用于通信系统中的协作应用的系统和方法

摘要

系统和方法提供终端节点中的应用与接入节点中的应用代理之间的通信。APP-代理协作通信可用于为用户或所述终端节点改进体验质量。接入节点可例如具有参数化调度系统，其并入有来自所述APP-代理协作通信的用于确定调度参数的信息。终端节点处的应用可例如基于从接入节点接收的关于通信能力的信息修改对通信的请求。对于针对多个应用的APP-代理协作通信，接入节点可包含主应用代理以促进和协调到解决针对特定应用的APP-代理协作通信的特定应用代理的通信。类似地，终端节点可针对APP-代理协作通信使用主应用和特定应用。

说明书

技术领域

本发明大体涉及通信系统的领域，且涉及用于通信系统中的协作 应用的系统和方法。

发明背景

在例如因特网协议(IP)网络等通信网络中，每一节点和子网在可 在任何给定时间有效运送的数据量方面存在限制。在有线网络中，这 通常依据设备能力而定。举例来说，千兆位以太网链路可每秒运送不 超过10亿位业务。在无线网络中，所述能力受所使用的信道带宽、 发射技术和通信协议限制。无线网络还受分配到服务区域的频谱量以 及发送与接收系统之间的信号质量约束。因为这些方面可能是动态 的，所以无线系统的容量可随时间变化。

既往，通信系统已通过核心中(例如，LTE系统中的包网关(P-GW) 中)的服务等级(CoS)而隔离业务。这样做的益处是，来自运营商自身 或经协调内容递送网络(CDN)的运营商提供的服务(例如，语音和视频) 能够被给予例如保证位速率(GBR)等服务质量(QoS)保证。不与运营 商提供的服务相关联的业务通常较小程度区分，从而导致分组到相同 CoS中的异质业务。此外，此业务通常是在尽力基础上提供资源，从 而忽略产生业务的特定应用的QoS需求，且忽略终端用户感知的体 验质量(QoE)。

额外通信业务可来自超过限额(OTT)服务，即不是运营商提供或 经协调的服务。因特网语音协议(VoIP)Skype、YouTube渐进下载视 频、Netflix流传输视频和Pandora无线电流传输音频是OTT服务的 实施例。OTT语音和视频服务趋向于连同电子邮件、社交网络和文 件传递分组在一起作为尽力业务。当网络变得拥挤时，OTT服务通 常全部视为相同，而不管在终端用户的所感知质量中的影响如何。其 通常被调度作为相同CoS。另外，OTT服务通常分组到相同逻辑载 体中。在现今的通信系统中，基于逻辑载体执行准入控制，而不考虑 载体上服务的混合。因此，例如语音、流传输视频和流传输音频等实 时服务相对于例如电子邮件等非实时服务经感知具有QoE的实质降 级。

发明概要

提供用于通信系统中的协作应用的系统和方法。在一个方面中， 本发明提供一种接入节点，所述接入节点包含：收发器模块，其经配 置以与终端节点通信；回程模块，其经配置以提供与应用服务器的通 信；应用代理，其经配置以接收关于来自终端节点的应用的信息；以 及调度器模块，其经配置以经由回程模块接收下行链路包，将所述下 行链路包分组为队列，且利用调度器参数调度下行链路包以供由收发 器模块发射，所述调度器参数至少部分基于关于应用的信息。

在另一方面中，本发明提供一种接入节点，所述接入节点包含： 收发器模块，其经配置以与终端节点通信；处理器，其耦合到收发器 且经配置以从终端节点接收关于终端节点处的应用的信息，从终端节 点接收对于来自一个或多个应用服务器的数据的请求，将所述数据请 求发射到应用服务器，响应于数据请求从应用服务器接收数据，且将 从应用服务器接收的数据发射到终端节点，所述数据与利用关于应用 的信息的特性一起发射，所述处理器包含经配置以接收关于应用的信 息且处理应用共同的信息的主应用代理，以及耦合到主应用代理且经 配置以针对应用的子集接收关于应用的信息的特定应用代理；以及回 程模块，其耦合到处理器且经配置以提供与应用服务器的通信。

在另一方面中，本发明提供一种接入节点，所述接入节点包含： 收发器模块，其经配置以与终端节点通信；处理器，其耦合到收发器 且经配置以从终端节点接收关于终端节点处的应用的信息，从终端节 点接收对于来自应用服务器的数据的请求，将所述数据请求发射到应 用服务器，响应于数据请求从应用服务器接收数据，且将从应用服务 器接收的数据发射到终端节点，所述数据与利用关于应用的信息的特 性一起发射；以及回程模块，其耦合到处理器且经配置以提供与应用 服务器的通信。

在另一方面中，本发明提供一种供在操作提供终端节点与应用服 务器之间的通信的接入节点时使用的方法。所述方法包含：从终端节 点接收关于终端节点处的应用的信息，所述信息由接入节点中的应用 代理接收；从终端节点接收对于来自应用服务器的数据的请求；将所 述数据请求发射到应用服务器；响应于数据请求从应用服务器接收数 据；以及将从应用服务器接收的数据发射到终端节点，所述数据与利 用关于应用的信息的特性一起发射。

在另一方面中，本发明提供一种终端节点，所述终端节点包含： 收发器模块，其经配置以与接入节点通信；以及处理器，其耦合到收 发器且经配置以经由接入节点请求来自应用服务器的通信，将关于应 用的信息发射到接入节点，所述关于应用的信息供接入节点在与终端 节点通信时使用，从接入节点接收关于用于与终端节点通信的能力的 信息，且经由接入节点请求来自应用服务器的另外通信，所述另外请 求具有利用关于用于通信的能力的信息的特性。

在另一方面中，本发明提供一种与终端节点中的应用一起使用的 方法。所述方法包含：经由接入节点请求来自应用服务器的通信；将 关于应用的信息发射到接入节点，所述关于应用的信息供接入节点在 与终端节点通信时使用；从接入节点接收关于用于与终端节点通信的 能力的信息；以及经由接入节点请求来自应用服务器的另外通信，所 述另外请求具有利用关于用于通信的能力的信息的特性。

从借助实施例说明本发明的方面的以下描述应了解本发明的其 它特征和优点。

附图简述

可部分通过研究附图而收集本发明的关于其结构和操作两者的 细节，附图中相同参考数字指代相同零件，且其中：

图1是根据本发明的方面其中可实施本文公开的系统和方法的 通信网络的框图；

图2是根据本发明的方面的接入节点的框图；

图3是根据本发明的方面的终端节点的框图；

图4是图解根据本发明的方面的接入节点的方面的图；

图5是根据本发明的方面展示控制平面关系的通信系统的框图；

图6是根据本发明的方面的应用代理和应用的框图；

图7是根据本发明的方面的具有应用代理和应用的通信系统的 框图；

图8是根据本发明的方面的具有应用代理和应用的另一通信系 统的框图；以及

图9是根据本发明的方面的包检查模块的框图。

详细描述

提供用于具有感知到应用需求的调度和准入控制功能的通信系 统的系统和方法。用户设备应用与应用感知基站(或其它网络节点)之 间的协作和通信可改进用户的体验质量(QoE)。所述系统和方法在容 量和频谱受约束的多址通信系统中尤其有用。本文公开的系统和方法 可与含有来自异质应用的数据流或流动的服务等级一起使用。

本文公开的系统和方法可应用于各种容量受限通信系统，包含有 线和无线技术。举例来说，本文公开的系统和方法可与蜂窝式2G、 3G、4G(包含长期演进(LTE)、先进LTE和WiMAX)、蜂窝式回程、 Wi-Fi、超移动宽带(UMB)、线缆调制解调器，和其它点对点或点到 多点有线或无线技术一起使用。为简明阐述，使用特定技术和标准的 术语和组织描述各个实施方案。然而，本文描述的系统和方法广义上 适用于其它技术和标准。

