通过分布式计算中心网络在三维空间中优化实时响应的连续的基于位置的服务的系统和方法技术方案

提供了系统和方法，用于通过分布式计算中心网络在三维空间中实现优化的实时响应和连续的基于位置的服务，包括云计算、渲染、跟踪和通信。系统包括被连接到数据中心的分布式计算中心，其中，每个计算中心进一步包括一个或多个云服务器，该一个或多个云服务器被配置有足以为一个或多个客户端设备进行计算和渲染的计算资源，并且其中，每个数据中心进一步包括一个或多个主服务器，该一个或多个主服务器具有足以进行应用和用户数据存储、由云服务器发送的数字现实数据的同步、以及动态网络切片和服务质量管理的计算资源。在云服务器中的数字现实虚拟无线电接入网络部分中实施进行这些方法的指令。方法的指令。方法的指令。

【技术实现步骤摘要】
通过分布式计算中心网络在三维空间中优化实时响应的连续的基于位置的服务的系统和方法

技术介绍

[0001]用于向用户提供数字内容的技术发展已经实现了过去不可能的体验。具体地，诸如增强现实(AR)、虚拟现实(VR)或混合现实(MR)的数字现实改变了用户对他们正在看什么、听什么和感觉什么的感知，以及多少现实世界进入这些体验，向用户提供现实世界或想象世界中的地方中的物理存在的感知。
[0002]实现这些更沉浸的交互式体验的典型方式是使用头戴式数字现实设备。这些设备通常可以包括中央处理单元(CPU)，用于处理密集图形操作的图形处理单元(GPU)，用于进行几何变换的矢量单元，以及其它硬件、固件和软件。然而，诸如包括AR、VR和MR体验的那些高动态和交互式应用主要被下载和托管在客户端设备侧，导致执行应用的高硬件需求。另外，为了容纳GPU并且实现它们的期望性能，高质量的头戴式数字现实设备当前被物理地束缚到非常强大且昂贵的个人计算机(PC)。由于高价格点和有限的移动性，这些要求产生了更大的采用障碍，这降低了总体体验。此外，流式传输复杂的交互式AR、VR和MR 3D图形要求高数据传输率。
[0003]减少硬件和网络需求以及AR、VR和MR的采用障碍激发了将计算密集任务卸载到一个或多个强大的远程服务器或云服务器的期望。当今，采用云计算的占主导地位的典型应用(异步或单向递送应用，如即时消息传递、网页加载等)可以容忍大约100ms的延迟，并且由现有网络基础设施、内容递送网络(CDN)和集中式云计算支持。用于远程渲染而采用的当前体系结构被优化用于以最小水平的动态交互来递送静态的、预定义的内容。然而，动态AR、VR和MR应用要求实时交互，并且因此需要极低的延迟(大约7ms)，这对网络提出了非常高的需求，并且限制了用户可能享受的数字现实体验的质量和多样性。另外，这些缺点阻止或限制了向客户端设备提供连续的云计算、云渲染、跟踪和通信服务。

