專利名稱：在無線通信系統(tǒng)中提供反饋給媒體服務器的方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及通信系統(tǒng)，具體地涉及無線通信系統(tǒng)。
背景技術：
無線通信網(wǎng)絡上的流式媒體服務(例如音樂、視頻)已經(jīng)4艮普遍，并 且可能在不遠的將來對于無線服務提供商而言在商業(yè)上變得很重要。他們 成功的主要障礙是關聯(lián)于這些服務的音頻或視頻質(zhì)量通常較差和/或不可 靠。通過無線通信網(wǎng)絡傳輸?shù)姆纸M可能丟失、延遲或經(jīng)歷抖動。例如，由 于環(huán)境變化且需要在多個用戶之間共享無線接入介質(zhì)而造成的信號強度波 動導致速率的很大波動，其中承栽媒體流的分組以該速率被遞送至移動單 元和/或運行于移動單元上的應用程序，例如媒體播放器。分組也會在從々某 體服務器穿過空中接口到客戶端時丟失，這會造成媒體服務的中斷和/或媒 體服務的質(zhì)量降級。傳統(tǒng)的媒體會話嘗試通過緩存所接收的數(shù)據(jù)流來減小 丟失分組、延遲分組和/或4牛動的效應。
圖1概念性地示出了用于通過無線網(wǎng)絡105流式傳,體的傳統(tǒng)系統(tǒng) 100的一個示例性實施例。在所示實施例中，系統(tǒng)100包M體服務器110， 該媒體服務器通過無線網(wǎng)絡105將流媒體流式傳輸?shù)街辽僖粋€客戶端115， 例如移動單元或運行于移動單元上的應用程序。媒體服務器110包括對正 被傳送至客戶端115的代表媒體的信號進行編碼的媒體編碼器120。
媒體編碼器120能夠以一個或多個平均比特率對流式媒體編碼，后文 稱作編碼速率。通常，從終端用戶的角度來看，對于給定媒體而言較高的 編碼速率關聯(lián)于較好的媒體質(zhì)量。此外，即使是對于給定的編碼速率(其 稱為編碼器輸出端的平均比特率)，編碼器輸出端的實際比特率也會根據(jù) 相應的媒體內(nèi)容而大致上隨時間變化。例如，相對較高的比特率可以在包括較大的運動或具有較高的細節(jié)度 的圖像序列期間被觀測到，而相對較低的比特率可以在靜態(tài)圖像期間被觀
測到。塊125 (l-n)示出了在媒體編碼器120輸出端的針對不同編碼速率 的隨時間變化(以任意單位的水平軸)的累積編碼字節(jié)(以4壬意單位的垂 直軸)。編碼速率對應于相應塊的平均斜率。塊125 (l-n)清楚地指出了 媒體編碼器120能夠輸出的不同編碼速率的差異。此外，如125 (l-n)所 示，對于每個編碼速率，用隨時間變化的相應曲線的斜率所表示的媒體編 碼器120輸出端的瞬時比特率隨時間的變化是很大的。如前面所解釋的那 樣，如果視頻流中的圖像包括處于運動中或具有高細節(jié)度的占相對較大百 分比的區(qū)域，則媒體編碼器120輸出端的字節(jié)數(shù)會增加，這導致較高的(瞬 時)比特率。然而，如果視頻流中的圖像更改以使得處于運動中或具有高 細節(jié)度的區(qū)域百分比降低，則媒體編碼器120輸出端的字節(jié)數(shù)會減少，這 導致較低的(瞬時)比特率。媒體服務器110因而可以包括速率整形單元 130用以提供發(fā)送至無線網(wǎng)絡105的每單位時間基本不變的字節(jié)數(shù)，如塊 135所指示的那樣。
無線網(wǎng)絡105通常執(zhí)行對通過空中接口被傳送至客戶端115的分組的 調(diào)度，以及實現(xiàn)適配的分組調(diào)制和編碼以及自動重復請求功能。然而，如 上面所描述的那樣，由無線網(wǎng)絡105發(fā)送的分組可能會丟失、延遲和/或^J牛 動。因此，提供給客戶端115的每單位時間字節(jié)數(shù)會隨時間變化，如塊140 所指示的那樣。在所說明的實施例中，客戶端115包括去抖動緩沖器145 和預解碼緩沖器150用以試圖補償丟失的分組、延遲的分組和/或抖動的分 組到達時間。例如，由客戶端115接收的分組可以被存儲在去抖動緩沖器 145中，然后以每單位時間基本不變的字節(jié)數(shù)被推出去抖動緩沖器145。預 解碼緩沖器150可以接收由去抖動緩沖器145提供的數(shù)據(jù)流并且可以以期 望的每單位時間字節(jié)數(shù)將所接收的分組提供給媒體解碼器160,如塊165 所指示的。
媒體服務器110和客戶端115包括內(nèi)置的部件，其使得客戶端115能 夠發(fā)送斷續(xù)的反饋g體服務器110，如箭頭170所指示的那樣。反饋170通常向媒體服務器iio通知端到端性能度量，例如遞送分組的速率、分組
丟失、可用緩存空間等。與媒體服務器110的本地信息相結合地使用端到
端性能度量以控制源編碼速率和/或傳輸速率。然而，端到端性能度量l又提
