发明创造名称：一种基于前向任务估计的窄带物联响应式带宽调节方法
外观设计名称：
决定号：181506
决定日：2019-06-19
委内编号：1F270909
优先权日：
申请（专利）号：201711080730.7
申请日：2017-11-06
复审请求人：烟台慧彦网络科技有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李微
合议组组长：张畅
参审员：孟文婷
国际分类号：H04L12/927；H04L12/917；H04L12/24
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求的技术方案相对于作为最接近的现有技术的对比文件存在区别特征，而上述区别特征是本领域的惯用手段，本领域技术人员有动机将本领域的惯用手段与作为最接近现有技术的对比文件结合起来得到该权利要求请求保护的技术方案，则该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201711080730.7，名称为“一种基于前向任务估计的窄带物联响应式带宽调节方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为烟台慧彦网络科技有限公司。本申请的申请日为2017年11月06日，公开日为2018年03月09日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2019年01月04日发出驳回决定，驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2017年11月06日提交的说明书摘要，摘要附图，说明书附图第1页；2018年09月10日提交的权利要求第1项，说明书第1-68段（即第1-8页）。驳回决定引用了如下对比文件：对比文件1，CN103841053A，公开日为2014年06月04日。驳回理由是：权利要求1相对于对比文件1和本领域惯用手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所针对的权利要求书的内容如下：
“1. 一种基于前向任务估计的物联网响应式带宽调节方法，其特征在于：该方法包括：
A.前向任务估计：计算任务的前向估计时间；
整体物联网络标记为O,将整体网络依据物理区域划分为O1,O2,…On，依据并发任务类型划分为T＝{T1,T2…Tn}，对于目标任务Ti，完成任务的终端节点分布于子网络Om 1…Om j中，其中(m 1)和(m j)∈[1,n]，且为整数，每个子网络中有pi个任务节点；
对于其中的一个节点Ni,计算其任务开始时序计为ts，预计任务截止时间为te，任务换入换出时间为tx，由此可知节点Ni的任务估计时间为：
ti＝tei-tsi txi；
假设完成任务Ti所涉及的j个子网络，每个子网络下p个任务节点，则全网完成任务Ti的前向估计时间为：
B.应用层优先级管理策略：计算任务优先级影响因子的权值向量，影响因子包括但不限于前向估计因子；
对于工业窄带物联网络来说，本方法优先考虑目标任务优先级别队列的产生，重点关注的优先级因子包括基础网络服务质量QoS：波特率α、吞吐量β、传输可靠性γ、安全性f等参数，特别的，还包括三个特有影响因子：紧急度因子e、前向估计因子δ和累积习惯因子h，设定影响因子共有v个，共同构成了影响因子序列，对于某项任务b∈{1,2，…,B}，其影响因子序列Q可表示为Q＝[q1(b)， q2(b)，…，qv(b)]，为了得到各影响因子对任务优先级影响的权值，对各影响因子依据优先级影响的重要度一一比对，并得到v×v阶矩阵：
因此，确定表1中各影响因子的权值问题，转化为求矩阵L的最大特征值λmax所对应的特征向量问题，最大特征向量表示为：λmax＝[λ1，λ2，…，λv]，根据特征向量方程：
L·X＝λmax·X，即(L-λmaxE)·X＝0；
该方程有非零解的充要条件是：|L-λmaxE|＝0，由此可得出L的最大特征值所对应的特征向量λmax，进而得到各影响因子的权值向量记为
C.响应式带宽调节算法：计算并发任务集的各任务综合权值向量，实现带宽动态调节；
为在窄带环境中确保各种任务能够实时的进行优先级策略管理，并且及时调节带宽，完成响应式的带宽调节，本发明在网络中指定集控节点，集控节点负责优先级策略计算、处理终端的带宽请求和接收用户层输入的可编程优先级数据，完成响应式调节带宽的任务；
因优先级影响因子的来源有用户层输入、管理策略和系统习惯记忆等多条途径，各影响因子的数量级各有差异，所以在得到各影响因子的权值后，对权值数据归一化处理,归一到(0,1]区间，归一化关系函数如下：
其中，Δ表示影响因子；
在工业物联网中，人们更关注紧急度和任务完成质量因素，因此，在进行任务优先级排序时，提高上述两个因子的决定权重比：
(1)紧急度因子e对于整个任务的优先级具有决定性作用，在本算法中将其决定权重比固定为1，即为最大；