图1是根据本发明的方面其中可实施本文公开的系统和方法的 通信网络的框图。宏基站110经由回程连接170连接到核心网络102。 在一实施方案中，回程连接170为双向链路或两个单向链路。从核心 网络102到宏基站110的方向称为下游或下行链路(DL)方向。从宏基 站110到核心网络102的方向称为上游或上行链路(UL)方向。订户站 150(1)和150(4)可经由宏基站110连接到核心网络102。在一实施方 案中，订户站150与宏基站110之间的无线链路190为双向点对多点 链路。从宏基站110到订户站150的无线链路190的方向称为下行链 路或下游方向。从订户站150到宏基站110的无线链路190的方向称 为上行链路或上游方向。订户站有时称为用户设备(UE)、用户、用户 装置、手持机、终端节点或用户终端，且通常为例如智能电话或平板 计算机等移动装置。订户站150使用基站(例如，宏基站110)作为桥 经由无线链路190存取内容。即，基站通常在订户站150与核心网络 102之间传递用户应用数据和任何用户应用控制消息，所述基站不是 数据和控制消息的目的地或数据和控制消息的源。

在图1中图解的网络配置中，办公大楼120(1)引起覆盖阴影104。 微微站130可提供对覆盖阴影104中的订户站150(2)和150(5)的覆盖。 微微站130经由回程连接170连接到核心网络102。订户站150(2)和 150(5)可经由类似于订户站150(1)和150(4)与宏基站110之间的无线 链路190的链路连接到微微站130。

在办公大楼120(2)中，企业毫微微小区140向订户站150(3)和 150(6)提供大楼内覆盖。企业毫微微小区140可通过利用企业网关103 提供的宽带连接160经由因特网服务提供者网络101连接到核心网络 102。

为辅助分配稀少的通信资源，先前通信系统已通过核心网络中 (例如，LTE系统中的包网关(P-GW)中)的服务等级(CoS)而隔离业务。 出于调度资源分配的目的，CoS内的业务通常类似地看待。出于调度 资源分配的目的，不同CoS中的业务通常单独看待。这允许来自运 营商自身或经协调内容递送网络(CDN)的运营商提供的服务(例如，语 音和视频)被给予例如保证位速率(GBR)等QoS保证。

不与运营商提供的服务相关联的业务可称为超过限额(OTT)业 务。先前系统通常在各种类型的OTT业务之间具有极少差别或无差 别。因此，异质业务可分组到相同CoS中。此外，此业务通常是在 尽力基础上在例如无保证位速率的情况下提供资源。因此，先前系统 忽略产生OTT业务的特定应用的QoS需求，且忽略终端用户感知的 体验质量(QoE)。具体地说，例如IP语音(VoIP)Skype、YouTube渐 进下载视频、Netflix流传输视频、Facetime对话视频和Pandora无线 电流传输音频等OTT语音和视频服务可能已连同电子邮件、社交网 络和文件传递分组在一起作为尽力业务。当网络变得拥挤时，这些服 务通常全部视为相同，而不管在用户的所感知质量中的影响如何。因 此，实时服务(例如，语音、流传输视频和流传输音频)相对于非实时 服务(例如，电子邮件)经感知具有QoE的实质降级。

订户站150和图1的网络中的通信节点(例如，宏基站110、微微 站130、企业网关103、企业毫微微小区140、核心网络102中的装 置，以及因特网服务提供者网络101中的装置)可传送应用相关信息。 订户站中的应用与通信节点中的应用代理之间的协作可改进通信网 络的性能，包含用户体验。应用相关信息可经由通过通信节点的包的 检查而导出。对于许多应用来说，可存在驻留在订户站中的应用中的 额外信息，例如客户端侧缓冲器占用，其可允许更有效或改进的通信。 类似地，可存在通信节点中可用的信息，例如拥挤状态信息，其可辅 助应用作出更智能的资源请求，所述更智能的资源请求又将导致例如 在调度器和准入控制功能方面通信节点的改进的性能。举例来说，通 信系统可使用应用信息和拥挤信息来改进通信信道资源分配且确定 准入、拒绝或修改哪些会话。

应用相关信息或客户端侧应用与通信节点调度和准入控制功能 之间的协作可改进用户的QoE。应用相关信息和协作即使当QoS资 源保证可用时也可改进QoE。举例来说，资源保证可能不包含例如拥 挤、峰值与平均位速率和应用之间的数据的异质性等瞬时条件。

图2是根据本发明的方面的接入节点275的功能框图。在各个实 施方案中，接入节点275可为移动WiMAX基站、全球移动系统(GSM) 无线基站收发器(BTS)、通用移动电信系统(UMTS)节点B、LTE演进 节点B(eNB或eNodeB)、线缆调制解调器头端，或各种形状因数的 其它有线或无线接入节点。举例来说，图1的宏基站110、微微站130 或企业毫微微小区140可例如由图2的接入节点275提供。接入节点 275包含处理器模块281。处理器模块281耦合到发射器-接收器(收 发器)模块279、回程接口模块285和存储模块283。

发射器-接收器模块279经配置以发射和接收与其它装置的通信。 在许多实施方案中，所述通信以无线方式发射和接收。在此类实施方 案中，接入节点275通常包含用于无线电信号的发射和接收的一个或 多个天线。在其它实施方案中，所述通信经由例如电线或光缆等物理 连接而发射和接收。发射器-接收器模块279的通信可与终端节点进 行。

回程接口模块285提供接入节点275与核心网络之间的通信。所 述通信可经由回程连接，例如图1的回程连接170。经由发射器-接收 器模块279接收的通信可在对回程连接的处理之后发射。类似地，从 回程连接接收的通信可由发射器-接收器模块279发射。尽管图2的 接入节点275展示为具有单一回程接口模块285，但接入节点275的 其它实施方案可包含多个回程接口模块。类似地，接入节点275可包 含多个发射器-接收器模块。所述多个回程接口模块和发射器-接收器 模块可根据不同协议操作。

处理器模块281可处理正由接入节点275接收和发射的通信。存 储模块283存储数据以供处理器模块281使用。存储模块283还可用 于存储计算机可读指令以供由处理器模块281执行。计算机可读指令 可由接入节点275使用用于实现接入节点275的各种功能。在一实施 方案中，存储模块283或存储模块283的部分可视为非暂时性机器可 读媒体。为简明阐述，接入节点275或其实施方案描述为具有特定功 能性。将了解，在一些实施方案中，此功能性由处理器模块281结合 存储模块283、发射器-接收器模块279和回程接口模块285实现。此 外，除了执行指令外，处理器模块281还可包含专用硬件以实现一些 功能。

接入节点275可与其它装置传送应用相关信息。接入节点275可 从其它装置接收应用相关信息，将应用相关信息发射到其它装置，或 两者。举例来说，终端节点中的应用可与接入节点275协作操作以改 进终端节点的用户的QoE。

图3是根据本发明的方面的终端节点255的功能框图。在各个实 施方案中，终端节点255可为移动WiMAX订户站、GSM蜂窝式电 话、UMTS蜂窝式电话、LTE用户设备、线缆调制解调器，或各种形 状因数的其它有线或无线终端节点。图1的订户站150可例如由图3 的终端节点255提供。终端节点255包含处理器模块261。处理器模 块261耦合到发射器-接收器模块(收发器)259、用户接口模块265和 存储模块263。

发射器-接收器模块259经配置以发射和接收与其它装置的通信。 举例来说，发射器-接收器模块259可经由图2的接入节点275的发 射器-接收器模块279与图2的接入节点275通信。在其中通信为无 线的实施方案中，终端节点255通常包含一个或多个天线以用于无线 电信号的发射和接收。在其它实施方案中，所述通信经由例如电线或 光缆等物理连接而发射和接收。尽管图3的终端节点255展示为具有 单一发射器-接收器模块259，但终端节点255的其它实施方案可包含 多个发射器-接收器模块。所述多个发射器-接收器模块可根据不同协 议操作。

