用于优化多路径数据传输的负载的系统和方法技术方案

一种多路径数据传输系统的控制单元，其在所述系统与前向错误校正并行地在这个系统的多个通信路径上发射数据段时优化所述路径的负载。所述控制单元基于每个路径的质量预测而确定在每个路径上发送的包的优化数目。所述所发射的包包含系统性包和经译码包。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于优化多路径数据传输的负载的系统和方法相关申请案本专利申请案请求2017年9月25日提交且以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请案第15/714,303号的优先权权益。本申请案还可能涉及2017年1月13日提交的美国专利申请案第15/405,874号和2017年1月20日提交的美国专利申请案第15/411,097号，所述申请案的揭示内容以引用的方式并入本文中。
本文揭示的至少一些实施例涉及对数据进行编码以用于在不具有完全保真度的通信系统上的可靠且高效的发射，所述通信系统例如具有用于使用前向错误校正技术进行通信的并行信道的通信系统。
技术介绍
前向错误校正(FEC)是一种通常用于校正在通信信道上的数据发射中的错误的译码技术。使用FEC，发送方在通信数据流中提供冗余数据，以使接收方能够检测接收到的数据中的错误和/或从正确接收的数据中恢复原始数据的副本，而不需要进行从接收方到发送方的反向通信来请求重新发射缺失数据或接收到的具有错误的数据。FEC通过使用算法将原始信息转换成经信道编码输出来添加冗余数据。原始信息可或可不字面地呈现在经编码输出中。包含未修改输入的输出是系统性的，而不包含未修改输入的输出是非系统性的。接收方对非系统性输出进行解码以从接收到的输出重新汇编原始信息。无速率擦除码有可能从给定的原始符号集合产生无限编码符号序列，使得可从大小等于或大于原始符号的数目的编码符号子集中恢复原始符号。无速率FEC不具有固定码率。附图说明实施例是借助于实例而非限制在附图的图式中示出，在附图中相似参考指示类似元件。图1展示根据一个实施例的用以在多个并行信道上经由FEC发射数据段的技术。图2展示根据一个实施例的用以使用初始系统性相位在多个并行信道上经由FEC发射数据段的技术。图3展示根据一个实施例的用以使用与其基本集合线性无关的经编码包在多个并行信道上经由FEC发射数据段的技术。图4展示根据一个实施例的在多个并行信道上的系统性包的调度。图5展示根据一个实施例的对经信道编码包的组合物的识别。图6展示根据一个实施例的用以使用多个信道发射数据包的系统。图7展示根据一个实施例的用以产生经信道编码包的方法。图8展示根据一个实施例的发射数据段的方法。图9示出在数据通信中用于通过将数据段划分为多个数据包以用于前向错误控制来发射数据段的开销成本。图10示出一个实施例的通信包的数据结构。图11示出在使用前向错误校正技术的数据段发射中的各种成本考虑。图12展示根据一个实施例的发射数据段的方法。图13展示可在其上实施本专利技术的方法的数据处理系统。图14展示根据一个实施例的在服务器侧实施有控制单元的多路径数据传输系统。图15展示根据一个实施例的多路径数据传输系统的控制单元的流程图。图16示出根据一个实施例的在无丢包的情况下系统性包的理想化同步下载完成。图17示出根据一个实施例的具有丢包、在解码之后无冗余的同步下载完成的理想情况。图18示出根据一个实施例的异步下载时间，其中路径1在t4与t5之间不起作用。图19示出根据一个实施例的在其已经解码之后自两个路径接收冗余包的接收器。图20展示根据一个实施例的当存在限制{K(n)}的发射窗口时间时的重定位算法。图21展示根据一个实施例的完整{K(n)}优化算法。图22展示根据一个实施例的使接收到的系统性包的数目最大化的{S(n)}优化算法。图23展示根据一个实施例的完整多路径负载均衡算法。图24示出根据一个实施例的当BW＝5Mbps及PLR＝5％时发射速率与接收器观测到的PLR之间的示范性关联。具体实施方式以下描述和图式是说明性的且不应理解为限制性的。描述许多特定细节以提供透彻理解。然而，在某些情况下，不描述众所周知的或常规的细节以免混淆描述。本专利技术中对一个或一实施例的提及未必是指同一实施例；且这类提及意味着至少一个。本文中所揭示的至少一些实施例提供在如图1中所示出的系统中提高经由多个通信信道进行数据发射的效率、可靠性和总体速度的解决方案。数据发射技术使用无速率FEC技术，其将原始数据段分割成等长的原始包并从原始包的各种子集的线性组合产生经信道译码包。图1展示根据一个实施例的用以在多个并行信道上经由FEC发射数据段的技术。在图1中，经由多个并行通信信道105、107、…、109发射数据段111。并行通信信道105、107、…、109的使用大体上提高了发射数据段111的总体速度。然而，个别通信信道105、107、…、109的实际性能可在发射时发生变化。在信道(例如，105、107、…、或109)中的一或多个中发射的包可具有比经由其它信道(例如，105、107、…、或109)发射的其它包更长的随机延迟。因此，在发射时随机化在接收方装置中从信道105、107、…、109接收的组合包集合的序列。因此，挑战在于在冗余数据减少和时间段缩短的情况下调度包以用于在通信信道105、107、…、109中发射，在所述缩短的时间段期间，经由并行通信信道105、107、…、109接收足够数目个有用的包，以用于与原始数据段111相同的经恢复数据段113的重建。在图1中，将数据段111分割(101)或划分成具有相同长度的多个包121、123、125、…、127。可填补虚设字节，使得包121、123、125、…、127具有相同长度且因此允许使用前向错误校正技术。使用前向错误校正技术，系统信道编码(103)原始包121、123、125、…、127，以产生数据段111的不同经信道编码副本115、117、…、119，所述数据段111在针对相应信道105、107、…、119的副本115、117、…、119中携载冗余信息。举例来说，在图1中，使用典型前向错误校正技术产生的典型经信道编码包(例如，131、133、135、…、139；141、143、145、…、149、…、151、153、157、…、或159)是原始包121、123、125、…、127的随机子集的预定函数。所述预定函数通常产生原始包121、123、125、…、127的子集的线性组合(例如，通过异或(XOR)运算)作为经信道编码包。当经由信道105、107、…、109接收足够数目个经信道编码包时，可经由相应前向错误校正技术对接收到的经信道编码包集合进行解码，以提供原始包121、123、125、…、127集合并因此提供经恢复数据段113。在图1中，个别信道(例如，105、107、…、或109)可能在数据发射质量方面是可靠的(例如，使用可靠的协议)。当存在缺失包或接收到具有错误的包时，可使用适当协议通过任何信道(例如，105、107、…、或109)请求重新发射缺失包或具有错误的包。然而，信道(例如，105、107、…、或109)的速度性能可能不一致，这会引起重新发射的延迟和重复。本文中所揭示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在计算设备中实施的方法，所述方法包括：/n通过所述计算设备将数据段分割成多个原始数据包；/n通过所述计算设备预测待用于将通信包发射到接收器的多个网络路径中的每一个的质量，其中所述通信包包含第一系统性包，且所述通信包进一步包含待使用译码技术从所述原始数据包产生的第一经译码包；/n通过所述计算设备基于针对每个相应路径所预测的所述质量确定供所述相应路径发射的通信包的总数目；/n通过所述计算设备使用所述译码技术产生多个第一通信包，所述第一通信包将经由所述多个网络路径发射；及/n通过所述计算设备将所述第一通信包发射到所述接收器，其中所述第一通信包基于针对每个相应路径确定的所述总数目而分布在所述多个网络路径当中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 US 15/714,3031.一种在计算设备中实施的方法，所述方法包括：
通过所述计算设备将数据段分割成多个原始数据包；
通过所述计算设备预测待用于将通信包发射到接收器的多个网络路径中的每一个的质量，其中所述通信包包含第一系统性包，且所述通信包进一步包含待使用译码技术从所述原始数据包产生的第一经译码包；
通过所述计算设备基于针对每个相应路径所预测的所述质量确定供所述相应路径发射的通信包的总数目；
通过所述计算设备使用所述译码技术产生多个第一通信包，所述第一通信包将经由所述多个网络路径发射；及
通过所述计算设备将所述第一通信包发射到所述接收器，其中所述第一通信包基于针对每个相应路径确定的所述总数目而分布在所述多个网络路径当中。