(2)前向估计因子δ的决定权重比Pδi采用加权平均来求得：
用向量Ω＝[ω1，ω2，…，ωn]来表示并发任务集T＝{T1,T2…Tn}的各任务综合权值向量，结合上述两个算式，可得：
综上，带宽调节矩阵
各目标任务带宽调节矩阵其中bw表示网络总带宽，为常量。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月11日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改文本。复审请求人认为：本申请与对比文件1分配带宽的考虑因素是不同的，本申请不考虑用户类型、也不考虑业务类型，而是考虑任务本身；两者考虑因素不一致的原因在于对比文件1是互联网领域，本申请是物联网领域；基于不同考虑因素，对比文件1是标准式带宽分配，即对某个用户的某个任务，所分配的带宽从任务开始到结束期间固定不变；而本申请是响应式调节，任务的优先级不断变化，在有新的任务进来时，将未完成的任务也作为一个新任务，与正在进行的任务一起进行带宽分配。因此，对比文件1带宽分配的场景及考虑因素与本申请不同，分配方法与本申请不同，对比文件1没有涉及本申请中的相同任务带宽优先级动态变化的方案，也未涉及本申请中的考虑前向任务估计因子来对带宽进行动态分配的方案。因此本申请的权利要求1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月16日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月22日向复审请求人发出复审通知书，所针对的审查文本为：申请日2017年11月06日提交的说明书摘要，摘要附图，说明书附图第1页；2018年09月10日提交的权利要求第1项和说明书第1-8页；所引用的对比文件与驳回决定所引用的对比文件相同，即对比文件1。此次复审通知书中指出：权利要求1相对于对比文件1和本领域的惯用手段不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见，合议组指出：对比文件1公开了权利要求1的主要发明构思，即：综合考虑相关因素对应用层任务优先级进行排列，从而调整带宽；同时对比文件1也给出了在考虑相关因素的过程中通过构造矩阵求解特征向量来实现权重的具体计算步骤的启示。在网络带宽分配方面，将作为物联网载体的互联网领域的方法用于物联网领域是本领域的惯用手段。尽管本申请考虑了更多的影响因子，然而这些影响因子均为本领域常见的影响因子。针对本申请的带宽调节算法，权利要求1的步骤B和C是利用影响因子分别进行了两种不同的运算，获得不同的结果。基于上述分析，权利要求1的步骤B：提供了考虑相关影响因子的权值向量的优先级管理策略，对比文件1公开了在用于带宽分配的优先级排列中考虑与优先级相关的影响因素包括传输可靠性、紧急度因子等，已经给出了相关的启示。步骤C：提供了利用优先级影响因子计算获得带宽调节矩阵的方法，具体进行了归一化和求和处理，以及将带宽按比例分配，带宽分配中涉及的决定权重比计算既可以直接设定固定值，也可以采用平均方法来求得；对比文件1给出了考虑与优先级相关的影响因素分配带宽、以及在权重计算中采用归一化处理的启示，在此基础上对权值数据归一化处理、求和，以及当并发n个任务时将带宽按照任务对应参数所占的比例分配都是本领域的惯用手段，对权重比的计算方式包括按需要设定或者利用各种平均方法求得也是本领域的惯用手段。而权利要求1的步骤A也是本领域时间估计的惯用手段。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域惯用手段的结合不具备创造性。
复审请求人于2019 年04月29日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：本申请与对比文件1的领域有差异、改进方向也不同、解决的问题不同、技术方案的实现方式不同，因此不能作为最接近的现有技术。(1)技术领域不同。本申请适用于物联网领域，尤其是窄带物联领域，而对比文件倾向于适用家庭互联网领域。(2)技术问题不同。本申请所要解决的技术问题是如何实现物联网的响应式带宽调节；而对比文件所要解决的技术问题是：如何在保证服务质量的基础上实现网络效用最大化，以期满足Internet提供商和用户双方的利益。(3)技术方案不同。具体体现在以下几个方面：1）带宽分配考虑因素不同：前向估计因子是本领域人员的常规设计，但是，本申请中的“前向任务估计”不同于现有的前向任务估计，不是本领域的惯用手段。本申请的前向任务估计为了后面的前向估计影响因子来服务的，利用前向估计因子来对各任务带宽进行响应式分配的思路不是常规的，这是本申请中特有的，也是主要发明点。2)分配带宽的方式不同：本申请是综合考虑若干影响因子，包括基础网络服务质量QoS：波特率α、吞吐量β、传输可靠性γ、安全性f等参数，特别的，还包括三个特有影响因子：紧急度因子e、前向估计因子δ和累积习惯因子h，根据这些因子的权重来确定各个任务的优先级，并且动态调节带宽。