在许多实施方案中，终端节点255将数据提供到人(用户)或从人 (用户)接收数据。因此，终端节点255包含用户接口模块265。用户 接口模块265包含用于与人通信的模块。在一实施方案中，用户接口 模块265包含用于与用户的语音通信的扬声器和麦克风、用于向用户 提供视觉信息的屏幕，以及用于从用户接受字母数字命令和数据的小 键盘。在一些实施方案中，可使用触摸屏代替小键盘或与小键盘组合 以除字母数字输入外还允许图形输入。在替代实施方案中，用户接口 模块265包含计算机接口(例如，通用串行总线(USB)接口)以将终端 节点255介接到计算机。举例来说，终端节点255可呈软件狗的形式， 其可经由用户接口模块265连接到笔记本计算机。计算机与软件狗的 组合也可视为终端节点。用户接口模块265可具有其它配置且包含例 如振动器、相机和电灯等功能。

处理器模块261可处理正由终端节点255接收和发射的通信。处 理器模块261还可处理来自用户接口模块265的输入和到用户接口模 块265的输出。存储模块263存储数据以供处理器模块261使用。存 储模块263还可用于存储计算机可读指令以供由处理器模块261执 行。计算机可读指令可由终端节点255使用用于实现终端节点255的 各种功能。在一实施方案中，存储模块283或存储模块283的部分可 视为非暂时性机器可读媒体。为简明阐述，终端节点255或其实施方 案描述为具有特定功能性。将了解，在一些实施方案中，此功能性由 处理器模块261结合存储模块263、发射器-接收器模块259和用户接 口模块265实现。此外，除了执行指令外，处理器模块281还可包含 专用硬件以实现一些功能。

终端节点255可与其它装置传送应用相关信息。终端节点255可 从其它装置接收应用相关信息，将应用相关信息发射到其它装置，或 两者。举例来说，接入节点中的应用代理可与终端节点255协作操作 以改进终端节点的用户的QoE。

图4是图解根据本发明的方面的接入节点475的方面的图。接入 节点475与终端节点455和核心网络410通信。在一些实施方案中， 图1的宏基站110、微微站130、企业毫微微小区140或企业网关103 使用接入节点475实施。接入节点475可例如使用图2的接入节点 275实施。核心网络410也可为服务器提供者网络、因特网或网络的 组合。为辅助理解，在图4中，实线表示用户数据且虚线表示控制数 据。用户数据与控制数据之间的区别是从接入节点475的视点来看。 由于接入节点475充当桥，所以可存在从终端节点455到核心网络 410中的某一实体(例如，视频服务器)的控制数据，其由接入节点475 感知为用户数据。

图4的接入节点475促进终端节点455与核心网络410中的实体 (以及其它)(例如，经由因特网接入的实体，比如视频服务器)之间的 通信。终端节点455中的应用451经由接入节点475与核心网络410 中或连接到核心网络410的服务器应用通信。应用451为终端节点 455的用户提供某一功能性或服务。举例来说，应用451可为由终端 节点455执行的软件程序。终端节点455中的应用451还与接入节点 475中的应用代理470通信。应用451可为例如由图3的终端节点255 的处理器模块261使用来自存储模块263的指令提供的模块。应用代 理470可为例如由图2的接入节点275的处理器模块281使用来自存 储模块283的指令提供的模块。

应用451和应用代理470经由APP-代理协作通信控制路径403 通信。应用451与应用代理470之间的通信可为终端节点455的用户 提供改进的通信系统性能，例如改进的QoE。在APP-代理协作通信 控制路径403上提供通信的应用可视为增强型或协作应用。

尽管图4图解每一元件的单一例项，但在一实施方案中，可存在 各种元件的多个例项。举例来说，接入节点可同时与多个终端节点通 信，且终端节点的每一者可具有可同时与一个或多个接入节点中的一 个或多个应用代理协作的多个应用。

接入节点475包含包检查模块429、调度器模块430和发射/接收 模块(收发器)479。包检查模块429、调度器模块430和发射/接收模 块479由接入节点475在与终端节点455通信时使用。发射/接收模 块479提供与终端节点455的通信。发射/接收模块479可例如实施 无线电接入网络物理层。接入节点475还包含负责资源控制的各个方 面的资源控制模块480。应用代理470也可与资源控制模块480通信。

包检查模块429在核心网络410与终端节点455之间的数据路径 中。在下行链路方向上，包检查模块429从核心网络410接收数据且 决定如何处置所述数据。举例来说，去往终端节点455的用户数据可 在调度器模块430处隔离到队列中以供经由发射/接收模块479发射 到终端节点455。到队列中的隔离可基于与用户数据相关联的各种特 性，例如逻辑链路、IP源和目的地地址，或应用类别。在一实施方案 中，包检查模块429是数据桥/中继模块的一部分或耦合到数据桥/中 继模块。包检查模块429还可包含在数据桥/中继模块之前或之后执 行的路由功能。

来自核心网络的一些数据可为既定用于接入节点475的控制和 配置的控制数据。此数据可导向接入节点475的各种控制或管理模 块，例如资源控制模块480。

调度器模块430实施跨越接入节点475与终端节点455之间的通 信链路分配物理资源所需的一些或所有功能性。调度器模块430通常 与媒体接入控制(MAC)层相关联，或为MAC层的一部分。对于下行 链路方向，调度器模块430决定发射哪些数据以及在什么时间点发射 数据。资源可例如作为副载波和时隙分配。调度器模块430还可处理 来自终端节点455的上行链路资源请求且准予上行链路带宽。调度器 模块430可使用来自发射/接收模块479的PHY信息(例如，调制和译 码方案)来确定分配到特定用户数据的资源量。调度器模块430还可 告知资源控制模块480在通信链路上发生的拥挤，或关于拥挤监视的 统计数据(例如，缓冲器占用和外出速率)。在一实施方案中，调度器 模块430可从资源控制模块480接收对调度器参数的更新，例如对权 重和信用的改变。

包检查模块429还可检测应用且将例如应用类别、特定应用、数 据速率和持续时间等应用信息提供到资源控制模块480。在一实施方 案中，包检查模块429可接收准入控制响应信息且辅助针对特定连接 或会话实施准入控制响应(例如，阻挡包)。

图4所示的资源控制模块480包含资源估计模块481、拥挤监视 模块482、准入控制响应模块483和调度器参数计算模块484。资源 估计模块481估计当前现用应用的预期资源需求。资源估计模块481 可使用例如预期数据速率等应用参数和例如针对终端节点455的调 制和译码的改变等PHY参数来估计预期资源需求。资源的任何过量 可用于新资源或可用于增加分配到当前现用应用的资源。

拥挤监视模块482监视拥挤的当前状态。拥挤的当前状态可从资 源估计模块481执行的资源估计变化。举例来说，当发生数据速率的 短期改变(例如，针对可变数据速率流传输视频的数据速率的峰值) 时，来自调度器模块430的信息可指示当前拥挤(例如，针对应用的 缓冲器占用的增加，或针对应用的缓冲器外出速率的减小)，尽管长 期资源估计不指示拥挤。拥挤监视模块482还可维持可在预测拥挤时 使用的历史拥挤信息。

准入控制响应模块483可产生控制响应以准入、拒绝、延迟或修 改逻辑链路、连接和/或流，借此产生针对会话的控制响应。准入控 制响应模块483可使用各种信息产生控制响应，所述各种信息例如策 略(例如，用户的优先级，或用户QoE的可接受水平)、服务水平协议 (SLA)信息、应用参数(例如，特定应用或数据速率)、资源估计值、 APP-代理协作通信和拥挤指示符。