供了可根據(jù)由客戶端115接收的數(shù)據(jù)流中推導出的信息。此外，至少部分 上為了減少必須在可用于流式傳 體會話的有限上行鏈路帶寬上發(fā)送的 開銷，客戶端115通常以相對較長的時間級別提供反饋179，例如每隔3 到5秒。對關于網(wǎng)絡條件和/或用戶竟爭效應以及長時間級別的直接知識的 缺乏限制了反饋170的有效性。例如，無線網(wǎng)絡105通?；跓o線鏈路上 的快速信道質(zhì)量反饋來執(zhí)行調(diào)度和速率適配技術，從而利用由于快速信道 質(zhì)量變化(例如以毫秒級別)而造成的多用戶分集。這些技術導致了針對 給定媒體會話的跨無線鏈路所達到的速率的很大變化，并且通常沒有充足 地將反饋170提供g體服務器100來幫助它有效地響應所支持的傳輸速 率的快速變化。結果，傳統(tǒng)的媒體服務器110無法在存在空中接口上的傳 輸速率的快速變化時遞送最佳可能的媒體質(zhì)量。此外，反饋170不包括提 供了關于網(wǎng)絡條件和用戶對共享帶寬的竟爭的直接知識的信息，這排除了 媒體服務器IIO采用更復雜的方法來預測緩沖器溢出和不足的可能性，這 可以幫助服務器110采取主動的動作來避免這些事件。
由于媒體服務器110僅能夠基于相對較慢的端到端反饋170來對傳輸 速率整形，因此可用來在無線網(wǎng)絡105上傳送媒體的資源可能無法以最佳 或有效的方式被使用。例如，媒體服務器110通?；诜答?70選擇傳輸 速率。所選擇的傳輸速率可以反映出無線網(wǎng)絡105中的相對較長時期內(nèi)的 平均條件的效應。
然而，無線網(wǎng)絡105在任何給定時刻所支持的實際傳輸速率可能與這 個平均速率相差;f艮大，這導致對資源的無效使用。如果平均值被用來選擇 在以該速率傳送分組的時期內(nèi)無法持續(xù)的高媒體源編碼速率，則會發(fā)生分 組丟失，這導致不可接受的媒體質(zhì)量；同樣，對于其他用戶或會話的下行 鏈路資源可用性會發(fā)生不期望的降低。另一方面，選擇較低源速率會使得 在無線網(wǎng)絡能夠支持較高傳輸速率的時期不能充分利用可用資源。可用資源的不充分利用意味著以比主要條件下的最佳可能質(zhì)量級別更低的級別遞
送媒體。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問題中的一個或多個的效應。下面簡要地^兌明本
發(fā)明的概要以提供對本發(fā)明一些方面的基本理解。這個概要并不是本發(fā)明
的詳盡綜述。它旨在指出本發(fā)明的關鍵元素或描述本發(fā)明的范圍。它唯一
的目的是以簡單的形式說明一些概念，作為后面討論的更詳細描述的前序。
在本發(fā)明的一個實施例中，提供了一種方法，該方法涉及媒體服務器、無 線網(wǎng)絡和與至無線網(wǎng)絡的接口的至少一個空中接口相關聯(lián)的至少一個媒體
客戶端。該方法包括訪問指示至少一個媒體客戶端的至少一個狀態(tài)的第一
信息。該第一信息由至少一個媒體客戶端提供。該方法還包括訪問指示與 至少一個空中接口相關聯(lián)的資源的第二信息。該第二信息由無線網(wǎng)絡提供。
該方法還包括提供至少一個反饋參數(shù)給媒體服務器。該至少 一個反饋參數(shù)
是基于所述第一和第二信息而被構成的。
在本發(fā)明的另一實施例中，提供了一種方法，該方法涉及媒體服務器、
無線網(wǎng)絡和與至無線網(wǎng)絡的至少一個空中接口相關聯(lián)的至少一個媒體客戶
端。該方法包括在媒體服務器接收至少一個反饋參數(shù)。該至少一個反饋參
數(shù)是基于指示至少 一個媒體客戶端的至少 一個狀態(tài)的第 一信息和指示與至 少一個空中接口相關聯(lián)的資源的第二信息而構成的。該第一信息是由至少
一個媒體客戶端提供的，而該第二信息是由無線網(wǎng)絡提供的。該方法還包 括以基于至少一個反饋參數(shù)而確定的速率來提供至少一個分組。
參考附圖，可以通過閱讀下面的描述來理解本發(fā)明，圖中相同的參考
號碼標識了相同的單元，其中
圖1概念性地示出了用于通過無線網(wǎng),送媒體的傳統(tǒng)系統(tǒng)的一個示 例性實施例；圖2
的第一示例性實施例；和
圖3概念性地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于通過無線網(wǎng)g送媒體的系統(tǒng) 的第二示例性實施例。
盡管本發(fā)明適合于各種不同的修改和可選形式，然而其特定實施例已 經(jīng)作為示例而在圖中顯示并在后文詳細描述的。然而應當理解，這里對特 定實施例的描述不旨在將本發(fā)明限于所公開的特定形式，而是覆蓋了落在 由所附權利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改、等價物和可選方案。
具體實施例方式
下面描述本發(fā)明的說明性實施例。為了清楚，本說明書描述了實際實 現(xiàn)的特征。當然，應當認識到，在任何這種實際實施例的開發(fā)中，應當作 出許多實現(xiàn)指定的判定來達到開發(fā)者的特定目的，例如與系統(tǒng)相關的和商 業(yè)相關的約束相容，這針對每個實現(xiàn)而是不同的。此外，應當認識到，這 種開發(fā)工作可能是復雜且耗時的，但是仍然是受益于本說明書的本領域技 術人員的常規(guī)任務。
