虚拟终端系统和虚拟终端系统中的多流业务同步方法

摘要

本发明公开了一种虚拟终端系统和虚拟终端系统中的多流业务同步方法。其中，该系统包括主控设备与协作设备，协作设备包括：第一业务流接收模块，用于接收来自服务器的业务流；业务流发送模块，用于向主控设备发送接收的业务流，其中，该业务流携带有控制报文信息；主控设备包括：第二业务流接收模块，用于接收来上述业务流；存储模块，用于将接收的业务流存储至分组数据缓冲区；同步方式选择模块，用于根据业务流的类型选择同步方式；同步模块，用于根据控制报文信息和选择的同步方式，对分组数据缓冲区中的业务流进行同步。通过本发明，解决了现有时间同步机制不能满足泛在网对时间同步机制多样性要求的问题，增强了系统的性能。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种虚拟终端系统和虚拟终端系统中的多流业务 同步方法。

背景技术

虚拟终端系统是一个分布式系统，通过聚合周围环境的设备，并能根据环境上下文信息 的动态变化自适应地进行能力合成，藉此向用户提供丰富的业务体验。各参与协作的终端同 步从服务器获取部分业务流并实时的汇聚到向用户提供呈现服务的设备上，系统中的协同工 作本身就需要节点间的时间同步，因此时间同步机制是分布式系统基础框架的一个关键机制。 尤其是对实时性要求比较高的多媒体传输业务，更需要参与协作的多个终端设备通过一定的 同步机制完成业务的传输工作。

与传统的点到点通信相比，基于多终端协作的虚拟终端系统面临更复杂的终端环境和网 络环境，连接虚拟终端系统各终端的网络会在带宽、延迟和误码率等方面存在差异，这给协 作通信的同步问题带来很大的影响，同时泛在网应用的多样性导致了对时间同步机制需求的 多样性，用一种时间同步机制不能满足所有的应用要求。

针对相关技术中的时间同步机制不能满足泛在网对时间同步机制多样性要求的问题，目 前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的时间同步机制不能满足泛在网对时间同步机制多样性要求的问题，本 发明提供了一种虚拟终端系统和虚拟终端系统中的多流业务同步方法，以至少解决该问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种虚拟终端系统，该系统包括：主控设备与协作设备， 其中，协作设备包括：第一业务流接收模块，用于接收来自服务器的业务流；业务流发送模 块，用于向主控设备发送第一业务流接收模块接收的业务流，其中，业务流携带有控制报文 信息；主控设备包括：第二业务流接收模块，用于接收来自协作设备的业务流；存储模块， 用于将第二业务流接收模块接收的业务流存储至分组数据缓冲区；同步方式选择模块，用于 根据业务流的类型选择同步方式，其中，该同步方式包括精确同步和事件同步；同步模块， 用于根据控制报文信息和同步方式选择模块选择的同步方式，对分组数据缓冲区中的业务流 进行同步。

上述协作设备还包括：测试模块，用于与主控设备交互测试报文，确定与主控设备间的 链路状态；上述主控设备还包括：测试响应模块，用于响应协作设备发送的测试报文，确定 与协作设备间的链路状态。

上述测试模块包括：同步控制报文发送单元，用于向主控设备发送同步控制报文，其中， 同步控制报文携带有时间戳和顺序编号；测试分析单元，用于对主控设备返回的接收报告进 行分析，确定本次测试的分组丢失的统计值、时延抖动和往返时间；网络状态确定单元，用 于根据测试分析单元的分析结果确定网络状态；参数调整单元，用于根据网络状态确定单元 确定的网络状态调整业务流应用的带宽、编码方式和发送间隔；上述测试响应模块包括：定 时信息重建单元，用于接收同步控制报文，并根据时间戳和顺序编号重建由上述协作设备所 生成的定时信息；接收报告生成单元，用于根据接收的同步控制报文对丢失分组数进行估计， 生成接收报告，其中，该接收报告包含分组丢失和分组时延抖动信息；接收报告发送单元， 用于向协作设备发送接收报告。

上述同步方式选择模块包括：第一选择单元，用于业务流为实时业务时，选择业务流的 同步方式为精确同步；第二选择单元，用于业务流为非实时业务时，选择业务流的同步方式 为事件同步。

上述同步模块包括：时钟确定单元，用于当采用精确同步时，根据控制报文信息中时间 戳和顺序编号确定业务流呈现的时间；第一呈现单元，用于根据时钟确定单元确定的呈现时 间呈现业务流。