技术实现思路

[0004]提供该
技术实现思路
以简化的形式介绍精选的概念，该精选的概念在下面具体实施方式中被进一步描述。该
技术实现思路
不旨在标识要求保护的主题的关键特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围的帮助。
[0005]
技术介绍
中描述的一个或多个缺点由本公开通过一种系统和方法来解决，该系统和方法用于通过分布式计算中心网络在三维空间中实现优化的实时响应和连续(或基本上连续，允许偶尔的网络延迟问题或服务中断)的基于位置的服务。基于位置的服务包括数字现实数据的实时云计算、数字现实数据的实时渲染、客户端设备的实时跟踪、或实时通信、或其组合。系统和方法将计算密集任务卸载到位于用户的设备附近的覆盖特定物理区域或服务器区域的云服务器。本文中描述的方法包括动态网络切片和服务质量(QOS)管理，这可以证明对于优化计算功率、系统带宽以及天线波束形成和转向是有利的。在一些实施例中，动态网络切片和QOS管理也可以被认为是三维空间中的基于位置的服务，在实际提供服务的意义上，服务器进行哪些功能以及处于哪些水平等的QOS也受到例如客户端设备的位置
的影响并且响应于例如客户端设备的位置。可以在云服务器中的数字现实虚拟无线电接入网络(VRAN)中嵌入并且进行执行上面的方法的指令。
[0006]“云计算”在本文中指的是通过云服务器存储和处理数据，诸如数字现实数据。“云渲染”在本文中指的是通过云服务器从场景文件生成真实感图像和体验的处理，该场景文件可以包括几何形状、视点、纹理、照明、声音和其它信息。例如，云服务器中的处理器可以渲染场景的三维表示的立体表示，可以提供双耳音频输出，并且可以通过数字现实设备提供触觉输出以向用户提供触觉感知。本文中公开的通信技术包括通过由网络天线发射的网络信号从云服务器向数字现实设备传输和检索诸如数字现实数据的数据，反之亦然。“跟踪”在本文中指的是确定对象或设备的位置或朝向。跟踪可以用于指代客户端设备(例如，数字现实设备或其它连接的计算设备)的跟踪，这可以进一步用于调整数字现实内容的计算、渲染和通信。基于三维空间中的位置来提供这些服务。三维空间可以指的是物理世界中的空间，虚拟世界中的空间，这可以包括虚拟、混合或增强现实(VR、MR和AR)，或者物理世界和虚拟世界两者中的空间。
[0007]客户端设备在本文中指的是数字现实设备，诸如头戴式显示设备、透视设备和智能隐形眼镜；或其它连接的计算设备，诸如移动设备、可穿戴设备、个人计算机、膝上型计算机、游戏设备或物联网设备。
[0008]根据实施例，广域分布式计算中心网络(WADCCN)被配置为覆盖和服务大的地理区域，其中，向客户端设备提供三维空间中的云计算、渲染、跟踪和通信服务。WADCCN可以包括各种分布式计算中心(DCC)，一个或多个DCC被连接到数据中心(DC)并且由DC同步。两个或更多个通信地连接并且同步的DCC形成WADCCN系统。在进一步的实施例中，被通信地连接到至少一个DC的至少一个DCC可以形成同步DDC，该同步DDC可以被配置为覆盖和服务较小的地理区域。同步DCC可以包括彼此通信地连接并且由DC同步的多个计算中心(CC)。一个或多个DC可以包括具有计算资源的一个或多个主服务器，该计算资源足以进行从位于CC中的不同的云服务器接收的应用和用户数据存储和同步。
[0009]数据同步可以包括在来自各种服务器区域的不同的云服务器中维持数字现实应用数据和用户数据的一致性和均匀性的处理。
[0010]在实施例中，DCC可以包括由一个或多个DC同步的大约两个到大约五十个之间的CC。DC可以包括容纳计算机系统和相关联的组件的设施，诸如电信和存储系统、电源、冗余数据通信连接、环境控件和各种安全设备。DC可以位于远程区域中，并且可以覆盖相对较大的地理扩展(例如，城市、国家或大陆)，以便向多个DCC提供服务。在进一步的实施例中，容纳云服务器的CC可以是较小版本的DC，并且因此也可以包括容纳计算机系统和相关联的组件的设施。然而，CC与DC的不同之处可以在于，CC可以位于人口更稠密的区域中以便更靠近用户，并且因此以减少的延迟和优化的QOS向用户提供更好的服务。
[0011]在实施例中，网络连接天线可以被配置在相对靠近CC、DC的区域中或由CC服务的区域中，以便向它们提供网络连接和跟踪服务。在这些实施例中，天线通过有线装置被连接到CC和DC。类似地，天线也可以被安装在CC、DC内或由CC服务的区域内。
[0012]在一些实施例中，为了减少硬件和网络需求，有助于减少网络延迟，并且改善一般的融合现实体验，系统可以通过包括毫米波(mmW)或者mmW和sub 6GHz通信系统的组合的网络来连接，诸如通过第五代无线系统通信(5G)。在其它实施例中，系统可以通过无线局域网