就計算機存儲器內(nèi)的軟件或算法和對數(shù)據(jù)比特的操作的符號表示來介 紹本發(fā)明的各部分和相應的詳細描述。這些描述和表示是本領域技術人員 向其他本領域技術人員有效傳達其工作實質(zhì)時所使用的描述和表示。如這 里所使用的且通常凈皮使用的術語算法被看作是產(chǎn)生期望結果的有條理的步 驟序列。這些步驟需要對物理量的物理操作。通常，盡管并非必要，這些 量采取光、電或磁信號的形式，它們能夠被存儲、傳送、組合、比較和操 作。已經(jīng)證明將這些信號稱作比特、值、元素、符號、字符、項、號碼等 有時是便利的，這主要是出于通用的原因。
然而應當清楚，所有所述及類似的術語都關聯(lián)于適當?shù)奈锢砹坎⑶覂H 是施加于這些量的^^利的標簽。除非特別指出，或者可從本i兌明書中明顯 看出，例如"處理，，或"用計算機計算"或"計算，，或"確定"或"顯示，， 等的術語是指計算才幾系統(tǒng)或類似電子計算設備的動作和進程，所述類似電子設備操作和轉(zhuǎn)換在計算機系統(tǒng)的存儲器或寄存器或其他信息存儲單元、 傳輸或顯示設備內(nèi)的表示為物理、電子量的數(shù)據(jù)。
還應當指出，本發(fā)明的軟件實現(xiàn)的方面通常在一些形式的程序存儲介 質(zhì)上被編碼或通過一些類型的傳輸介質(zhì)來實現(xiàn)。程序存儲介質(zhì)可以是磁的
(例如軟盤或硬驅(qū))或光的(例如光盤只讀存儲器CD ROM )，并且可以 是只讀或隨機訪問的。類似地，傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖 或一些其它現(xiàn)有技術中已知的合適的傳輸介質(zhì)。本發(fā)明不限于任何給定實 現(xiàn)的這些方面。現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明。附圖僅出于解釋的目的而示 意性地示出了各種結構、系統(tǒng)和設備，而不是為了以本領域才支術人員已知 的細節(jié)而使得本發(fā)明難以理解。然而，附圖是為了描述和解釋本發(fā)明的說 明性實例。這里使用的詞語和短語應當被理解和解釋成具有與本領域技術 人員所理解的詞語和短語相一致的含義。在這里一致地使用的術語或短語 并不意味著術語或短語的特殊定義，即與本領域技術人員所理解的普通及 常規(guī)含義不同的定義。對于術語或短語具有特殊含義的情況，即與本領域 技術人員所理解的含義不同，這種特殊定義將在說明書中以直接明確地提 供術語或短語的特殊定義的明確方式來清楚地闡明。
圖2概念性地示出了用于通過無線網(wǎng)絡205傳送媒體的系統(tǒng)200的第 一示例性實施例。在所說明的實施例中，系統(tǒng)200包括媒體服務器210， 該媒體服務器通過無線網(wǎng)絡205將媒體流傳送到至少一個客戶端215，例 如移動單元或運行于移動單元上的應用程序。無線網(wǎng)絡205、媒體服務器 210和客戶端215可以按照通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)標準和/或協(xié)議操 作。例如，在傳送媒體會話時，可以使用實時傳輸協(xié)議(RTP)來承載媒 體內(nèi)容，并且可以使用關聯(lián)的實時控制協(xié)議(RTCP)來承載關聯(lián)的控制 分組?？梢允褂玫谌齻€協(xié)議即實時流協(xié)議(RTSP )來傳輸關于會話建立(包 括能力交換)、拆除和一些用戶動作(例如暫停、快進等)的消息。關于 RTP/RTCP和RTSP的細節(jié)可以分別在互聯(lián)網(wǎng)工程任務組的請求注解
(IETF RFC) 1889和2326中找到。然而，受益于本公開的本領域技術人 員應當認識到，該第一示例性實施例是說明性的并且本發(fā)明不限于這些標準和/或協(xié)議。
媒體服務器210包皿體編碼器220，該編碼器對代表被傳送至客戶 端215的媒體的信號進行編碼。媒體編碼器220能夠以一個或多個編碼速 率遞送媒體。同樣，如前面所述，對于每個編碼速率，媒體編碼器220輸 出端的實際瞬時比特率按照媒體內(nèi)容隨時間變化。編碼的數(shù)據(jù)流包括可用 來代表音頻、視頻、其組合或任何其他期望的媒體的信息。在可選的實施 例中，媒體服務器210不包,體編碼器220。相反，媒體編碼器220是 以可能不同的(編碼)速率對媒體編碼的分離的設備。媒體服務器210將 媒體編碼器220所生成的編碼媒體輸出存儲在不同的文件中，并且通過從
