專利名稱：數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中容量瓶頸的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，特別是數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中容量瓶頸的處理方法，其中具有用來影響系統(tǒng)中內(nèi)部資源分配的公共接口的至少兩個設(shè)備或應(yīng)用訪問了具有非恒定帶寬的數(shù)據(jù)傳輸媒介的資源。
背景技術(shù)：
通過處理媒介增長的數(shù)字化和鏈接來處理信息。就家庭范圍而言，所關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)是指數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)(IHDN家庭內(nèi)部數(shù)字網(wǎng))。電視、廣播、監(jiān)視器、揚(yáng)聲器、攝像機(jī)、打印機(jī)、掃描儀、電腦、電話設(shè)備、語音識別系統(tǒng)、家庭設(shè)備控制，安全設(shè)備等等可以被集成在這樣的IHDN中。特別是在具有高達(dá)100mbit/s的高數(shù)據(jù)傳輸速率的音視頻媒介中，當(dāng)不同的應(yīng)用競爭資源(裝置和網(wǎng)絡(luò)資源)時，經(jīng)常出現(xiàn)使用沖突。
當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸媒介的帶寬例如由于外部影響改變時，這種效應(yīng)更顯著。CE設(shè)備的用戶期望所關(guān)注的圖像和聲音具有更高的質(zhì)量。在家中數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)的裝置可以是電纜的或無線的。然而，一些電纜的和所有非電纜的傳輸類型不能給出任何關(guān)于可用帶寬的保證，因為它們物理地與帶有不受控制的裝置(真空吸塵器，微波，藍(lán)牙設(shè)備)共享傳輸媒介(電纜，空氣)。缺少帶寬保證可導(dǎo)致這樣的事實，即可用的帶寬低于多媒體流工作中所需要的帶寬。這意味著對一些流來說，能被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將少于以最優(yōu)質(zhì)量表示所要求的數(shù)據(jù)。這種容量瓶頸要求數(shù)據(jù)流的優(yōu)先次序，基于這些需要時減少這些必要數(shù)據(jù)流。
根據(jù)傳輸信息類型得到的數(shù)據(jù)流的優(yōu)先次序(例如e-mail、網(wǎng)頁、視頻的對比)一直是已知的，也就是依靠數(shù)據(jù)流要求的簡單描述(例如，IP中的TOS比特)的優(yōu)先次序。然而這種方法不適合于通常存在于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的相同類型數(shù)據(jù)流(例如，視頻和音頻)的優(yōu)先次序。
流量調(diào)整和控制算法允許它們隊列的優(yōu)先次序(例如，Linux流量控制機(jī)制的CBQ、HTB和PRIO規(guī)則)。這種方法特別適合于流優(yōu)先級的實現(xiàn)，而不適合固定它們。
提出了幾個使用優(yōu)先次序的方法用于因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流傳輸。在標(biāo)準(zhǔn)的“區(qū)分服務(wù)”方法中，不同的服務(wù)等級被分配給數(shù)據(jù)包并依照這些等級獲得資源。不同的等級可以有不同的優(yōu)先權(quán)。然而，據(jù)此分配給數(shù)據(jù)包的標(biāo)準(zhǔn)等級不是專用的。而且，統(tǒng)計上只有預(yù)定數(shù)量的等級。
所有這些系統(tǒng)使用應(yīng)用預(yù)定的優(yōu)先權(quán)或者甚至固定的優(yōu)先權(quán)等級。
在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中，基于用戶觀看的虛擬位置和虛擬方向決定環(huán)境中什么要素必須被表現(xiàn)出來。類似的，在虛擬現(xiàn)實視頻會議系統(tǒng)中，決定關(guān)于會議參與者的指示流。這個方法用于流質(zhì)量的持續(xù)調(diào)節(jié)，并且因而不適合盡可能地隱藏最大質(zhì)量偏離。

發(fā)明內(nèi)容
因此，該發(fā)明的一個目的是提供一種方法，其使得可顯著隱藏來自用戶的數(shù)據(jù)流的質(zhì)量調(diào)節(jié)，由于具有非恒定帶寬的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中性能波動而需要該質(zhì)量調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明，在資源瓶頸的情況下，數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸速率減小，它對于所關(guān)聯(lián)應(yīng)用的影響在最小程度上被用戶注意到，由此該目的被實現(xiàn)。