2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定供所述多个网络路径中的每一个发射的系统性包的数目，其中所述第一系统性包基于针对每个路径所确定的系统性包的所述相应数目而分布在所述网络路径当中。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一经译码包在同一网路路径上发射的所述第一系统性包中的任一个之后发射，且其中所述译码技术为前向错误校正技术。


4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一系统性包与每个路径的所述相应预测质量成比例地分布在所述网络路径当中。


5.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一系统性包基于每个路径的相应丢包率而分布在所述网络路径当中。


6.根据权利要求1所述的方法，其中确定供每个相应路径发射的通信包的所述总数目包括确定供所述相应路径发射的通信包的优化数目且随后增加所述优化数目以提供待发射的通信包的所述总数目。


7.根据权利要求6所述的方法，其中进一步优化供每个相应路径发射的通信包的所述总数目，使得所述接收器可完成同时从不同路径的下载。


8.根据权利要求6所述的方法，其中进一步优化供每个路径发射的通信包的所述总数目，使得在所述接收器已接收足够通信包以供解码之后，所述接收器不再接收更多通信包。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述质量包括带宽、时延或丢包中的至少一个。


10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定待用于发射所述第一通信包的所述多个网络路径的数目。


11.根据权利要求10所述的方法，其中所述数据段具有发射时间窗口，且其中待使用的路径的所述数目是基于所述发射时间窗口的。


12.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据段具有发射时间窗口，且其中确定供每个相应路径发射的通信包的所述总数目是进一步基于所述发射时间窗口。


13.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据段具有总体传送时间，且确定供每个相应路径发射的通信包的所述总数目进一步包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：余明超，马克·克雷格·雷德，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：美国;US