戶端設備。塊225 (l-n)示出了媒體編碼器220輸出端處的針對不同的編 碼速率隨時間(以任意單位的水平軸)變化的累積編碼字節(jié)(以任意單位 的垂直軸)。如塊225 (l-n)中所示，在每個塊中，對應于相應塊的斜率 的實際(瞬時)比特率隨時間而變化。例如，如果相應視頻流中的圖〗象包 括處于運動中或具有高細節(jié)度的占相對較大百分比的區(qū)域，則士某體編碼器 220輸出端的瞬時比特率可能較高。然而，如果視頻流中的圖像更改以使 得處于運動中或具有高細節(jié)度的區(qū)域百分比降低，則媒體編碼器220輸出 端的瞬時比特率可能較低。媒體服務器210因而可以包括速率整形單元230 以向無線網(wǎng)絡205提供基本上穩(wěn)定的輸出流，如塊235所指示的。速率整
215的反饋而被選擇，如下文詳細討論的那樣。
在第一示例性實施例中，客戶端215包括去抖動緩沖器235和預解碼 緩沖器240用以試圖補償丟失的分組、延遲的分組和/或抖動的分組到達時 間。例如，客戶端215收到的分組可以被存儲在去抖動緩沖器235中，然 后以基本不變的每單位時間字節(jié)數(shù)被推出去抖動緩沖器240，如塊245所 指示的。預解碼緩沖器240可以收到由去抖動緩沖器235提供的數(shù)據(jù)流， 并且可以以期望的每單位時間字節(jié)數(shù)提供所接收的分組給媒體解碼器 250,如塊255所指示的。然而，已受益于^^開的本領域技術人員應當認識到，該客戶端的第一示例性實施例旨在進行說明，并JL^1戶端215的可 選實施例可能并不準確地包括相同數(shù)目和/或結構的緩沖器235、 240。
無線通信系統(tǒng)200包括信令代理260。在一個實施例中，信令代理260 可以連至無線網(wǎng)絡205中的無線接入網(wǎng)實體，例如3GPP通用移動電信系 統(tǒng)(UMTS)標準中說明的網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN)和/或3GPP2 CDMA 2000標準中說明的分組數(shù)據(jù)服務節(jié)點(PDSN)。然而，在本發(fā)明 的其他實施例中，可以將信令代理連至其他接入網(wǎng)實體，例如服務GPRS 支持節(jié)點(SGSN)、無線網(wǎng)絡控制器(RNC)，或者在包括用平面結構 (例如由合并成基站路由器一個實體的RNC、 SGSN和GGSN來處理的 多重功能性)表征的基站路由器的接入網(wǎng)的情況下連至基站本身。信令代 理260可以以軟件、固件、硬件或其任何組合來實現(xiàn)。信令代理260接收 來自客戶端215的反饋265。在一個實施例中，來自客戶端215的反饋265 指示了客戶端215的當前會話狀態(tài)。例如，信令代理260可以介入RTCP 和RTSP消息流。在會話建立和拆除期間以及在會話進行期間，由客戶端 215生成的、通常直接去往媒體服務器210的控制消息(例如關聯(lián)于々某體 會活的RTCP和RTSP消息)被提供^f言令代理260。這些消息可以幫助 信令代理260跟蹤用戶動作以;5Ul戶端215的狀態(tài)(例如緩沖器內(nèi)容、對 于溢出/不足的期望時間等)。在一個實施例中，攜帶媒體內(nèi)容的RTP分 組可以直接從媒體服務器210流向客戶端215。
信令代理260也接收來自無線網(wǎng)絡205的反饋270。在一個實施例中， 來自無線網(wǎng)絡205的反饋270指示了與無線網(wǎng)絡205和客戶端215之間的 空中接口相關聯(lián)的資源。例如，信令代理260可以接收來自發(fā)送無線鏈路 控制協(xié)議處理器的、以RAN代理控制分組形式的快速反饋270，所述處理 器可以在不喪失無線網(wǎng)絡控制器的一般性的前提下被實現(xiàn)。在具有基站路 由器的無線接入網(wǎng)的情況下，信令代理260可以連至這些路由器，并且與 緩沖器級別、可用帶寬、竟爭用戶的數(shù)目等有關的信息可在本地獲得。反 饋270向信令代理260通知可從無線網(wǎng)絡205中的實體獲得的詳細的系統(tǒng) 信息和系統(tǒng)概觀，例如RNC處的緩沖器級別、共享媒體會活的下行鏈路帶寬的用戶數(shù)、每個用戶的可用帶寬等等。
在各種不同的可選實施例中，反饋265、 270可以被周期性地提供和/ 或通過特定事件凈皮觸發(fā)。例如，無線網(wǎng)絡205可以響應于檢測到鏈路質(zhì)量 度量中的變化而提供反饋270，所述變化例如是信號與干擾加噪聲比下降 到特定閾值之下或上升到特定閾值之上。在另一個例子中，無線網(wǎng)絡205 可以響應于檢測到緩沖器級別的提高或下降而提供反饋270。
信令代理260使用反饋265、 270來構成可以提供g體服務器210 的控制信息，如箭頭275所指示的。在一個實施例中，信令代理260使用 分別來自客戶端215和無線網(wǎng)絡205中的一個或多個發(fā)送無線鏈路控制協(xié) 議實體的反饋265、 270中的信息來生成要被返回媒體服務器215的反饋參 數(shù)的集合。在一個實施例中，反饋參數(shù)包含于可利用具有適當擴展的現(xiàn)有 協(xié)議(例如RTCP)來承載的代理服務器控制分組中，以最小化對現(xiàn)有媒 體服務器和支持的基礎設施的更改。反饋參數(shù)可以增強媒體服務器210的 關于客戶端215和無線網(wǎng)絡205上的^的知識。在一個實施例中，由信 令代理260發(fā)送的控制分組看上去就像是由客戶端215生成的分組，除了 它們現(xiàn)在包含一個或多個附加參數(shù)，例如當前無線網(wǎng)絡205中可支持的最 大速率(針對相應的媒體會話)、被緩存在RNC中的屬于客戶端215的 數(shù)據(jù)量、在前一反饋時間間隔中被傳送給客戶端215的屬于客戶端215的 RTP分組數(shù)目，等等。代理服務器控制分組的剩余內(nèi)容可以被保存以對應 于基于RTP-RTCP協(xié)議或?qū)Ｓ脜f(xié)議的現(xiàn)有技術建立。