所提出的方法用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)特別是數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中容量瓶頸的處理，其中具有用于影響系統(tǒng)中內(nèi)部資源分配的公共接口的至少兩個設(shè)備或應(yīng)用，訪問了具有非恒定帶寬的數(shù)據(jù)傳輸媒介的資源。這種容量瓶頸尤其發(fā)生在系統(tǒng)沒有帶寬保證時，特別是無線系統(tǒng)在受到例如家庭裝置的外部影響時。在該方法的范圍內(nèi)，含有的應(yīng)用基于它們的用戶-主觀的質(zhì)量要求被賦予優(yōu)先權(quán)，其中從用戶的觀點(diǎn)看首先降低分配給可能具有最低質(zhì)量要求的應(yīng)用的數(shù)據(jù)流。此外，在這個連接中，利用下列的關(guān)系—很少或者沒有被關(guān)注的流可以被降低質(zhì)量，例如烹飪期間廚房中正在運(yùn)轉(zhuǎn)的電視，而用戶沒有當(dāng)作一個干擾而注意它。
—具有被多次觀看的潛力的己錄制的流。在它們錄制期間，它們因此和實況觀看的流一樣重要性提高，但是在回放期間它們具有較小的重要性。
—已經(jīng)被許多人看過/聽過的流比起那些只被一個人看過的流具有更大的重要性，特別當(dāng)其他人是客人時。
—對用戶不太重要或者其中部分被認(rèn)為是不太重要的廣播和節(jié)目，例如在音樂臺播放的視頻信息。
—在不同的時間，不同用戶的流可能具有優(yōu)先權(quán)，例如在下午對于孩子們的流和在晚上對于父母們的流。
—不同的源或終端設(shè)備引起關(guān)于干擾的等級的不同用戶期望。關(guān)于從因特網(wǎng)或移動設(shè)備傳輸?shù)母蓴_比那些來自起居室中的電視的干擾更容易被容忍。
在發(fā)生資源缺乏的情況下，具有最低優(yōu)先級的流首先在質(zhì)量上被降低或者完全放棄。結(jié)果，用戶不會注意到所要求的質(zhì)量降低或者把它作為一個較小的干擾現(xiàn)象而經(jīng)歷。這導(dǎo)致主觀上更高的質(zhì)量等級。
在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，為了選擇被降低的數(shù)據(jù)流，用戶從背景中的信息和從所有流的內(nèi)容有規(guī)則地確定每個流的優(yōu)先權(quán)，每個流預(yù)定的優(yōu)先權(quán)通知到不同的應(yīng)用/操作系統(tǒng)部分。這保證了在資源瓶頸的情況下應(yīng)用能夠沒有延遲地起作用。
根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)中的應(yīng)用將它們的質(zhì)量要求和它們的連接要求一起發(fā)送。這保證了計算優(yōu)先權(quán)時考慮裝置或應(yīng)用的最小要求。因此，避免不合格的因素例如由于數(shù)據(jù)流中斷產(chǎn)生的CD上的刻錄錯誤。
在本發(fā)明的一個有益的實施方案中，用戶能夠拒絕系統(tǒng)的質(zhì)量限制，于是系統(tǒng)確定下一個最好的優(yōu)先權(quán)并把它通知給應(yīng)用。這使得用戶能夠進(jìn)行操作，使得用戶作為否定的質(zhì)量所經(jīng)歷的主觀質(zhì)量能夠被抵消。
更有益的，系統(tǒng)存儲用戶的拒絕并在確定未來的質(zhì)量計算時考慮用戶的拒絕。因此，系統(tǒng)擁有了學(xué)習(xí)能力以使它的實用性被增強(qiáng)。計算的永久調(diào)節(jié)連續(xù)改善系統(tǒng)的效率使得用戶經(jīng)歷的質(zhì)量作為真實的質(zhì)量。
本發(fā)明的進(jìn)一步實施例限定在從屬權(quán)利要求中。
本發(fā)明的這些方面和其它方面將參考后面描述的實施例而更明顯并被闡明。


在附圖中附圖1示意性說明了根據(jù)該發(fā)明的方法。
具體實施例方式
如附圖1的實施例所顯示，在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)(IHDN)中，不同的應(yīng)用1a，1b，1c競爭資源。該實例涉及根據(jù)IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無線電網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)例如包括電視機(jī)1a(在廚房中)，電腦1b以及hi-fi設(shè)備1c。應(yīng)用1a，1b，1c從家庭檔案2接收它們的數(shù)據(jù)流。支持服務(wù)質(zhì)量(QoS)，特別是基于優(yōu)先權(quán)的QoS的網(wǎng)絡(luò)5存在于家庭檔案2和應(yīng)用1a，1b，1c之間。對于根據(jù)IEEE 802.11b的無線電網(wǎng)絡(luò)，這基本上是支持IEEE 802.11e的優(yōu)先權(quán)等級。然而，類似的，可使用IEEE802.15.3或者h(yuǎn)ome plug 1。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)自身不提供QoS時，出現(xiàn)應(yīng)用自身必須實現(xiàn)QoS的例外情況。
