型的数据则是非实时的数据。 [0049] 由于终端显示屏尺寸与分辨率固定，因此下行方向从网络云的虚拟机传输到UE的云租户端的显示屏图像数据的传输速率基本恒定，而且对传输时延的要求相同，即在人机交互界面的时延容许范围内，通常是不超过250ms；其它的I/O数据，包括从UE的云租户端传输到网络云的虚拟机的键盘、触摸屏等输入数据、语音或音频数据等，传输速率和时延要求也是确定且已知的；在通过终端摄像进行视频实时广播、视频通话等特殊应用中，上行方向从UE的云租户端传输到网络云的虚拟机的视频数据的传输速率(由分辨率、每秒的帧数和压缩算法等确定)和传输时延的要求也是确定的；而剩下的其它类型的数据(文件传输)则是非实时的数据，QoS属性为尽力而为(Best-offer)类型。而且，UE和网络云都能够区分上述四类数据。在本发明实施例中，无论UE实际运行的应用是什么类型，UE的云租户端和网络云的虚拟机之间传输的数据的QoS属性基本是固定的，不需要像现有技术中针对不同的应用获取QoS属性信息。 [0050] 本发明中，为了获得UE的云租户端与网络云的虚拟机之间进行传输的QoS属性，终端需要向移动通信网上报其配置信息，由移动通信网根据所述配置信息，生成所述云租户端与所述虚拟机之间进行数据交互的服务质量属性。 [0051] 具体地，UE需要将自己的显示屏尺寸、显示分辨率，以及摄像头分辨率、每秒帧数和压缩算法等基本的配置信息，在UE接入无线通信网络的时候，通过终端能力上报的方式，提供给移动通信网中的RAN和CN，RAN和CN利用这些配置信息，生成该UE与网络云之间数据传输的QoS需求信息，并利用这些信息利用无线蜂窝网络的QoS技术对无线空口和无线网络进行优化，优化无线资源的利用率并尽可能为UE提供所需的QoS保证。同时，无线网络还可以根据无线空口的负载情况，在无线资源比较紧张时，适当降低显示屏图像的大小和分辨率，并保证实时显示屏更新的时延要求。 [0052] 需要说明的是，本发明提供的与所述虚拟机对应的所述云租户端可设置在不同的终端上。 [0053] 具体地，由于原来在实际UE上运行的本地及移动宽带应用，都运行在网络云中与该UE对应的虚拟机上，该UE的所有数据也都存储在网络云中，因此，用户网络云侧的虚拟终端实际上独立于终端设备，用户可以在不同的手机，以及手机与平板电脑、电视、电脑等终端上启动云租户端并连接到网络云中该UE的虚拟机。因此，云租户端需要通过独立的认证才能连接到网络云中该UE的虚拟机上。当用户进行跨UE的移动时，可以在UE上运行云租户端的同时，启动该用户在目标UE上的云租户端拷贝，这两个云租户端完全同步到该用户的在网络云中的VM，这样就能实现跨UE的无缝切换。类似地，用户跨平台的移动也可以采用这种方式。 [0054] 实施本发明提供的无线网络，由于终端的功能由网络云中的虚拟机代理实现，终端与网络云之间只传输显示屏图像数据或者必要的输入输出数据流，因此终端不需要强大的存储和计算能力，既可以实现对大型数据的处理和应用，而且终端和网络云之间传输的数据较为固定，因此可以提供统一的QoS属性，能够有效的利用传输带宽，有利于充分利用移动运营商的网络带宽资源，并且，由于使用统一的QoS属性传输数据，网络云和移动通信网之间的接口可以标准化，网络云业务提供商和移动通信网运营商之间可以建立SLA协议(e-Level Agreement，服务等级协议，以合理分配利益。同时，移动通信网管道和网络云平台可以分别建立，网络运营商和通信运营商之间可以通过计算资源和带宽资源租用的形式向ISP(Internet Service Provider，互联网服务提供商)的租户者提供租用服务。 [0055] 参见图4，为本发明提供的一种终端的示意图。 [0056] 本发明实施例提供的终端1，包括输入设备10、显示屏11，为了与网络云进行通信，其上还设置有云租户端12；该云租户端12与终端通过移动通信网连接的网络云中设置的虚拟机对应；终端的输入设备10，用于接收用户输入的操作命令；所述云租户端12，用于向网络云中的虚拟机上传操作命令，并接收所述虚拟机通过无线空口传输的根据所述操作命令对其代理终端1运行的应用和/或处理的文件的显示屏图像数据；所述显示屏11，用于显示所述云租户端12接收到的显示屏图像数据。 [0057] 需要说明的是，终端1的输入设备10包括键盘、鼠标或触摸屏； [0058] 本发明实施例提供的终端在形态上，可以是瘦UE(Thin UE)也可以是胖UE(Fat UE)，其中瘦UE指的是并不需要很大的本地存储空间和CPU处理能力的终端，可以有效地降低UE的成本；而胖UE则是标准的UE，它既可以按照上述方式运行云租户端12，也可以按照常规方式运行即在本地运行所有应用。 [0059] 参见图5，为本发明提供的一种无线网络的实现方法实施例一的流程示意图。 [0060] 本发明提供的一种无线网络的实现方法应用于上述实施例提供的无线网络，该无线网络包括：终端，移动通信网和网络云，所述终端通过所述移动通信网连接至所述网络云；该无线网络实现方法包括： [0061] 步骤100，在所述网络云中设置与所述终端对应的虚拟机；在所述终端上设置与所述虚拟机对应的云租户端； [0062] 步骤101，所述虚拟机代理终端运行应用和/或处理文件； [0063] 步骤102，虚拟机在接收到所述云租户端上传的操作命令后，将该操作命令对应的应用和/或文件的显示屏图像数据通过无线空口传输至所述云租户端。 [0064] 需要说明的是，所述虚拟机代理所述终端运行应用和/或处理文件包括：运行终端本地和/或移动宽带应用；或打开和/或操作流媒体视频数据；或传输和/或处理文件数据。所述云租户端上传的操作命令包括：用户通过终端的键盘、鼠标或触摸屏输入的操作命令。 [0065] 除了上述实施例中提及的显示屏图像数据、输入输出数据以及语音或音频数据之外，终端还可以将语音或音频数据、通过摄像设备拍摄的图像或视频数据、全球定位系统GPS位置信息数据、通过有线接口获取的外围设备的数据、通过无线接口获取的外围设备的数据中的至少一种实时数据上传至所述虚拟机，另外，虚拟机与所述终端的云租户端之间相互传输文件数据。 [0066] 请参见图6，为本发明提供的无线网络实现方法实施例二的流程示意图。 [0067] 本是实施例主要描述如何获得UE的云租户端与网络云的虚拟机之间进行传输的QoS属性的过程，包括： [0068] 步骤200，终端向所述移动通信网上报其配置信息。 [0069] 具体地，UE需要将自己的显示屏尺寸、显示分辨率，以及摄像头分辨率、每秒帧数和压缩算法等基本的配置信息，在UE接入无线通信网络的时候，通过终端能力上报的方式，提供给移动通信网中的RAN和CN。 [0070] 步骤201，移动通信网根据所述配置信息，生成所述云租户端与所述虚拟机之间进行数据交互的服务质量属性。 [0071] 具体的，移动通信网中的RAN和CN利用这些配置信息，生成该UE与网络云之间数据传输的QoS需求信息，并利用这些信息利用无线蜂窝网络的QoS技术对无线空口和无线网络进行优化，优化无线资源的利用率并尽可能为UE提供所需的QoS保证。 [0072] 因此，所述云租户端以固定的服务质量属性向所述虚拟机上传所述操作命令；或所述虚拟机以固定的服务质量属性向所述云租户端传输与所述操作命令对应的应用和/或文件的显示屏图像数据；或所述云租户端以固定的服务质量属性向所述虚拟机上传实时数据，或所述虚拟机以固定的服务质量属性与所述云租户端之间相互传输文件数据。 [0073] 另外，本发明提供的与所述虚拟机对应的所述云租户端可设置在不同的终端上。请参见图7，图7为本发明提供的无线网络实现方法实施例三的流程示意图。 [0074] 在本实施例中，将描述如何将云租户端在不同的终端上切换使用，该方法包括： [0075] 步骤300，当所述云租户端运行在第一终端上时，在第二终端上启动所述云租户端； [0076] 步骤301，将第一终端和第二终端上运行的云租户端同步到所述云租户端对应的虚拟机中，实现所述云租户端从第一终端到第二终端的无缝切换。 [0077] 具体地，由于原来在实际UE上运行的本地及移动宽带应用，都运行在网络云中与该UE对应的虚拟机上，该UE的所有数据也都存储在网络云中，因此，用户网络云侧的虚拟终端实际上独立于终端设备，用户可以在不同的手机，以及手机与平板电脑、电视、电脑等终端上启动云租户端并连接到网络云中该UE的虚拟机。因此，云租户端需要通过独立的认证才能连接到网络云中该UE的虚拟机上。当用户进行跨UE的移动时，可以在UE上运行云租户端的同时，启动该用户在目标UE上的云租户端拷贝，这两个云租户端完全同步到该用户的在网络云中的VM，这样就能实现跨UE的无缝切换。类似地，用户跨平台的移动也可以采用这种方式。 [0078] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。 [0079] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。 |
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