在所說明的實施例中，信令代理260可以通過有線連接耦合到無線網(wǎng) 絡205和/或媒體J5艮務器210。當信令代理260位于大帶寬的網(wǎng)絡205有線 側(cè)時，信令代理260和媒體服務器210之間的帶寬約束非常弱(相對于客 戶端-服務器信道而言)。因此，如果客戶端215和々某體服務器210直接通 過空中接口交換控制分組，則信令代理260可以以比可行速率高很多的速 率將其控制(反饋)分組發(fā)送至媒體服務器210。這是相對于現(xiàn)有技術的 另一個優(yōu)點，并且會對媒體連接的質(zhì)量產(chǎn)生直接且積極的影響，如下面解 釋的那樣。在一個實施例中，在下行鏈路方向中，由媒體服務器210發(fā)送的例如 RTCP和RTSP消息的控制信息可以被傳遞至信令代理260，該信令4義理 然后在必要的情況下經(jīng)過適當?shù)母亩鴮⑵滢D(zhuǎn)發(fā)給客戶端設備215。這個 安排有助于信令代理260確定在客戶端215與服務器210之間協(xié)商的M 參數(shù)并且從它們各自的視角獲知所期望的服務特性。
直接從媒體客戶端獲得與關于來自RNC的提供負載和空中鏈路條件 有關的全面當前知識相結合的反饋信息使得只有代理260能夠通過使用接 收自客戶端215和無線網(wǎng)絡205的信息來智能地影響用戶感知的端到端媒 體傳送質(zhì)量，信令代理260能夠在媒體服務器210要以不同的速率發(fā)送流 的情況下幫助媒體服務器210作出關于緩沖器溢出和不足的可能性的準確 預測。
圖3概念性地示出了用于通過無線網(wǎng)g輸々某體的系統(tǒng)300的第二示 例性實施例。在所說明的實施例中，與之前的描述一致，媒體服務器315 與媒體客戶端310之間的整個網(wǎng)絡稱作無線網(wǎng)絡。i某體服務器315與網(wǎng)絡 單元GGSN 3加之間的網(wǎng)段稱作核心網(wǎng)305，而始于GGSN 320且止于媒 體客戶端310的網(wǎng)段稱作無線接入網(wǎng)327。在所說明的實施例中，包括一 個或多個基站307的無線接入網(wǎng)327是基于通用移動電信系統(tǒng)(UMTS) (3GPP)標準的。然而，這里描述的技術也適用于任何其他無線網(wǎng)絡才支術 和標準，例如CDMA 2000高速分組數(shù)據(jù)(HRPD )或IEEE 802.16e AViM AX。在例如CDMA 2000 HRPD的情況下，系統(tǒng)300與圖3相同，除了服 務GPRS支持節(jié)點(SGSN) 303和網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN) 320的 節(jié)點對被稱作分組數(shù)據(jù)服務節(jié)點(PDSN)的單個實體替代。此外，盡管 顯示了分層結構，然而這里描述的技術也適用于基于平面互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(平 面IP)的結構，其中與無線接入網(wǎng)有關的第三層路由(即IP)和控制功能 是由基站執(zhí)行的。
在所說明的實施例中，移動客戶端310發(fā)起與媒體服務器315的無線 網(wǎng)絡300上的流式視頻會話。例如，客戶端310可以通過發(fā)送RTSP消息 至服務器315來請求流式視頻會話。當這個消息到達GGSN 320時，它將該消息轉(zhuǎn)發(fā)至信令代理325而不;U艮務器315。代理325檢查這個消息， 并且在認識到它可以是新的流式視頻會話的開始的情況下在其本地高速緩 沖存儲器中創(chuàng)建條目。然后它將該消息轉(zhuǎn)發(fā)至服務器315。服務器315響 應該消息，并且由客戶端310和服務器315為執(zhí)行"能力交換"所交換的 后續(xù)RTSP消息也通過信令代理325被路由。這使得代理325能夠發(fā)現(xiàn)由 客戶端310和服務器315商定的相關M參數(shù)(例如帶寬、緩沖器大小等)。 如果能力交換包括客戶端310將其接收器報告發(fā)送給服務器315所使用的 速率或時間間隔，則代理325在將相應消息轉(zhuǎn)發(fā)至服務器315時修改這個 參數(shù)以便服務器315準備好以由代理確定的適當時間間隔或速率接收反 饋。除了規(guī)律的報告間隔外，還應當注意，在特定條件下(例如RNC的 可支持速率或緩沖器狀態(tài)的變化)，代理325也可以選擇自主地發(fā)送反饋 報告至服務器315。修改使得代理325能夠以更高的速率(與代理325和 服務器315之間可用的充足帶寬相一致)發(fā)送報告至服務器315，同時使 得客戶端310能夠以較低速率發(fā)送其報告(其被代理325截獲)。