调度器参数计算模块484可计算对调度器参数(例如，权重和信 用)的修改。调度器参数计算模块484可使用各种信息计算所述修改， 所述各种信息例如APP-代理协作通信、策略、SLA信息、应用参数、 资源估计值、拥挤指示符，和控制响应(例如，准入控制响应)。

发射/接收模块479除促进上行链路和下行链路数据传递外还可 监视或维持物理层(PHY)参数和状态，例如与同终端节点455的通信 相关联的调制、译码和信噪比(SNR)。接入节点475与终端节点通信 的能力部分取决于PHY参数和状态。可使关于PHY参数和状态的信 息可用于调度器模块430以作出调度决策且可用于资源控制模块480 以计算调度器参数调整或确定准入控制响应。发射/接收模块479还 可促进或产生接入节点475中的无线电接入协议模块与终端节点455 之间的通信。

在上行链路方向上，包检查模块429经由发射/接收模块479从 终端节点455接收用户数据，且将用户数据转发到核心网络410。包 检查模块429还从终端节点455接收去往应用代理470的通信。包检 查模块429可识别这些通信且将其转发到应用代理470。

应用代理470和应用451建立APP-代理协作通信控制路径403。 APP-代理协作通信控制路径403可例如为TCP连接。APP-代理协作 通信控制路径403用于交换APP-代理协作通信。APP-代理协作通信 控制路径403上数据的路由可由包检查模块429促进。或者，所述路 由可由可在接入节点475内部或外部的路由功能促进。

从应用451到应用代理470的APP-代理协作通信可包含例如允 许接入节点475改进准入控制和调度的信息。应用代理470与应用 451之间的通信可例如将额外信息提供到资源控制模块480。

作为APP-代理协作通信的介绍性实施例，考虑其中应用451将 YouTube流传输视频提供到终端节点455的用户的通信网络。所述流 传输视频可在不同相关联数据速率下以多种格式可用。关于格式的信 息可由YouTube特定应用传送到YouTube感知应用代理，YouTube 感知应用代理又可将关于格式的信息提供到资源控制模块。资源控制 模块可使用应用信息产生准入控制响应，所述准入控制响应指示哪些 格式(如果存在的话)适合可用资源的当前估计值。YouTube感知应用 代理可将指定哪些格式当前可允许的准入控制响应处理为到 YouTube特定应用的APP-代理协作通信。在各个实施方案中，格式 的特定选择可由应用代理或由应用作出且传送回到应用代理。应用代 理可告知资源控制模块选定的格式和相关联数据速率。资源控制模块 更新资源估计值和调度器参数以反映选定的格式。

图4图解在各种通信模式中功能到各个模块的特定分配以及模 块的特定分配。还可使用许多其它布置。举例来说，包检查模块429、 应用代理470和资源控制模块480中的全部或部分可在核心网络中的 网关节点中，例如在LTE网络中的服务网关(S-GW)或包网关(P-GW) 中。另外，可存在接入节点475和核心网络410与终端节点455之间 的中间装置。也可使用应用与应用代理及其相关功能的许多组合。举 例来说，可存在与所有应用通信的一个应用代理、针对每一特定应用 一个应用代理(例如，YouTube应用代理、Pandora应用代理等)、针对 每一终端节点一个应用代理，或针对每一应用一个应用代理(例如， 针对第一终端节点的YouTube应用代理，以及针对第二终端节点的另 一YouTube应用代理)。当存在多个应用和应用代理时，每一对应用 与应用代理之间可存在个别通信连接(例如，TCP/IP连接)。或者，多 个应用与应用代理之间的通信可总计且经由减少数目的连接携载。举 例来说，可针对特定终端节点使用单一TCP/IP连接在多个应用代理 与应用之间通信。

图5是根据本发明的方面展示控制平面关系的通信系统的框图。 通信系统包含终端节点555、接入节点575和应用服务器590。终端 节点555包含与应用服务器590中的服务器应用592通信的应用551。 所述通信经由接入节点575。应用551还与接入节点575中的应用代 理570通信。

图5的示例性协议、控制平面关系和其它描述可用于进一步理解 关于图4的接入节点475的方面，图4的接入节点475可类似于或同 于图5的接入节点575。图4的终端节点455可类似于或同于图5的 终端节点555。类似地，接入节点575与应用服务器590之间的通信 可利用类似于或同于图4的核心网络410的网络。此外，图5的应用 服务器590可在类似于或同于图1的因特网服务提供者网络101或核 心网络102的网络中或连接到所述网络。应用服务器还可为分开定位 的服务器的网络。虽然图4的通信系统使用LTE协议堆栈，但其它 通信系统可使用其它协议堆栈。可存在更多或更少协议层，层名称和 术语可不同，功能性可不同，且功能驻留在哪一层可不同。

通信网络中的装置通常经由多层协议在通信路径上通信。通信装 置中的协议堆栈实施所述协议。举例来说，应用数据路径501使用每 一装置中的协议堆栈经由接入节点575在终端节点555与应用服务器 590之间传达通信。除了用于传递用户应用数据和控制的协议堆栈外， 还可存在用于实施和管理通信链路以支持用户应用的协议堆栈。

图5的接入节点575包含无线电接入网络(RAN)控制平面协议堆 栈以实施用于终端节点555与接入节点575之间的控制平面通信的 RAN控制平面协议。接入节点575中的RAN控制平面协议可使用例 如图2的接入节点275的处理器模块281使用来自存储模块283的指 令实施。接入节点575中的RAN控制平面协议堆栈包含RAN物理 (PHY)层模块525、媒体接入控制(MAC)层模块520、无线电链路控制 (RLC)层模块515、包数据收敛(PDCP)层模块510，以及无线电资源 控制(RRC)层模块505。接入节点575中的这些协议堆栈层的每一者 在终端节点555中具有对等层。因此，终端节点555中的RAN控制 平面协议堆栈包含PHY层模块525′、MAC层模块520′、RLC层模块 515′、PDCP层模块510′和RRC层模块505′。

在控制平面中，RAN控制信息通常在同一节点中的较高或较低 层之间交换，从而逻辑上产生接入节点575上的层与终端节点555上 的对应层之间的对等控制链路。RAN控制路径502连接接入节点575 与终端节点555的对等层。尽管图5图解单一终端节点555，但接入 节点575上的控制平面层可具有到多个终端节点上的多个对等物的 逻辑控制链路。

对等RAN控制平面层模块交换控制和操作两个装置之间的通信 链路所必需的控制信息。此控制信息在接入节点575和终端节点555 内发起和终止且特定针对操作和管理通信链路。对比之下，用户应用 数据和应用控制消息收发在终端节点555和应用服务器590上发起和 终止。从接入节点575的视点来看，用户应用数据和应用控制消息收 发可视为在数据平面上而非控制平面上运送。

接入节点575的RAN物理层模块525具有与终端节点555的 RAN物理层模块525′的控制消息对等关系。接入节点575的RAN物 理层模块525可例如请求终端节点555的RAN物理层模块525′的发 射功率改变。终端节点555的RAN物理层模块525′可将例如信噪比 (SNR)测量值等无线电链路质量量度发送到接入节点575上的RAN 物理层模块525。接入节点575的MAC层模块520具有与终端节点 555的MAC层模块520′的控制消息对等关系。MAC层模块可例如交 换资源请求和准予。接入节点575的RLC层模块515具有与终端节 点555的RLC层模块515′的控制消息对等关系。RLC层模块可例如 交换数据分段和重组信息。接入节点575的PDCP层模块510具有与 终端节点555的PDCP层模块510′的控制消息对等关系。PDCP层模 块可例如交换加密和压缩信息。接入节点575的RRC层模块505具 有与接入节点575的RRC层模块505′的控制消息对等关系。RRC层 模块可例如交换逻辑链路的服务质量(QoS)参数。