然而，对比文件中在一个业务流通过网络的过程中其带宽是恒定不变的。3）对于QoS的侧重点不同：对比文件1只是简单的提到了QoS，而本申请则是对QoS的实质内容作处理。4）影响因子的权重计算方法不同：对比文件1中构造了一个五种业务判断矩阵，并将判断矩阵的每一列元素做了归一化处理，而在本申请中，也构造了一个矩阵，并对权值数据进行了归一化处理，对比文件1的判断矩阵就是根据层次分析法综合判断即可得到该矩阵，归一化方法也完全是对于一个矩阵的常规数学处理，而本申请是获得各个影响因子比对矩阵，并通过求解特征向量方程来得到权值向量，并且对每一个影响因子的权值独立的采用了一种归一化方法。归一化的方法不一样。（4）实现的效果不同。本申请实现的技术效果是：实现物联网带宽的动态调节，高能效地利用宝贵的带宽资源来完成现场任务，提高网络服务体验。对比文件的有益效果是：实现网络效用最大化，同时保证不同用户不同业务的服务质量，兼顾Internet提供商（ISP）和用户的利益。因此权利要求1具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求和答复复审通知书时均未修改申请文件。本次复审请求审查决定所针对的审查文本为：申请日2017年11月06日提交的说明书附图第1页，说明书摘要和摘要附图；2018年09月10日提交的说明书第1-8页和权利要求第1项。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
本次复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN103841053A，公开日为2014年06月04日。
权利要求1请求保护一种基于前向任务估计的物联网响应式带宽调节方法，对比文件1公开了一种支持QoS的新型带宽分配算法，并具体公开了（参见说明书第[0025]-[0126]段），不同的业务具有不同的QoS需求，通过带宽分配算法提供的带宽必须能保证这些不同业务的QoS。表1可见，不同业务的QoS需求包括：容许时延（相当于紧急度因子），丢失率、可靠传送以及尽力而为地传送（相当于传输可靠性）等。不同的用户对带宽的需求不同，带宽分配时应对不同用户区别对待，综合考虑用户因素和业务因素。带宽分配时还要考虑的一个重要问题就是网络负载。网络效用最大化是指通过网络带宽分配使网络中各类用户各类业务的效用总和达到最大，即max U(bij)，其中bij为网络中第i类用户第j种业务流所获得的带宽。选择网络中的五种业务作为研究对象，它们分别是VoIP流、IPTV流、一般TCP流、HTTP流以及UDP流，并且将他们分别标记为第1、2、3、4、5类业务，在带宽分配过程中分别用 pi(i＝1，2，3，4，5)来表示第i类数据流的比重。对于用户，本发明将他们分成s类，每类用户在带宽分配过程中所获得的权重是不同的，在带宽分配过程中分别用qj(j＝1，2，L，s)来表示第j类用户的权重。对于网络来说，本发明将其建模为一个图G＝〈V，E〉，其中V＝{v1，v2，L，vn}是网络中的n个结点，E＝{e1，e2，L，em}是网络中的m条链路，每条链路都有一个带宽容量Ck(k＝1，2，L，m)，即在该链路上的带宽之和不能大于Ck。每类用户在带宽分配中都有一个权重，每种业务流在带宽分配过程中也有一个权重，所以每类用户在使用每种业务流时也有一个相应的权重，设其为wij(其中i＝1，2，L，s；j＝1，2，L，5)。根据用户业务权重为用户业务安排优先级。在网络带宽分配中要使网络效用最大化，其实就是要解决一个最优化问题。从层次化带宽分配算法的实现过程，可以看出各类用户各种业务在分配带宽时是以该类用户该种业务的权重有关的，也就是说，bij的确定与wij有关。当wij越大时，在获得带宽时其优先级也越高，所获得的带宽bij也越大，因此利用层次化带宽分配算法所获得的带宽bij与wij成正比，因此层次化带宽分配算法可以使网络效用尽可能地最大化（这种分配方法相当于应用层优先级管理策略，其中的优先级安排方法相当于优先级策略计算）。要确定五种业务在带宽分配时的权重，首先要根据层次分析法的相对重要程度表来构造五种业务判断矩阵D。矩阵D是一个5乘以5的矩阵。将判断矩阵D的每一列元素作归一化处理，得到归一化矩阵D ′。然后将D′按行相加，得到P′＝[2.272727 1.136364 0.378833 0.757530 0.454545]T。最后将P′做归一化处理，得P＝[0.454545 0.227273 0.075767 0.151506 0.090909]T。则P就是矩阵D的特征向量的近似解，如果所构造的判断矩阵的完全一致性可接受的话，则P就是五种业务在带宽分配时的权重（相当于将重要度一一比对，得到V*V矩阵，得到特征向量）。通过带宽分配算法提供的带宽必须能保证这些不同业务的QoS（相当于优先级因子包括基础网络服务质量QoS）。基于上述公开的内容可见，对比文件1的技术方案在应用层实现了优先级管理策略。其优先级安排考虑到的影响因素包括：基础网络服务质量QoS：紧急度因子和传输可靠性等；其中，各业务的权重计算转化为矩阵求解特征向量问题。