络(Wi-Fi)来连接，该Wi-Fi例如以16GHz提供数据。提供的通信系统可以允许低的端到端(E2E)延迟和到现场端点的高的下行链路速度，符合执行典型的高度交互式数字现实应用或其它高度需求应用所需的参数。这导致高质量、低延迟、实时数字应用内容流式传输。在其它实施例中，系统可以通过第四代无线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种广域分布式计算中心网络系统，其特征在于，包括：一个或多个数据中心，所述一个或多个数据中心彼此通信地连接并且被通信地连接到包括一个或多个云服务器的多个分布式计算中心，所述数据中心被配置为同步所述多个分布式计算中心，形成广域分布式计算中心网络，所述广域分布式计算中心网络被配置为在三维空间中提供实时响应的基于位置的服务；其中，每个数据中心包括一个或多个主服务器，所述一个或多个主服务器被配置为通过所述分布式计算中心的管理来进行动态网络切片和服务质量管理。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由所述广域分布式计算中心网络提供的所述基于位置的服务包括数字现实数据的实时云计算、数字现实数据的实时渲染、客户端设备的实时跟踪、或实时通信、或者其组合中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个云服务器或者所述一个或多个主服务器进一步包括：操作系统，所述操作系统包括网络操作系统(NOS)，所述网络操作系统被配置为将天线连接到云服务器和所述客户端设备；数字现实虚拟无线电接入网络(VRAN)，所述数字现实虚拟无线电接入网络被配置为进行所述动态网络切片和服务质量管理；以及体验操作系统，所述体验操作系统包括由所述数字现实虚拟无线电接入网络使用的数据和指令，以便进行所述动态网络切片和服务质量管理。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述一个或多个云服务器或者所述一个或多个主服务器在存储器中存储持久性虚拟世界系统，所述持久性虚拟世界系统存储基于由客户端设备上安装的传感器捕获的多源感测数据而更新的现实世界元素的虚拟副本，并且其中，所述数字现实虚拟无线电接入网络基于来自所述持久性虚拟世界系统的数据来进行所述动态网络切片和服务质量管理。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，由所述数字现实虚拟无线电接入网络进行的所述动态网络切片和服务质量管理确定最佳波束形成、天线的转向、服务器跳跃、天线跳跃、超级对等指派、客户端设备所需的网络功能、以及每个客户端设备的子载波和总带宽的最佳数量，并且其中，所述动态网络切片和服务质量管理是所述三维空间中的基于位置的服务。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，由所述数字现实虚拟无线电接入网络进行的所述动态网络切片和服务质量管理基于包括服务点、情境、优先级和安全性的参数。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务质量管理由所述一个或多个主服务器基于以下内容来进行：被指派到用户的用户简档，指派的所述用户简档包括全局简档、基于合同的简档或基于人工智能的简档中的一个或多个；以及基于指派的所述用户简档的服务情境参数，所述服务情境参数包括排名值、优先级水平和安全性水平；其中，所述一个或多个主服务器根据指派的所述用户简档向每个用户分配带宽。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括网络连接天线，所述网络连接天线被配置为向客户端设备提供网络连接和跟踪服务，并且其中，所述网络连接天线包括毫米波(mmW)或者毫米波和sub 6GHz通信系统的组合。9.一种在三维空间中向客户端设备提供实时响应的基于位置的服务的方法，其特征在
于，所述方法包括：由一个或多个相互连接的数据中心同步多个分布式计算中心，其中，所述分布式计算中心形成广域分布式计算中心网络，所述广域分布式计算中心网络被配置为在三维空间中提供实时响应的基于位置的服务，其中，每个数据中心包括一个或多个主服务器，并且其中，每个所述分布式计算中心包括一个或多个云服务器；以及由所述主服务器通过所述分布式计算中心的管理来进行动态网络切片和服务质量管理。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，由所述广域分布式计算中心网络提供的所述基于位置的服务包括数字现实数据的实时云计算、数字现实数据的实时渲染、客户端设备的实时跟踪、或实时通信、或者其组合中的一个或多个。11.根据权利要求9所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰瓦特，
申请(专利权)人：明日基金知识产权控股有限公司，
类型：发明
国别省市：