在與服務器315進行能力交換之后，客戶端310發(fā)起分組數(shù)據(jù)協(xié)議 (PDP)上下文和無線接入承載(RAB)的建立從而以期望的下行鏈路上 的服務質(zhì)量來傳送流式視頻會話。當RAB和相應的無線承載(RB)已經(jīng) 4皮建立時，無線網(wǎng)絡控制器(RNC) 330向信令代理325通知該事件。如 果代理325已經(jīng)在其高速緩沖存儲器中具有針對相應流式視頻會話的條 目，則它響應以肯定的指示以指示RNC330發(fā)送關于會話可支持速率、緩 沖器占用率等的周期性反饋(至代理325)。這個反饋最少應當包括^t 的可支持速率(即可以在當前條件下傳送會話的最大傳輸速率)；其他參 數(shù)是可選的。
從此刻起，RNC 330開始周期性地向信令代理325報告流式會話的可 支持速率(以及可能地存儲于緩沖器中的由RNC 330分配給該會話的數(shù)據(jù) 量和/或其他相關參數(shù))。當服務器315開始傳輸時，攜帶與流式會話相關 聯(lián)的音頻/視頻有效負荷的RTP分組開始從服務器經(jīng)由GGSN 320流向客 戶端310。在一個實施例中，這些分組沒有經(jīng)由信令代理325被路由。客戶端310。在一個實施例中，這些分組沒有經(jīng)由信令代理325被路由?？?戶端310將這些分組緩存一定的時間，這稱作"前置(pre-roll)"，然后 開始解碼并播放它們。當這個過程在客戶端310開始時，客戶端310開始 發(fā)送接收器報告給服務器315以向服務器315通知一個或多個參數(shù)，例如 收到的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)丟失量、接著要播放的分組/幀的標識符等等。在一個 實施例中，這些才艮告可以以幾秒的間隔不是太頻繁地被發(fā)送，例如每3-5 秒發(fā)送一次。
由客戶端310發(fā)送的接收器報告可以用RTCP分組承栽。GGSN 320 將在上行方向中接收的所有RTCP分組轉(zhuǎn)發(fā)至信令代理325。當代理325 收到給定會話(已針對其在本地高速緩沖存儲器中創(chuàng)建條目)的第一分組 時，它可以將附加信息添加至該分組，例如可支持速率以及可能地接收自 RNC 330的其他關于該會話的反饋參數(shù)，并且將分組轉(zhuǎn)發(fā)至服務器315。 從此刻起，代理325定期地發(fā)送RTCP反饋報告給服務器315?；叵胍幌?，
很多(例如幾百毫秒，以同時實現(xiàn)足夠的平均和大約100毫秒的快速反饋)。 如果代理325從其上一次發(fā)送RTCP報告給服務器310后已收到(由GGSN 320轉(zhuǎn)發(fā)給它的)客戶端報告，則代理325可以將由客戶端310報告的數(shù) 據(jù)以及由RNC 330提供的反饋包含于它的要發(fā)送給所述服務器的下一個 RTCP報告中。否則，客戶端310僅將RNC反饋數(shù)據(jù)包含于它的要發(fā)送 給服務器315的報告中。
當服務器315收到來自代理325的RTCP報告時，服務器315將其(流 式)傳輸速率設置成等于報告中指示的可支持速率。通常，服務器315維 持客戶端緩沖器級別的估計，并且基于這個估計做出關于增加編碼速率、 降低編碼速率或保持相同編碼速率的判定。也就是說，服務器315判定對 于后續(xù)幀時應當4吏用較高的碎見頻編碼速率、較低視頻編碼速率還是相同的 視頻編碼速率。如果代理報告包括當前緩存在RNC330中的數(shù)據(jù)量，則服 務器325可以使用這個信息來改進其客戶端緩沖器模型中的內(nèi)容級別的估 計。這些改進的估計幫助服務器325作出及時的(編碼)速率更改判定，注意，在報告中使用附加信息來改i^戶端緩沖器模型的內(nèi)容級別并未改 變進行(編碼)速率更改判定時所使用的邏輯的實質(zhì)。
服務器315也可以例如以RTCP分組發(fā)送周期性服務器報告給客戶端 310 。當這些分組到達GGSN 320時，它們也被轉(zhuǎn)發(fā)到信令代理325 。代理 325在將它們轉(zhuǎn)發(fā)到客戶端310之前記錄這些分組中的相關信息。如果服 務器325發(fā)送這些才艮告的速率高于客戶端310期望接收它們的速率，則代 理325可以丟棄這些報告中的一些以確保客戶端310以與所期望的一致的 速率接收它們。在這種情況下，代理可能必須修改它轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端310的 服務器報告的內(nèi)容從而以與客戶端310的期望相一致的速率報告服務器統(tǒng) 計。這個控制分組流可以繼續(xù)進行，直到客戶端310和/或服務器315以適 當?shù)腞TSP消息開始拆除階段。當拆除階段結束時，代理325指示RNC 330 停止發(fā)送相應會話的周期性反饋。RNC 330遵守指示，并且最后相應的 PDP上下文、RAB和無線承載纟皮拆除。