对于应用551与服务器应用592之间的通信，使用终端节点555 上的运送和连接协议模块550′以及应用服务器590上的对等运送和连 接协议模块550来建立应用数据路径501。应用数据路径501运送应 用控制数据和应用用户数据。在各个实施方案中，应用数据路径501 可针对应用控制数据和应用用户数据使用相同或不同运送和连接协 议。另外，可针对应用控制数据和应用用户数据使用协议堆栈的相同 或不同例项(例如，软件过程)。

应用数据路径501可视为通过RAN协议堆栈传送用户数据。不 同于RAN控制路径502上的数据，来自应用数据路径501上的终端 节点555的数据不在接入节点575中终止。而是，应用数据路径501 上的数据可通过数据桥/中继模块530桥接到通信链路以供最终运送 到应用服务器590。当应用不提供APP-代理协作通信时，所有应用 业务可桥接到下一节点。对于此应用，应用控制可限于所述应用与相 关联服务器应用之间的通信。

到应用服务器590的运送可涉及来自接入节点575的例如经由网 关节点或路由器节点的多个链路。接入节点575可使用另一运送和连 接协议模块563经由另一物理层模块565与第一上游通信节点通信。 运送和连接协议模块563可例如使用演进通用包无线电服务(GPRS) 隧道协议(eGTP)。物理层模块565可例如在微波回程或运营商以太网 链路上发射数据。在应用服务器590处，数据经由物理层模块597接 收且传递到运送和连接协议模块550。因此，应用层服务器590中的 运送和连接协议模块550可提供与接入节点575中的运送和连接协议 模块563中使用的协议对等的协议，且除用于与终端节点555通信的 协议外还提供用于同应用服务器590与接入节点575之间的其它通信 节点的通信的协议。

应用数据路径501上的数据、RAN控制路径502上的数据以及 APP-代理协作通信控制路径503上的数据经由RAN协议堆栈在终端 节点555与接入节点575之间运送。然而，接入节点575中的包检查 模块529可将APP-代理协作通信到转向到应用代理570。在APP-代 理协作通信控制路径503上产生和传送消息可利用接入节点575中的 与终端节点555中的运送和连接协议模块550′中使用的协议对等的额 外协议，所述额外协议可例如由包检查模块529或应用代理570提供。

网络使用协议层从一个层提供的功能提取另一层的功能。层的提 取可允许应用到不同网络的较大便携性。网络中的包的流的起始和后 续终止可由特定应用或服务触发。关于终端用户应用或服务的使用的 控制和用户数据包的流称为会话。会话的实施例包含使用来自膝上型 计算机的Skype应用的因特网语音协议(VoIP)呼叫、使用在基于 Android的移动电话上运行的YouTube应用的流传输视频重放，以及 使用Apple iChat应用的双向视频呼叫。

例如应用服务器或代理服务器等网络节点和例如智能电话、平板 计算机或膝上型计算机等终端节点可起始或参与会话。节点可同时代 管一个或多个会话。所述会话可彼此独立(例如，用户同时使用 Facebook和电子邮件)或彼此相关(例如，引起两个视频流传输会话的 浏览会话)。会话可在两个节点之间建立。或者，通过使用例如多播 和广播包协议，会话可视为一个节点与许多节点之间的关系。

会话可由各种准则表征或分类。特定应用指代由用户起始且复杂 启动会话的特定应用。特定应用的实施例包含YouTube应用、Chrome 因特网浏览器和Skype语音呼叫软件。更一般来说，应用类别可用于 描述由特定会话服务的总体功能。实施例应用类别包含流传输视频、 语音呼叫、因特网浏览、电子邮件和游戏。

会话可由使用相同或潜在不同基础连接的一个或多个独立数据 流组成。举例来说，单一VoIP电话呼叫会话可含有两个数据流。一 个数据流可使用用户数据报协议(UDP)连接为双向语音业务(即，有效 负载或数据平面包)服务。第二数据流可使用针对控制数据的一个或 多个发射控制协议(TCP)连接来处置呼叫设立/拆毁(即，信令或控制平 面包)，如例如当使用会话起始协议(SIP)时。在视频Skype的实施例 中，可存在一个流来携载SIP信令，以开始、停止或以其它方式控制 会话；第二流来使用实时运送协议(RTP)携载语音包；以及第三流来 使用RTP携载视频包。

当应用由用户在终端节点上起始时，所述应用可以应用与相关联 应用服务器之间的控制信令开始。举例来说，当开始YouTube应用时， 其在多个同时超文本传送协议(HTTP)请求的情况下向YouTube馈送 服务器请求关于可用视频馈送选择的信息。YouTube馈送服务器在 HTTP响应中以关于呈压缩格式的馈送的数据进行回复。在经由终端 节点上的TCP堆栈与YouTube服务器上的TCP堆栈之间的TCP建立 (例如，SYN、SYN-ACK和ACK消息)协议设立的单独TCP连接上 执行每一HTTP请求/响应。一旦接收到视频馈送数据，YouTube应 用就使用多个同时HTTP GET请求要求来自YouTube图像服务器的 针对馈送数据中列举的视频的缩略图像。YouTube图像服务器在 HTTP响应中提供所请求的缩略图像。每一缩略图请求/响应在其自身 单独TCP连接上携载。

对于视频馈送和搜索结果中的每一视频，提供针对视频的不同格 式的多个统一资源定位符(URL)。YouTube应用基于其能力和用户配 置及偏好决定使用哪一格式。YouTube应用利用呈选定格式的视频的 URL将HTTP GET请求发送到服务器。YouTube服务器在HTTP响 应中发回所请求的视频。HTTP响应分段为许多IP包。HTTP响应的 第一IP包携载HTTP响应状态代码(200＝OK)。以下展示HTTP响应 标头的实施例。

HTTP/1.1 200OK

最后修改：2012年2月11日，星期六，08:29:46GMT

内容-类型：视频/mp4

日期：2012年2月28日，星期二，00:31:10GMT

期满：2012年2月29日，星期三，00:31:10GMT

高速缓存-控制：公开，最大-年龄＝86400

接受-范围：字节

内容-长度：56924607

X-用户-代理-选项：不-保存

连接：关闭

X-内容-类型-选项：nosniff

服务器：gvs 1.0

在以上实施例中，HTTP响应标头“内容-类型”指示MP4格式 视频包含在响应中。HTTP响应标头“内容-长度”指示包含在HTTP 响应中的MP4视频的长度约为57MB。

图6是根据本发明的方面的应用代理和应用的框图。应用代理与 接入节点675相关联；应用与终端节点655相关联。终端节点655中 的应用与接入节点675中的应用代理协作操作。应用代理和应用可例 如在图4的通信系统中使用。图6的接入节点675可在各个实施方案 中类似于或同于图4的接入节点475；图6的终端节点655可在各个 实施方案中类似于或同于图4的终端节点455。

接入节点675包含主应用代理670。主应用代理670与终端节点 655中的主应用651通信。在一实施方案中，主应用651是终端节点 455的操作系统的一部分。主应用代理670和主应用651促进接入节 点675中的特定应用代理671(1)-671(n)与终端节点655中的特定应用 653(1)-653(n)之间的通信。

主应用代理670和主应用651可使用单一TCP连接促进特定应 用代理671与特定应用之间的通信。在一实施方案中，在主应用651 与主应用代理670之间建立IP连接。