该权利要求与对比文件1的区别在于：（1）网络为物联网。（2）该方法包括前向任务估计，并设置了划分网络以及估计全网任务的前向估计时间的具体方式。（3）考虑的优先级影响因素还包括前向估计因子、累积习惯因子等，相应设置的矩阵不同，计算的结果也不同；采用响应式带宽调节算法，在进行任务优先级排序时，提高紧急度和任务完成质量因素的决定权重比，在此基础上构建带宽调节矩阵，其中，将权值数据归一到（0,1]区间，利用平均方法求得前向估计因子的决定权重比，以及将带宽按参数比例分配。
基于上述区别，可见本申请相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何将互联网的带宽分配方法用于物联网以及如何选择用于排列优先级的各影响因子并在此基础上具体构建各影响因子的权值矩阵和带宽调节矩阵。
对于区别（1），物联网是以互联网为载体，让能够行使独立功能的物体之间实现互联互通，因此在网络带宽分配方面，将互联网领域的方法用于物联网领域是本领域的惯用手段。
对于区别（2），在任务开始之前估计完成时间，即计算任务的前向估计时间是本领域的惯用手段，针对不同子网络中并发任务的完成时间进行累加获得全网完成任务的估计时间也是本领域的惯用手段。
对于区别（3），在对比文件1公开了与优先级相关的影响因素包括传输可靠性、紧急度因子等的基础上，在用于带宽分配的优先级排列中可以考虑的影响因子还包括波特率、安全性、前向估计因子、累积习惯因子是本领域的惯用手段。同时对比文件1公开了将各业务的权重计算转化为矩阵求解特征向量问题，优先级安排基于各业务权重。在此基础上，为了产生优先级队列，将相关的权重计算方法应用于获得各优先权影响因子的权值，基于矩阵的特征向量得到权值向量是本领域技术人员能够根据需要设置的。更进一步地，对比文件1的优先级安排目的是为了分配带宽，当获得优先级队列后利用本领域公知的归一化方法以及计算平均值的方法算出与优先级相关的各任务综合权值向量，继而利用按比例分配的方法进行设计，得到带宽调节矩阵，是本领域的惯用手段。
在对比文件1的基础上结合本领域的惯用手段获得该权利要求所请求保护的技术方案对本领域技术人员是显而易见的，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的意见，合议组认为：
首先，对比文件1公开了权利要求1的主要发明构思，即：综合考虑相关因素对应用层任务优先级进行排列，从而调整带宽；同时对比文件1也给出了在考虑相关因素的过程中通过构造矩阵求解特征向量来实现权重的具体计算步骤的启示。
其次，关于（1）技术领域，本申请的技术方案并没有根据窄带物联网这个应用领域的特征做出不同于互联网的考虑，因此在网络带宽分配方面，将作为物联网载体的互联网领域的方法用于物联网领域是本领域的惯用手段。
关于（2）技术问题与技术效果，对比文件1的带宽调节与本申请的响应式带宽调节本质上都是通过充分利用带宽来实现网络效用最大化。
关于（3）技术方案，对比文件1和本申请都实现了带宽调节。
针对带宽分配的考虑因素来说，对比文件1与本申请同样考虑了应用层任务优先级的相关影响因子，尽管本申请考虑了更多的影响因子，然而这些影响因子均为本领域常见的影响因子。本申请的步骤A是本领域时间估计的惯用手段。这一手段的采用与后续的步骤B和步骤C只是简单的组合，各步骤发挥各自的作用，并没有产生新的技术效果。
针对分配带宽的方式来说，对比文件1与本申请都是考虑若干影响因子来分配带宽，根据不同因子的权重来确定各任务的优先级，并且均利用了矩阵运算的方式。尽管本申请考虑了更多的影响因子，然而这些影响因子均为本领域常见的影响因子。
对于QoS，对比文件1的QoS与本申请的QoS因子都是用于实现带宽分配的考虑因素。满足QoS需求所考虑的各具体影响因素是本领域技术人员可以根据应用场景需要而具体设置的。
对于影响因子的权重计算方法，对比文件1给出了考虑与优先级相关的影响因素分配带宽、以及在权重计算中采用归一化处理的启示，在此基础上对权值数据归一化处理、求和，以及当并发n个任务时将带宽按照任务对应参数所占的比例分配都是本领域的惯用手段。
因此，合议组认为本申请的权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定，对复审请求人的意见不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2019 年01月04日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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