這里描述的技術的實施例與傳統(tǒng)實踐相比可以提供若千優(yōu)點。例如， 在現(xiàn)有視頻服務建立中，視頻服務器利用客戶端提供的數(shù)據(jù)來估計可支持 速率。這個間接的估計通常包含很多差錯或可能簡單地是過時的，特別是 在例如無線網(wǎng)絡中通常出現(xiàn)的動態(tài)操作條件下。另一方面，由信令代理確 定的可支持速率可以至少部分上更加準確，因為它是基于直接測量的。改 進可支持速率估計的準確度使得服務器能夠最佳地發(fā)送數(shù)據(jù)，這降低了接 入網(wǎng)中分組丟失或未充分使用可用資源的可能性。
此外，在現(xiàn)有建立中，由于無線接入網(wǎng)上可用的有限上行鏈路帶寬， 客戶端發(fā)送反饋給視頻服務器的頻率相當?shù)?。例如，在基于RTP/RTCP的 視頻流式會話中，客戶端通常每隔5秒左右發(fā)送一次(反饋)報告給服務 器。由于在代理和視頻服務器之間不存在這種帶寬限制，代理可以更頻繁 地發(fā)送攜帶當前可支持速率(和可能地其他有用的信息比特)的控制分組， 例如每隔100毫秒左右。這將幫助服務器最佳地調(diào)制發(fā)送速率，這因而完 全利用了網(wǎng)絡資源而不會帶來丟失分組的風險?？蛻舳丝梢砸耘c無線接入 介質(zhì)的能力相一致的速率來生成它們的報告。代理將使用這些報告來更新其關于客戶端狀態(tài)的知識。由代理(以很短時間間隔)生成JbNL&送至月良 務器的報告將包含M戶端報告中導出的信息以及代理對當前可支持速率 的估計。這種安排可以確?？蛻舳瞬僮鞑皇苄帕畲淼拇嬖诘挠绊?，因此 對媒體客戶端進行實現(xiàn)更改。
另 一個優(yōu)點是這里描述的技術可以允許媒體服務器使用由信令代理確 定且傳送至服務器的估計的可支持速率。在現(xiàn)有建立中，媒體服務器使用 接收自客戶端報告的信息來獲得對當前可支持速率的估計(例如通過IETF RFC 3448中說明的TCP友好速率計算算法)。因此，媒體流式服務器可 以簡單地^f吏用來自代理的周期性接收的可支持速率反饋，而不是使用由流 式服務器按照現(xiàn)有技術計算的流式傳輸速率值。剩余的服務器功能可以保 持不變，特別是用于切換至不同編碼速率的邏輯。媒體服務器所需要的唯 一能力是能夠以基于由代理提供的可支持速率預測的流式傳輸或發(fā)送速率 來操作。期望這個能力不會對服務器實現(xiàn)造成任何較大的影響。關于客戶 端反饋(例如RTCP接收器報告)的現(xiàn)有機制可以被簡單地擴展成承載來 自代理的可支持速率反饋和其他有關參數(shù)(如果它們要被報告的話)。
這里描述的^^支術的又一個優(yōu)點是其基于諸如擁塞級別和相對優(yōu)先級的 參數(shù)對不同的會話(流式以及其他類型)實現(xiàn)不同的處理，并且使得應用 能夠以靈活且適當?shù)姆绞竭m配于常見的條件。例如，如果下行鏈路擁塞， 則信令代理能夠針對低優(yōu)先級應用而降低所報告的可支持速率，這因而迫 使相應的服務器以低速率進行流式傳輸。
上面公開的特定實施例只是說明性的，因為以不同但等效的方式修改 和實施本發(fā)明對于受益于這里的教導的本領域技術人員而言是顯而易見 的。此外，除了后面的權利要求的描述之外，并不旨在限制這里顯示的構 造或設計的細節(jié)。因此，很明顯上面公開的特定實施例可以被改變或修改 并且所有這種變型都被看成是在本發(fā)明范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍 由后面的權利要求限定。
權利要求
1.一種涉及媒體服務器、無線網(wǎng)絡以及與至所述無線網(wǎng)絡的至少一個空中接口相關聯(lián)的至少一個媒體客戶端的方法，包括訪問指示所述至少一個媒體客戶端的至少一個狀態(tài)的第一信息，該第一信息由所述至少一個媒體客戶端提供；訪問指示與所述至少一個空中接口相關聯(lián)的資源的第二信息，該第二信息由所述無線網(wǎng)絡提供；提供至少一個反饋參數(shù)給所述媒體服務器，所述至少一個反饋參數(shù)是基于所述第一和第二信息而被構成的。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，訪問所述第一信息包 括訪問指示以下內(nèi)容中至少 一 個的第 一 信息至所述至少 一 個媒 體客戶端的分組遞送速率、關聯(lián)于所迷至少一個媒體客戶端的分 組丟失率、所述至少一個媒體客戶端中的可用緩沖器空間、以及 對于所述至少一個媒體客戶端中的緩沖器溢出或不足的期望時 間。