應(yīng)用1a，1b，1c要求來自QoS優(yōu)先權(quán)器3的必要的數(shù)據(jù)流，聯(lián)合傳輸它們的QoS要求。當(dāng)涉及到不需要考慮優(yōu)先權(quán)器3而直接接入網(wǎng)絡(luò)5的遺傳應(yīng)用時，相應(yīng)的訪問通過網(wǎng)絡(luò)5與優(yōu)先權(quán)器3進(jìn)行通信，或當(dāng)它監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)流量時被優(yōu)先權(quán)器本身探測到。在這些情況中缺少的要求替代了默認(rèn)值，該默認(rèn)值依賴于可能依靠探測到的應(yīng)用或流的類型。
優(yōu)先權(quán)器3現(xiàn)在可能基于應(yīng)用要求4來檢查所需要的流是否導(dǎo)致可用的網(wǎng)絡(luò)資源的結(jié)構(gòu)性過載。在這種情況下，它拒絕該要求。在相反的情況下，優(yōu)先權(quán)器為要求4充實以關(guān)于流內(nèi)容(內(nèi)容元數(shù)據(jù))9、關(guān)于用戶目前的期望和他當(dāng)前的環(huán)境、以及關(guān)于他的行為8的信息。他從進(jìn)一步的元件接收該信息，該進(jìn)一步的元件例如是作為系統(tǒng)組成部分的家庭檔案2、用戶數(shù)據(jù)庫6和背景探測器7。然而，最主要的是，外部資源也可能被關(guān)注。因此以新流進(jìn)行充實的需要數(shù)據(jù)結(jié)合了現(xiàn)有流的充實的需要數(shù)據(jù)，并檢查特殊情況(如上面描述的情況)的存在。在這個基礎(chǔ)上，為新的流確定優(yōu)先權(quán)，并且現(xiàn)有流的優(yōu)先權(quán)10有可能被改變。然后新的和改變了的優(yōu)先權(quán)10以相應(yīng)的格式——例如是根據(jù)IEEE802.1d的優(yōu)先權(quán)等級，被通信到網(wǎng)絡(luò)5或者應(yīng)用1a、1b、1c。當(dāng)它們被通信到自身不能實施QoS的應(yīng)用時，這些應(yīng)用將優(yōu)先權(quán)10傳遞到網(wǎng)絡(luò)5。
例如，優(yōu)先權(quán)器3將給廚房中的電視機(jī)1a的視頻數(shù)據(jù)流分配較低的優(yōu)先權(quán)10，因為已經(jīng)假定用戶將主要在聲音上注意相應(yīng)的廣播并幾乎不觀看它。相反的，如果集成在hi-fi裝置1c中的CD錄音機(jī)要求來自家庭檔案2或PC 1b的流，則優(yōu)先權(quán)器3將給該流分配高優(yōu)先權(quán)10，因為流的中斷可以導(dǎo)致被寫的CD不能使用。
當(dāng)新要求的流是具有可擴(kuò)展帶寬的流時，優(yōu)先權(quán)器3不為該流確定優(yōu)先權(quán)，而是為它的每個傳輸頻帶確定優(yōu)先權(quán)。
當(dāng)前的數(shù)據(jù)流51實際上在網(wǎng)絡(luò)5的單獨(dú)響應(yīng)下傳輸。當(dāng)資源瓶頸發(fā)生時，通過僅部分地傳輸或帶有延時的傳輸這些流的包或者不傳輸它們，有QoS能力的網(wǎng)絡(luò)5自動降低由較不重要的流占據(jù)的帶寬。當(dāng)應(yīng)用1a、1b、1c自身實現(xiàn)QoS時，該降低施加于它們。當(dāng)用戶注意到相反于系統(tǒng)預(yù)測的質(zhì)量降低并作為干擾經(jīng)歷了它時，他通過電視機(jī)1a的用戶接口11將其通知給系統(tǒng)。該用戶否決的信息被轉(zhuǎn)發(fā)到QoS優(yōu)先權(quán)器3，其計算可替換的優(yōu)先權(quán)10，將它通知給應(yīng)用1a、1b、1c并因此調(diào)整數(shù)據(jù)流。存儲用戶否決用于將來通過QoS優(yōu)先權(quán)器3的優(yōu)先權(quán)計算。
優(yōu)先權(quán)器3被告知優(yōu)先權(quán)決定的改變，影響例如關(guān)于用戶的當(dāng)前狀況或關(guān)于流的內(nèi)容，而且關(guān)于網(wǎng)絡(luò)5的較長持續(xù)的帶寬限制的數(shù)據(jù)52，并可能因此改變已經(jīng)存在的流的優(yōu)先權(quán)10，并將此通知給網(wǎng)絡(luò)5或應(yīng)用1a、1b、1c。
在上述的實施例中，當(dāng)背景探測器7決定“廚房工作”狀態(tài)不再適用于在廚房中的用戶(例如，因為所有的廚房應(yīng)用已經(jīng)關(guān)閉或者因為用戶持久地注視電視機(jī)的方向)，因此在這個背景下，關(guān)于這個狀態(tài)的改變優(yōu)先權(quán)器3增加了電視機(jī)1a的流的優(yōu)先權(quán)。