主应用651和主应用代理670可通过各种技术感知到其对等物的 IP地址，其可或可不与相关联接入或终端节点的IP地址相同。举例 来说，接入节点可在终端节点进入网络时建立或发现终端节点的IP 地址。在许多实施方案中，存在多个同时操作的终端节点，且主应用 代理670相应地感知到多个对等节点地址。当ARP功能可基于的适 宜的基础层2地址可用(例如，以太网MAC地址)时，可使用地址分 辨协议(ARP)。或者，主应用代理670可使用动态指派技术(例如，动 态主机配置协议(DHCP))将地址指派到主应用651。或者，IP连接信 息可例如由运营商经由管理连接编程到主应用651和主应用代理670 中。在另一替代方案中，接入节点675宣传主应用代理670的IP地 址。IP地址可宣传为已经就位用于控制RAN(例如，使用RAN控制 路径)的控制信道的扩增。举例来说，接入节点675可包含到终端节 点的网络登录响应中的地址(当其加入网络或在广播控制信道(例如， LTE系统信息块(SIB)信道)上广播所述地址时)。

IP地址可不需要在接入节点和相关联终端节点界定的网络外部 可路由。因此，可使用各种众所周知的非可路由IP地址。LTE网络 中非可路由IP地址的指派可基于eNodeB物理小区识别(PCI)。举例 来说，eNodeB中主应用代理的IP地址可被指派172.16.0.0加上对应 于其9位PCI值的(9个最低有效位的)9位偏移的基本地址。具有PCI 值255的eNodeB中主应用代理将被指派IP地址172.16.0.255。当 eNodeB PCI广播到eNodeB的服务范围内的所有UE时，主应用代理 IP地址将可由UE在无RAN信令开销的情况下计算。此技术还可应 用于IPv6寻址。

类似地，LTE用户设备中的主应用的IP地址也可为非可路由地 址。非可路由地址可由基本地址(使用IPv4或IPv6)加上偏移的组合 形成。偏移可基于例如默认无线电载体识别符或临时移动预订识别 (M-TMSI)。因为寻址方案可能是主应用代理已知的，所以主应用的 IP地址可能是已知的，而无RAN信令开销。

在一实施方案中，主应用651与主应用代理670之间的通信在特 定针对无线电接入技术(RAT)的控制通信信道上。所述通信可使用例 如个别或广播消息。为促进新的特定应用，可使用提供应用特性消息 的容器的RAT特定消息。

主应用代理670和主应用651还可处理APP-代理协作通信。举 例来说，主应用代理670或主应用651可协调、组合或以其它方式操 纵特定应用代理671与特定应用653之间传送的信息。

针对多个不同应用可能共同的信息或请求可总计。举例来说，主 应用代理670可向主应用651提供当前拥挤和过多资源余量。主应用 651可接着将拥挤和资源余量信息供应到特定应用653。

另外，例如特定数据速率下的特定应用类别(例如，语音、视频) 是否可以所要QoS水平供应的共同询问可在单一主应用-主应用代理 对中而非在每一特定应用和特定应用代理中统一实施。例如终止或修 改服务的准入控制响应可额外在主应用651和主应用代理670中实 施。

除了支持共同应用产生的协作通信外，主应用651和主应用代理 670还可通过任何额外APP-代理协作通信。即，特定针对特定的一 对特定应用653和特定应用代理671的协作通信可通过主应用651和 主应用代理670。举例来说，关于视频客户端重放缓冲器状态的协作 通信可从特定应用653的一者穿过主应用651和主应用代理670传递 到特定应用代理671的一者。

主应用代理或主应用的使用可减少信令开销且减少对应用开发 者的负担。这还可减小将应用代理671与接入节点675中的其它功能 (例如，资源控制模块)介接的复杂性。

图6所示的应用代理和应用的许多变化是可能的。举例来说，主 应用可与不包含主应用代理的接入节点中的特定应用代理直接通信。 接入节点中的主应用代理的存在与否可由已经存在的广播控制信道 中(例如，LTE系统信息块(SIB)信道中)的存在位或字段信令。类似地， 主应用代理可与不包含主应用的终端节点中的特定应用直接通信。另 外，接入节点可具有主应用代理以及与应用直接通信的一个或多个应 用代理，且终端节点可具有主应用以及与应用代理直接通信的一个或 多个应用。此外，以上寻址方案(或其变型)也可在不存在主应用代理 或主应用的情况下使用。

APP-代理协作通信可以许多方式使用。以下段落描述APP-代理 协作通信的实施例。描述针对特定应用和特定网络技术的许多实施 例，但应理解，其实施例和变化广泛适用于其它应用和其它网络技术。 类似地，描述针对接入节点中的应用代理与终端节点中的应用之间的 APP-代理协作通信的许多实施例，但应理解，其实施例和变化广泛 适用于其它装置。

APP-代理协作通信可用于调适视频通信以其适于改变的通信网 络条件(例如，RAN条件)。在实时视频流传输协议中，举例来说，应 用代理可在通信系统具有更多或更少资源可用时告知相关联实时流 传输视频应用。应用代理可例如通过传送资源可用性或通过传送视频 的新的优选或最大数据速率或分辨率而告知应用所述网络条件。当请 求下一视频块时，应用可请求不同分辨率以便使视频适于资源的改 变。

APP-代理协作通信可用于调整来自接入节点的通信的调度。使 用应用感知调度的装置可从APP-代理协作通信获得关于应用的信 息。经由APP-代理协作通信获得的关于应用的信息可能另外难以或 不可能获得。APP-代理协作通信可减少或排除针对协作应用使用应 用和应用信息检测。协作还可提供关于应用的状态的更多准确信息。 对于视频会话，举例来说，APP-代理协作通信可传送视频在初始缓 冲状态中、重放/检视状态中、暂停状态中、停止状态中、倒回状态 中，还是快进状态中。接入节点可在调度决策中使用视频状态。APP- 代理协作通信可传送来自视频客户端应用的重放缓冲器状态和冻结 指示。可相应地调整接入节点中的调度器参数。

APP-代理协作通信可在准入控制决策中使用。APP-代理协作通 信可用于产生应用感知准入控制系统的资源需求的更准确反映。举例 来说，例如流传输视频客户端等终端节点上的协作应用可使用APP- 代理协作通信报告流传输视频会话的平均位速率和持续时间。此信息 可由接入节点在计算当前和将来资源需求时使用。通过从接入节点容 量减去资源需求，产生可用过多容量的测量，其可应用于请求准入的 新的服务。

APP-代理协作通信可用于提供用于准入会话的经修改型式的增 加的选项，或提供用于修改其它会话以允许新的会话的增加的选项。 举例来说，终端节点上的协作应用可通过使用APP-代理协作通信传 送对于视频剪辑可用的一组位速率选项(例如，在会话初始化期间由 “HTTP上动态自适应流传输”或DASH服务器发射到DASH应用 的再现位速率的列表)。基于可用过多容量，接入节点可排除或禁止 使用列表中的较高位速率选项的一者或多者。缩减的列表可传送回到 终端节点，从而向应用提供一组缩减的位速率选项。这允许接入节点 的可用容量的约束内的可靠视频重放。另外或作为替代，在具有多个 终端节点的网络中，例如以上DASH会话等新视频会话的支持可包 含将经更新位速率列表发送到已在进行中的一个或多个视频会话。举 例来说，为支持新的第十DASH视频会话(待与九个正在进行中的会 话一起添加的第十会话)，接入节点可减小第十会话可用的最大位速 率以及将经更新位速率列表(以及较低最大位速率选项)发送到正在 进行中的九个会话的一者或多者以便释放足够容量来支持第十会话。 在不断增加的过多容量的时间期间，以上方法可颠倒(即，通过增加 最大可允许位速率来扩展位速率列表)以便改进用户QoE。另外，在 其中以粗略逻辑载体为基础而非以每会话为基础指定准入控制的系 统(例如，LTE)中，可使用APP-代理协作通信来产生以每会话为基础 以拒绝和修改响应的较精细粒度准入控制。