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，訪問所述第二信息包 括訪問指示以下內(nèi)容中至少 一個的第二信息無線網(wǎng)絡實體中的 緩沖器級別、由至少一個無線網(wǎng)絡實體提供的負載、共享與所述 至少一個媒體客戶端相關聯(lián)的所述至少一個空中接口的下行鏈路 帶寬的若干用戶、以及可用于所述至少一個媒體客戶端中每一個 的所述至少一個空中接口的帶寬的一部分。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，包括基于所述第一和第二信 息構成所述至少一個反饋參數(shù)，其中構成所述至少一個反饋參數(shù) 包括構成指示以下內(nèi)容中至少一個的信息可用于所述至少一個 媒體客戶端的最大速率、被緩存在所述無線網(wǎng)絡中的至少一個實 體中的、屬于所述至少一個媒體客戶端的數(shù)據(jù)量、在至少一個在 先反饋時間間隔內(nèi)被遞送的、與所述至少 一 個媒體客戶端中的每個相關聯(lián)的若干分組、以及由所述至少一個媒體客戶端提供的至 少一個控制分組的內(nèi)容。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，提供所述至少一個反 饋參數(shù)包括提供至少一個控制分組給所述媒體服務器。
6. —種涉及媒體服務器、無線網(wǎng)絡以及與至所述無線網(wǎng)絡的 至少一個空中接口相關聯(lián)的至少一個媒體客戶端的方法，包括在所述媒體服務器接收至少一個反饋參數(shù)，所述至少一個反 饋參數(shù)是基于指示所述至少一個媒體客戶端的至少一個狀態(tài)的第 一信息以及指示與所述至少一個空中接口相關聯(lián)的資源的第二信 息而被構成的，所述笫 一信息是由所述至少 一個媒體客戶端提供 的，所述第二信息是由所述無線網(wǎng)絡提供的；和以基于所迷至少一個反饋參數(shù)而確定的速率來提供至少一個分組。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，接收基于所述第一信 息而構成的所述至少 一個反饋參數(shù)包括接收基于指示以下內(nèi)容中 至少一個的第一信息而構成的所述至少一個反饋參數(shù)至所述至 少一個媒體客戶端的分組遞送速率、關聯(lián)于所述至少一個媒體客 戶端的分組丟失率、所述至少一個媒體客戶端中的可用緩沖器空 間、以及對于所述至少一個媒體客戶端中的緩沖器溢出或不足的 期望時間。
8. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，接收基于所述第二信 息而構成的所述至少一個反饋參數(shù)包括接收基于指示以下內(nèi)容中 至少一個的第二信息而構成的所述至少一個反饋參數(shù)無線網(wǎng)絡 實體中的緩沖器級別、由至少一個無線網(wǎng)絡實體提供的負載、共 享與所述至少一個媒體客戶端相關聯(lián)的所述至少一個空中接口的 下行鏈路帶寬的若干用戶、以及可用于所述至少一個媒體客戶端 中每一個的所述至少一個空中接口的帶寬的一部分。
9. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，接收所述至少一個反饋參數(shù)包括接收指示以下內(nèi)容中至少一個的信息關聯(lián)于所迷無 線網(wǎng)絡的最大速率、被緩存在所述無線網(wǎng)絡中的至少一個實體中 的、屬于所述至少一個媒體客戶端的數(shù)據(jù)量、在至少一個在先反 饋時間間隔內(nèi)被遞送的、與所述至少一個媒體客戶端中的每個相 關聯(lián)的若干分組、與上一個被遞送至所述至少一個媒體客戶端的 分組相關聯(lián)的時間標記或序號、以及由所述至少一個媒體客戶端 提供的至少一個控制分組的內(nèi)容。
10.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，提供所述至少一個分 組包括按照所確定的速率對至少一個可變比特速率數(shù)據(jù)流實施速 率整形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種涉及媒體服務器(210)、無線網(wǎng)絡(205)以及與至無線網(wǎng)絡(205)的至少一個空中接口相關聯(lián)的至少一個媒體客戶端(215)的方法。該方法包括訪問指示至少一個媒體客戶端(215)的至少一個狀態(tài)的第一信息。該第一信息由至少一個媒體客戶端(215)提供。該方法還包括訪問指示與至少一個空中接口相關聯(lián)的資源的第二信息。該第二信息由無線網(wǎng)絡(205)提供。該方法還包括提供至少一個反饋參數(shù)給媒體服務器(210)。該至少一個反饋參數(shù)是基于第一和第二信息而被構成的。
文檔編號H04L12/56GK101611600SQ200880004906
公開日2009年12月23日 申請日期2008年2月11日 優(yōu)先權日2007年2月14日
發(fā)明者D·克蘭, E·金, K·M·雷熱, K·巴拉錢德蘭 申請人:朗訊科技公司