上述同步模块还可以包括：业务流位置确定单元，用于当采用事件同步时，根据控制报 文信息中时间戳和顺序编号确定业务流在分组数据缓冲区中的位置；第二呈现单元，用于根 据业务流位置确定单元确定的位置呈现业务流。

根据本发明的另一方面，提供了一种虚拟终端系统中的多流业务同步方法，该方法包括： 主控设备接收来自协作设备的业务流，其中，业务流携带有控制报文信息；主控设备将业务 流存储至分组数据缓冲区；主控设备根据业务流的类型选择同步方式，其中，同步方式包括 精确同步和事件同步；主控设备根据控制报文信息和选择的同步方式，对分组数据缓冲区中 的业务流进行同步。

上述方法还包括：主控设备与协作设备交互测试报文，确定与协作设备间的链路状态。

上述主控设备与协作设备交互测试报文，确定与协作设备间的链路状态包括：主控设备 接收协作设备发送的同步控制报文，其中，同步控制报文携带有时间戳和顺序编号；主控设 备根据时间戳和顺序编号重建由上述协作设备所生成的定时信息；主控设备根据接收的同步 控制报文对丢失分组数进行估计，生成接收报告，其中，接收报告包含分组丢失和分组时延 抖动信息；主控设备向协作设备发送接收报告。

上述主控设备向协作设备发送接收报告之后，还包括：协作设备对主控设备返回的接收 报告进行分析，确定本次测试的分组丢失的统计值、时延抖动和往返时间；协作设备根据分 组丢失的统计值、时延抖动和往返时间确定网络状态；协作设备根据确定的网络状态调整业 务流应用的带宽、编码方式和发送间隔。

上述主控设备对分组数据缓冲区中的业务流进行同步包括：当采用精确同步时，主控设 备根据控制报文信息中时间戳和顺序编号确定业务流呈现的时间；主控设备根据确定的呈现 时间呈现业务流；当采用事件同步时，主控设备根据控制报文信息中时间戳和顺序编号确定 业务流在分组数据缓冲区中的位置；主控设备根据确定的位置呈现业务流。

通过本发明，采用主控设备按照业务流的类型对各个业务流进行同步操作，可以满足不 同类型业务流的同步需求，解决了现有时间同步机制不能满足泛在网对时间同步机制多样性 要求的问题，保障了业务流的实时、高效、有序传输，增强了用户的QoS(Quality of Service， 服务质量)体验度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的虚拟终端系统的结构框图；

图2是根据本发明实施例的虚拟终端系统的具体结构框图；

图3是根据本发明实施例的虚拟终端系统的另一具体结构框图；

图4是根据本发明实施例的多流业务同步的系统结构示意图；

图5是根据本发明实施例的终端设备的结构框图；

图6是根据本发明实施例的虚拟终端系统中的多流业务同步方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的在业务流的传输过程中进行的同步控制方法流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例中的虚拟终端系统中可以包括一个或多个终端设备，其中，由至少一个主 设备(也可以称为主控设备)来向用户提供业务呈现功能，以及对接收的各个业务流进行同 步操作。在本发明实施例中，主设备可以通过多个协作设备接收来自服务器侧的业务流。本 发明实施例中的服务器可以是运营商方的服务器，也可以是服务提供商方的服务器。虚拟终 端系统的业务分流传输需要一定的同步机制来保障，泛在网应用的多样性导致了对时间同步 机制需求的多样性，不可能用一种时间同步机制满足所有的应用要求，基于此，本发明实施 例提供了一种虚拟终端系统和虚拟终端系统中的多流业务同步方法。下面对该系统和方法进 行详细描述。

参见图1所示的虚拟终端系统的结构框图，该系统包括：协作设备10与主控设备20，其 中，协作设备10包括：第一业务流接收模块12，用于接收来自服务器的业务流；业务流发送 模块14，与第一业务流接收模块12相连，用于向主控设备20发送第一业务流接收模块12接 收的业务流，其中，该业务流携带有控制报文信息(例如时间戳和该业务流的顺序号)。上述 主控设备20包括：第二业务流接收模块22，用于接收来自协作设备的业务流；存储模块24， 与第二业务流接收模块22相连，用于将第二业务流接收模块22接收的业务流存储至分组数 据缓冲区；同步方式选择模块26，与存储模块24相连，用于根据业务流的类型选择同步方式， 其中，同步方式包括精确同步和事件同步；同步模块28，与同步方式选择模块26相连，用于 根据控制报文信息和同步方式选择模块26选择的同步方式，对分组数据缓冲区中的业务流进 行同步。