APP-代理协作通信可在越区移交期间使用。来自APP-代理协作 通信的信息可用于优化越区移交期间的用户体验质量(QoE)。举例来 说，应用中缓冲的数据可在越区移交之前增加以免越区移交期间缓冲 器卸空。当对于运行协作视频应用的终端节点预期越区移交且接入节 点经由APP-代理协作通信感知到视频客户端重放缓冲器具有额外容 量时，可调整接入节点中的调度器参数以增加刚好在越区移交之前终 端节点中缓冲的视频数据量。越区移交定时也可经控制使得越区移交 在对于应用方便的时间期间(即，在通信的任何中断或延迟对QoE具 有较少影响的时间期间)发生。举例来说，如果预期越区移交但并非 立即需要，那么越区移交可在应用向应用代理指示视频已暂停时立即 起始。类似地，应用代理可指示传送例如电子邮件应用或浏览器应用 等容忍延迟的信息的应用将发送或接收请求推迟到越区移交完成之 后。经由APP-代理协作通信的越区移交改进可改进应用和通信网络 两者的效率，与重新发射在越区移交期间丢失或被破坏的数据形成对 比。

APP-代理协作通信可用于评估视频质量。举例来说，APP-代理 协作通信可传送来自RTP控制协议(RTCP)报告的信息。RTCP报告含 有允许评估视频质量的信息。虽然接入节点可能够检测和提取来自 RTCP报告的信息(例如，使用包检查模块)，但相同或类似信息可从 应用传递到应用代理，从而减少接入节点中需要的计算资源。视频质 量信息的可用性可用于调整调度器参数和资源分配。举例来说，接入 节点可增加视频应用的调度器优先级以在其不足的情况下改进质量， 或可在质量高于阈值的情况下再分配资源到其它应用。

APP-代理协作通信可用于调度确认。来自APP-代理协作通信的 信息可例如用于调度TCP确认(ACK)消息。上行链路上TCP ACK消 息的改进的调度可避免或纠正对于使用TCP作为其运送和连接协议 的一者的应用可能引起暂停或下行链路数据匮乏的情形。当接入节点 将上行链路带宽分配到终端节点时，接入节点可使用关于TCP ACK 消息的定时的信息。如果协作应用提供关于TCP ACK消息的预期发 生的信息，那么TCP ACK消息的上行链路带宽分配的更精确定时可 能是可行的。用于带宽分配的通信带宽也可减小。

另外，当预期TCP ACK消息时，调制和译码方案的稳健性可增 加。或者，尽管未接收数据，协作应用也可在逾时之后发送TCP ACK 消息，以防止暂停或冻结。可向应用代理报告逾时发生，例如以用于 调整调度器参数以改进将来性能。应用代理可向应用报告拥挤条件从 而允许其改变其逾时阈值，用于即使未接收到数据也在逾时之后发送 TCP ACK消息。改变阈值可例如当可在较低速率下请求下一视频片 段以免将来拥挤时发生，但对于当前视频片段的剩余部分来说冻结的 几率较高。

APP-代理协作通信可用于服务区分。来自APP-代理协作通信的 信息可用于例如区分否则可能难以或不可能检测的服务情境。协作电 子邮件应用可例如向对应的应用代理指示什么事件触发了电子邮件 同步。当电子邮件同步由逾时或某一其它机器产生的刺激触发时，接 入节点可给出相对低优先级来调度下行链路数据和对应的上行链路 协议，且当电子邮件同步由用户动作触发时，接入节点可给出相对高 优先级来调度下行链路数据和对应的上行链路协议。因此，当用户正 等待时使用较高优先级，且当无用户正等待时使用较低优先级。因此， 从终端节点到接入节点的APP-代理协作通信可包含关于通信请求的 刺激的信息，例如用户是否正等待所请求的数据。

类似地，应用可区分用户是否正特别地向碰巧内嵌在网页中的视 频请求检视视频(例如，用户在视频链接上点击)(例如，用户选择到碰 巧具有内嵌式视频的新闻文章的链接)。当用户特别地选择一视频时， 视频的QoE较重要，且调度器可基于来自APP-代理协作通信的信息 相应地调整调度器参数。相比之下，当视频为次级时，调度器可给予 故事的正文更多优先级。可例如在严重拥挤期间将类似考虑用于准入 控制决策。

此外，组合会话中的多个媒体的应用可向应用代理信令媒体的相 对重要性。视频呼叫应用例如可认为是会话的将比视频部分更重要的 语音部分。如果存在针对语音部分和视频部分两者的不足的资源，那 么接入节点可使用关于APP-代理协作通信中接收的相对重要性的信 息以当视频部分降级或被拒绝时维持音频部分的质量。

APP-代理协作通信可用于避免业务疏导引起的减小的QoE。到 和来自终端节点的业务速率可以多种方式限制。当超过业务速率限制 时，可通过丢弃或延迟一些包来触发业务疏导。业务疏导可在未感知 到终端节点的应用的需求的通信节点中发生。此通信节点将因此延迟 或丢弃包而不考虑对QoE的影响。APP-代理协作通信可由应用使用 以避免请求过量数据(这可触发疏导)。通过不触发疏导，可改进QoE。 可向终端节点类似地信令其它用于通信的能力，且终端节点可相应地 调整其请求。

实施例速率限制是LTE系统应用于终端节点(LTE命名法中的用 户设备)的总计最大位速率(AMBR)。AMBR控制可分配到终端节点的 带宽资源(即使存在过多系统资源)。通常提供LTE包网关以疏导去往 终端节点的数据，延迟或丢弃包，以确保平均数据速率不超过AMBR。

终端节点的业务速率还可通过服务水平协议(SLA)按照约定限 制。SLA限制可在各个层级适用，例如终端节点、逻辑链路、载体或 连接。

终端节点可具有有限的关于其速率限制的了解，或无关于其速率 限制的了解。举例来说，终端可了解其AMBR，而不了解SLA限制。 个别应用通常不了解速率限制。此外，个别应用将不了解哪些其它应 用为现用或其它应用相对于速率限制的资源需求。举例来说，视频应 用可能不了解特定视频分辨率是否将致使超过速率限制，且因此触发 终端节点上的所有应用的包的延迟和丢弃。

在一实施方案中，主应用或主应用代理(例如，如图6所示)可跟 踪累积应用资源请求且跟踪累积资源与速率限制。例如终端节点的操 作系统的一部分或RAN协议堆栈的一部分(例如，LTE的无线电资源 控制(RRC)或无线电资源管理(RRM))等其它模块可跟踪累积应用资 源请求以供由应用使用。协作应用可与主应用、主应用代理或另一模 块通信以确定可用的剩余数据速率，且使用速率信息引导其对于数据 的请求。在各个实施方案中，可在接入节点或终端节点中跟踪累积资 源请求。应用借以确定资源分配和速率限制信息的机制根据信息在何 处可用而变化。举例来说，应用可与应用代理通信，所述应用代理与 RAN协议堆栈中的跟踪终端节点的资源利用和速率限制及其现用应 用的收集的模块通信。

APP-代理协作通信可用于分析通信网络的性能。关于性能的信 息可从APP-代理协作通信收集。举例来说，当应用传送关于视频暂 停、音频暂停或缓冲器不足的信息时，所述信息可用于分析终端节点、 接入节点和通信系统的其它区域的性能。所述应用可额外传送重放暂 停的数目和持续时间，或重放的时序、每一视频或音频会话的开始和 停止时间。应用可例如以平均意见得分(MOS)的形式传送视频或音频 重放质量的估计值。另外，应用可传送在终端节点处测得的包层级服 务质量(QoS)量度，例如包延迟和抖动。应用还可报告用户层级(人为) 动作，其可信令对于网络性能的严重不满，例如一个或多个浏览器或 应用刷新、相同链接或命令上的重复的“点击”或“触摸”，或者较 差网络质量或较差应用响应的周期之后用户关闭应用。可使用各种信 息来确定对于不同应用或应用的不同混合可接受的拥挤水平。所述信 息还可由运营商使用以确定何时将更多资源添加到网络。