附圖標(biāo)記列表1a、b、c應(yīng)用2 家庭檔案3 服務(wù)質(zhì)量(QoS)優(yōu)先權(quán)器4 應(yīng)用要求5 QoS網(wǎng)絡(luò)6 用戶數(shù)據(jù)庫7 背景探測器8 背景和用戶信息9 數(shù)據(jù)流的內(nèi)容元數(shù)據(jù)10 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先權(quán)11 用戶接口51 當(dāng)前數(shù)據(jù)流52 控制數(shù)據(jù)流
權(quán)利要求
1.一種處理數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(5)，特別在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中容量瓶頸的方法，其中帶有用于影響系統(tǒng)中的內(nèi)部資源分配的公共接口的至少兩個設(shè)備或者應(yīng)用(1a、1b、1c)訪問了具有非恒定帶寬的數(shù)據(jù)傳輸媒介的資源，其中，在資源瓶頸的情況下，數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸速率減小，最小程度地使用戶注意到它對于所關(guān)聯(lián)應(yīng)用的影響。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了選擇將被減小的數(shù)據(jù)流，每個流的優(yōu)先權(quán)根據(jù)關(guān)于用戶的背景和所有流的內(nèi)容的信息而被規(guī)則地確定。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于將為每個流確定的優(yōu)先權(quán)(10)通知給傳輸網(wǎng)絡(luò)(5)。
4.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于將為每個流確定的優(yōu)先權(quán)(10)通知給不同的應(yīng)用(1a、1b、1c)，其通過它們自身直接處理或者傳輸給網(wǎng)絡(luò)(5)。
5.權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于每個傳輸頻帶的一個優(yōu)先權(quán)(10)被分配給可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)流。
6.權(quán)利要求2至5中任意一個所述的方法，其特征在于，在發(fā)生資源瓶頸的情況下，首先降低具有最低優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)流的質(zhì)量，或完全放棄該數(shù)據(jù)流。
7.權(quán)利要求1至6中任意一個所述的方法，其特征在于，系統(tǒng)中的應(yīng)用(1a、1b、1c)將它們的質(zhì)量要求結(jié)合它們的連接要求進(jìn)行傳輸。
8.權(quán)利要求1至7中任意一個所述的方法，其特征在于應(yīng)用(1a、1b、1c)的質(zhì)量要求由系統(tǒng)自身根據(jù)默認(rèn)的條目來定義。
9.權(quán)利要求1至8中任意一個所述的方法，其特征在于，使用戶能夠拒絕系統(tǒng)的質(zhì)量限制。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在拒絕質(zhì)量限制后，系統(tǒng)確定下一個最好的優(yōu)先權(quán)(10)并將它通知給網(wǎng)絡(luò)(5)或者應(yīng)用(1a、1b、1c)。
11.權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于用戶拒絕被系統(tǒng)存儲并在確定未來的優(yōu)先權(quán)(10)計算時被考慮。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中容量瓶頸的處理方法，特別在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，其中具有用來影響系統(tǒng)中內(nèi)部資源分配的公共接口的至少兩個裝置或應(yīng)用，可訪問具有非恒定帶寬的數(shù)據(jù)傳輸媒介的資源。在資源瓶頸的情況中，數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸速率減小，最小程度地使用戶注意到它對于所關(guān)聯(lián)應(yīng)用的影響。
文檔編號H04L12/28GK1910864SQ200580002529
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月23日
發(fā)明者M·鮑梅斯特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司