本实施例的主设备和各协作设备以虚拟终端系统的形式与服务器间进行业务传输，服务 器侧为了提高发送效率，将会通过多个协作设备向主控设备发送一个业务的业务流，该业务 流的发送过程中，服务器将一个业务的业务流分割为各个分组业务流，通过多个协作设备下 发各个分组业务流。服务器可以根据用户的请求或订阅的业务向主控设备提供对应的业务流。

本实施例的虚拟终端系统通过主控设备按照业务流的类型对各个业务流进行同步操作， 可以满足不同类型业务流的同步需求，解决了现有时间同步机制不能满足泛在网对时间同步 机制多样性要求的问题，保障了业务流的实时、高效、有序传输，增强了用户的QoS体验度。 为了确定协作设备10与主控设备20间各链路的实际网络状态，参见图2所示的虚拟终端系 统的具体结构框图，在上述图1的基础上，上述协作设备10还包括：测试模块16，用于与主 控设备20交互测试报文，确定与主控设备20间的链路状态；主控设备20还包括：测试响应 模块210，用于响应协作设备发送的测试报文，确定与协作设备间的链路状态。

考虑到各个协作设备与主控设备间的链路状态不同会导致各链路的时延、抖动或丢包率 不同，本实施例为了保证在主控设备上呈现的业务流的真实性，主控设备需要对接收到的业 务流进行同步操作，为了保证同步操作的准确性，本实施例可以按照设定的周期对协作设备 与主控设备间的链路状态进行测试，基于此，参见图3所示的虚拟终端系统的具体结构框图， 在上述图2的基础上，上述测试模块16包括：同步控制报文发送单元162，用于向主控设备 20发送同步控制报文，其中，该同步控制报文携带有时间戳(系统时间)和顺序编号；测试 分析单元164，与同步控制报文发送单元162相连，用于对主控设备20返回的接收报告进行 分析，确定本次测试的分组丢失的统计值、时延抖动和往返时间；网络状态确定单元166，与 测试分析单元164相连，用于根据测试分析单元164的分析结果确定网络状态；参数调整单 元168，用于根据网络状态确定单元166确定的网络状态调整业务流应用的带宽、编码方式和 发送间隔。上述测试响应模块210包括：定时信息重建单元212，用于接收同步控制报文，并 根据时间戳和顺序编号重建由协作设备10所生成的定时信息；接收报告生成单元214，与定 时信息重建单元212相连，用于根据接收的同步控制报文对丢失分组数进行估计，生成接收 报告，其中，接收报告包含分组丢失和分组时延抖动信息；接收报告发送单元216，与接收报 告生成单元214相连，用于向协作设备10发送接收报告。

为了区分同步方式，上述同步方式选择模块26包括：第一选择单元，与存储模块24相 连，用于业务流为实时业务时，选择业务流的同步方式为精确同步；第二选择单元，与存储 模块24相连，用于业务流为非实时业务时，选择业务流的同步方式为事件同步。

对于实时性业务，在主控设备具体进行同步时，本实施例的上述同步模块28可以包括： 时钟确定单元，用于当采用精确同步时，根据控制报文信息中时间戳和顺序编号确定业务流 呈现的时间；第一呈现单元，与时钟确定单元相连，用于根据时钟确定单元确定的呈现时间 呈现业务流。对于非实时性业务，上述同步模块28包括：业务流位置确定单元，用于当采用 事件同步时，根据控制报文信息中时间戳和顺序编号确定业务流在分组数据缓冲区中的位置； 第二呈现单元，与业务流位置确定单元相连，用于根据业务流位置确定单元确定的位置呈现 业务流。