从这些实施例了解，APP-代理协作通信可用于许多不同类型的 信息，与许多不同类型的应用一起使用，且用于改进通信网络的许多 不同方面。

图7是根据本发明的方面的具有应用代理和应用的通信系统的 框图。终端节点755代管应用751。应用751可与应用服务器790通 信以促进将服务提供到终端节点755的用户。通信系统的各个元件可 与上文描述的类似命名的元件相同或类似。

图7所示的通信系统中的终端节点755在无线电链路720上与接 入节点775通信。接入节点775连接到网关节点795。网关节点795 经由到路由器节点793的连接性提供到因特网的接入。路由器节点 793提供到应用服务器790的接入。因此，应用751可使用应用数据 路径701经由接入节点775、网关节点795和路由器节点793与应用 服务器790通信。应用数据路径701运送应用用户数据(例如，视频 数据)和应用控制数据(例如，关于可能的可用视频及其格式的信息)。 接入节点775充当用于应用数据路径701上的通信的桥，从而将其在 终端节点755与通信系统中的下一节点之间传递。

应用751还使用APP-代理协作通信控制路径703与接入节点775 中的应用代理770通信。APP-代理协作通信控制路径703在无线电 链路720上发射。可使用应用751与应用代理770之间的APP-代理 协作通信控制路径703上的通信来例如改进调度、准入控制、效率和 响应性。

图8是根据本发明的方面的具有应用代理和应用的另一通信系 统的框图。图8的通信系统类似于图7的通信系统且包含终端节点 855、接入节点875、网关节点895、路由器节点893和应用服务器 890，其对应于图7的通信系统中的类似命名的装置。终端节点855 在无线电链路820上与接入节点875通信。接入节点875连接到网关 节点895。网关节点895经由到路由器节点893的连接性提供到因特 网的接入。路由器节点893提供到应用服务器890的接入。

终端节点855中的应用851可使用应用数据路径801经由接入节 点875、网关节点895和路由器节点893与应用服务器890通信。应 用851还使用APP-代理协作通信控制路径803与应用代理870通信。 在图8的通信系统中，应用代理870在网关节点895中。来自应用代 理870的信息可提供到接入节点875。APP-代理协作信息可例如供应 到接入节点875中的调度器和资源控制模块。接入节点875可使用 APP-代理协作信息例如用于改进调度、准入控制、效率和响应性。

在另一实施方案中，应用代理可位于路由器节点893中或另一网 络节点中。应用代理的功能还可分布在多个装置上。

另外，如果APP-代理协作通信控制路径803经由IP连接，那么 所述路径可经由额外通信节点。举例来说，协作通信可经由路由器节 点893路由。将应用代理定位在接入节点875外部可排除或减少接入 节点875中的上行链路包检查要求。远程定位的应用代理也可执行针 对多个接入节点的功能。

图9是根据本发明的方面的包检查模块的框图。图4的接入节点 475的包检查模块429可例如由图9的包检查模块提供。包检查模块 可在RAN协议堆栈与例如应用服务器等驻留在核心网络或因特网中 的其它实体之间的数据路径中使用。

上行链路数据可经由第一路径921(例如，在数据链路上)到达包 检查模块，且从包检查模块经由第二路径922(例如，在回程连接上) 转发。下行链路数据可经由第二路径922到达包检查模块，且从包检 查模块经由第一路径921转发。

包检查模块包含业务监视模块925，其可监视第一路径921和第 二路径922上的业务。业务监视模块925从去往应用代理的应用识别 APP-代理协作通信。具体地说，业务监视模块925可监视第一路径 921上的上行链路业务以识别APP-代理协作通信。APP-代理协作通 信可使用例如IP地址来识别。

业务监视模块925还可出于其它目的监视包检查模块处的业务， 且包检查模块可包含其它逻辑模块927以解决所述其它目的。包检查 模块还可检测关于与第一和第二路径上的业务相关联的应用的信息。 包检查、业务监视和应用感知通信系统的进一步实施例可查阅2012 年7月13日提交且标题为“Systems and Methods for Detection for  Prioritizing and Scheduling Packets in a Communication Network”的美 国专利申请序列No.13/549,106、2012年5月1日提交且标题为 “Application Aware Admission Control”的美国临时申请序列No. 61/640,984，以及2011年12月22日提交且标题为“Congestion Induced  Video Scaling”的美国临时申请序列No.61/579,324，这些申请以引用 的方式并入本文中。

APP-代理协作通信业务转向协作通信检测模块928。协作通信检 测模块928对APP-代理协作通信业务提供进一步处理。所述进一步 处理的实施例是将业务转发到适当的应用代理。所述进一步处理还可 不包含处理，例如当协作通信检测模块928确定转发到其处的业务不 是针对与包检查模块相关联的应用代理。

如图9中图解的包检查模块可包含状态模块926。状态模块926 可跟踪关于应用与应用代理之间的连接性的例项的信息。所述信息可 包含例如状态(例如，连接、断开、现用、闲置)、当前资源预期和历 史数据(例如，所请求的资源与所使用的资源)。

以上系统和方法以及相关联装置和模块容许许多变化。另外，为 清楚和简明起见，系统和方法的许多描述已简化。举例来说，图式通 常图解每一类型的装置的一者(例如，一个接入节点、一个终端节点)， 但通信系统可具有每一类型装置的许多者。类似地，许多描述使用例 如LTE等特定无线标准的术语和结构。然而，所公开的系统和方法 更广泛适用于(包含例如)混合式光纤-同轴缆线调制解调器系统中。

技术人员将了解，结合本文中所公开的实施方案而描述的各种说 明性逻辑块、模块、单元和算法步骤可通常被实施为电子硬件、计算 机软件或两者的组合。为清楚地说明硬件与软件的此互换性，上文已 大致依据其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块和步骤。此功 能性实施为硬件还是软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计 约束。熟练的技术人员可针对每一特定系统以不同方式来实施所描述 的功能性，但此类实现方式决策不应被解释为会导致脱离本发明的范 围。另外，功能在单元、模块、块或步骤内的分组是为了便于描述。 特定功能或步骤可从一个单元、模块或块移动而不脱离本发明。

结合本文公开的实施方案描述的各种说明性逻辑块、单元、步骤 和模块可用处理器来实施或执行，所述处理器例如通用处理器、数字 信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA) 或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设 计以执行本文描述的功能的其任何组合。通用处理器可以是微处理 器，但在替代方案中，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器 或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理 器的组合、多个微处理器的组合、一个或一个以上微处理器与DSP 核心的联合，或任何其它此类配置。

可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以上述两者的组合 体现结合本文所公开的实施方案而描述的方法或算法的步骤及块或 模块的处理。软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM 存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸 盘、CD-ROM，或任何其它形式的存储媒体中。示例性存储媒体可耦 合到处理器使得处理器可从存储媒体读取信息以及将信息写入到存 储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存 储媒体可驻留于ASIC中。另外，描述为耦合的装置、块或模块可经 由中间装置、块或模块耦合。类似地，当存在耦合第一与第二装置的 中间装置时以及当第一装置未感知到数据的最终目的地时，第一装置 可描述为将数据发射到第二装置(或从第二装置接收数据)。

提供对所公开实施方案的先前描述以使本领域的技术人员能够 制造或使用本发明。本领域的技术人员将容易明白对这些实施方案的 各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所描述的 一般原理可应用于其它实施方案。因此，应理解，本文呈现的描述和 图式表示本发明的当前优选实施方案，且因此代表本发明广义上预期 的标的物。应进一步理解，本发明的范围完全涵盖可对于本领域的技 术人员显而易见的其它实施方案，且本发明的范围因此仅受所附权利 要求书限制。