通过上述描述可知，本实施例的虚拟终端系统可以将业务流分为实时业务流和非实时业 务流，主控设备接收到实时业务流后，及时确定该业务流的呈现时间，并按照确定的时间显 示各个实时业务流；而接收到非实时业务流后，确定该业务流与其它业务流的位置先后顺序， 各个非实时业务流按照确定的位置关系先后呈现。本发明实施例中，参与协同业务传输的终 端设备即上述协作设备包括但不限于手机在内的智能移动终端，具有多个接口，可通过不同 模式接入异构网络。参见图4所示的多流业务同步的系统结构示意图，图中的主控设备和多 个协作设备(即图4中的协作终端1、......、协作终端n)构成虚拟终端系统，它是一个分布 式系统，通过聚合周围环境的设备，并能根据环境上下文信息的动态变化自适应地进行能力 合成，藉此向用户提供丰富的业务体验。它包括一个以上的终端设备，其中由至少一个主设 备用来向用户提供业务呈现，将该主设备称为主控设备，多个协作终端设备负责业务的分流 下载传输，这多个协作终端设备为该主控设备的协作设备。用户所需业务由运营商或业务提 供方的服务器提供下载链路，并按照一定的规则分配业务流给虚拟终端中各参与协作设备进 行业务下载，同时将下载业务通过相应接口传递至主控设备处完成业务合成。整个过程，主 控设备通过与各参与协作的成员设备之间通过信息交互完成业务流的传输和同步控制机制协 商。

为确保业务传输过程中各协同设备之间的同步，上述主控设备和协作设备除了可以按照 上述图1-图3中的模块划分方式外，虚拟终端系统中的各个终端设备除了基本的组成单元之 外，还可以包括如图5所示的各个模块，即包括业务类型分析模块52、同步控制模块54、协 同交互模块56和分组数据缓冲模块58，各个模块的功能如下：

业务类型分析模块52用于分析用户申请进行协作下载的业务类型，并将分析结果传递至 同步控制模块。

根据协同通信业务类型的不同，可以将同步问题分为两类：一类实时业务对同步的实时 性和准确性要求较高，如连续多媒体同步中包括一个实时连续媒体流内或多个实时连续媒体 流之间的连续性同步关系；另一类属于事件同步，需要描述一个或一组相关事件发生的先后 顺序或相应动作之间的同步关系。

同步控制模块54用于根据业务类型对同步精度的要求不同实施不同的同步控制策略。

协同交互模块56用于系统中主控设备与各协作设备之间的交互，包括同步控制信息及业 务流信息。通过实时、有序的交互方式可以保证协同工作的顺利开展。

分组数据缓冲模块58用于缓存各协作终端传来的分组数据，通过同步控制模块54完成 对分组数据的进一步处理得到有序的同步数据。

本实施例协同业务下载过程中考虑不同业务的特点，采取与之相对应的同步机制完成业 务的传输，解决了现有时间同步机制不能满足泛在网对时间同步机制多样性要求的问题，进 而可以保障业务流的实时、高效、有序传输，尤其对实时性要求较高的连续多媒体流，为用 户的最佳QoS体验提供了充足的保障。

基于上述虚拟终端系统，本发明实施例还提供了一种虚拟终端系统中的多流业务同步方 法，如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤S602：主控设备接收来自协作设备的业务流，其中，该业务流携带有控制报文信息；

步骤S604：主控设备将业务流存储至分组数据缓冲区；

步骤S606：主控设备根据业务流的类型选择同步方式，其中，同步方式包括精确同步和 事件同步；

步骤S608：主控设备根据控制报文信息和选择的同步方式，对上述分组数据缓冲区中的 业务流进行同步。

本实施例的虚拟终端系统通过主控设备按照业务流的类型对各个业务流进行同步操作， 可以满足不同类型业务流的同步需求，解决了现有时间同步机制不能满足泛在网对时间同步 机制多样性要求的问题，保障了业务流的实时、高效、有序传输，增强了用户的QoS体验度。

上述方法还包括：主控设备与协作设备交互测试报文，确定与协作设备间的链路状态。

其中，上述主控设备与协作设备交互测试报文，确定与协作设备间的链路状态包括：主 控设备接收协作设备发送的同步控制报文，其中，该同步控制报文携带有时间戳和顺序编号； 主控设备根据时间戳和顺序编号重建由协作设备所生成的定时信息；主控设备根据接收的同 步控制报文对丢失分组数进行估计，生成接收报告，其中，该接收报告包含分组丢失和分组 时延抖动信息；该主控设备向协作设备发送此接收报告。

相应地，上述主控设备向协作设备发送接收报告之后，上述方法还包括：协作设备对主 控设备返回的接收报告进行分析，确定本次测试的分组丢失的统计值、时延抖动和往返时间； 协作设备根据分组丢失的统计值、时延抖动和往返时间确定网络状态；协作设备根据确定的 网络状态调整业务流应用的带宽、编码方式和发送间隔。

上述主控设备对分组数据缓冲区中的业务流进行同步可以包括：当采用精确同步时，主 控设备根据控制报文信息中时间戳和顺序编号确定业务流呈现的时间；主控设备根据确定的 呈现时间呈现业务流。当采用事件同步时，主控设备根据控制报文信息中时间戳和顺序编号 确定业务流在分组数据缓冲区中的位置；该主控设备根据确定的位置呈现业务流。

上述测试主控设备与协作设备间链路状态的过程可以按照设定的周期进行，也可以根据 管理员的指令进行，也可以在业务流的传输过程中进行，参见图7所示的在业务流的传输过 程中进行的同步控制方法流程图，，该方法包括以下步骤：

步骤S701：为完成用户的业务下载申请，通过主控设备聚合周边协作设备建立虚拟终端 系统，服务器按照一定的规则结合各协作终端所处网络环境制定分流策略向各协作终端传输 业务流；

步骤S702：协作终端向主控设备发送同步控制报文，该报文包头携带定时信息(时间戳) 和顺序编号。

步骤S703：主控设备协同交互模块接收上述同步控制报文，并使用报文包头所携带的定 时信息和顺序编号重建由发送者(即上述协作设备)所生成的定时信息，对丢失分组数进行 估计，通过协同交互模块将接收报告交付给协作终端。

该步骤中，接收报告包含计算分组丢失和分组时延抖动信息，对业务的每一个分组信源 都分开实现，并单独为每个分组信源完成该定时重建工作。

步骤S704：协作终端接收上述接收报告，并通过分析获得网络信息，根据网络信息调整 业务传输带宽及编码方式，通过调整后的方式发送业务流。

本实施例中的协作终端一旦接收到接收报告就执行如下步骤：1)分析接收报告，并计算 分组丢失的统计值、时延抖动和往返时间；2)将各链路的实际网络状态进行划分(空闲、饱 和、拥塞)以便采取相应的处理措施；3)根据对网络状态分析的判定调整多媒体应用的带宽、 编码方式和发送间隔；4)发送携带控制报文信息的业务流。

步骤S705：主控设备的协同交互模块接收来自协作终端的业务流并将数据分组存储至分 组数据缓冲模块。

步骤S706：主控设备的业务类型分析模块对用户申请业务进行分析，区分各链路传输业 务流的相关性，对于相关性强的业务流(即实时业务流)，采用精确同步方式，执行步骤S707； 对于相关性弱的业务流(即非实时业务流)，采用事件同步方式，执行步骤S708。

当业务流之间存在紧同步关系(如多媒体业务需要实时播放)时，由于多媒体信息通过 分组进行传输，而各分组的时延是不同的。对于在主控设备处以正确的定时关系进行播放的 连续媒体而言，需要传输定时信息以便接收方能够重新建立它们的定时关系。在处理多媒体 数据时，不仅需要保持连续媒体内容的时间连续性，而且需要保持不同媒体之间的同步关系。 这就需要网络对QoS做出承诺并对其进行动态管理，需要提供精确同步；当需要描述一个或 一组相关事件发生的先后顺序或相应动作之间的同步关系，为其提供事件同步处理机制。

步骤S707：对于采用精确同步控制的业务流，启动时钟定时，完成数据分组合成。本实 施例中，主控设备上的同步控制模块为每个收到的数据分组启动一个时钟，时钟值＝时间戳+ 固定时延-当前时间，一旦定时时间到将分组交给系统的最终接收方，完成对数据分组的处理。

步骤708：对于事件同步的业务流，根据顺序号判断业务流相关性，合成业务流。本实施 例中，为避免接收过程中的乱序现象，主控设备通过报文中的顺序号判断业务流之间的相关 性以及先后顺序，合成业务流。

本实施例根据虚拟终端系统的特点，提出了基于多终端协作的虚拟终端系统同步通信模 型，并根据所传输业务类型的差异采取精确同步与事件同步相结合的同步机制，解决了用户 设备聚合周边设备实现多流业务下载过程中的各协作终端设备的同步控制问题，进而保证了 业务的实施、高效、可靠传输，为用户提供最佳的QoS体验。该方法尤其对多媒体业务的音 视频同步有良好的作用。

从以上的描述中可以看出，上述实施例通过对多流业务传输过程中的同步控制可以保障 业务流的实时、高效、有序传输，尤其对实时性要求较高的连续多媒体流，进而为用户的最 佳QoS体验提供了充足的保障。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算 装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上， 可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置 中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步 骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个 集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。