專利名稱：用于數(shù)據(jù)包的動態(tài)通道映射與最優(yōu)化調(diào)度的設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及信號處理。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于諸如視頻 及音頻包的數(shù)據(jù)包的動態(tài)通道映射及最優(yōu)調(diào)度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
存在與常規(guī)信號處理技術(shù)相關(guān)的許多限制。舉例來說，現(xiàn)有數(shù)據(jù)包調(diào)度 算法通常計算起來昂貴或?qū)τ谥T如視頻與音頻的實時信號來說沒有最優(yōu)化。 傳統(tǒng)信號處理的另 一 限制為將包括視頻、音頻和/或數(shù)據(jù)包的信號靜態(tài)指派 給諸如固定數(shù)目射頻("RF")通道的固定數(shù)目通信通道。如果一或多個信號 的數(shù)據(jù)率可變并且因此可隨時間而改變，則此限制可能成為問題。因此，在 任何給定時間， 一或多個RF通道可過度利用并且不能容納所有等待數(shù)據(jù)包， 而其它RF通道則可能利用不足并具有過剩帶寬。這不僅導致浪費帶寬而且 也可能導致在實時視頻和/或音頻服務(wù)的重放中丟失數(shù)據(jù)包與中斷期以及在 等待關(guān)于其它非實時服務(wù)的數(shù)據(jù)時導致過剩延遲。
l于上述內(nèi)容，需要通過將通信量有效地分布于各種通信通道中來改進 對諸如視頻與音頻信號的實時信號的數(shù)據(jù)包調(diào)度過程的效率，同時減小計算 耗用并降低通信通道內(nèi)的帶寬利用率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實施例， 一種示范性方法將一組數(shù)字流組合為 一組數(shù)字 多路復用。數(shù)字多路復用指包括兩個或兩個以上經(jīng)多路傳輸?shù)囊曨l、音頻和 /或數(shù)據(jù)流的信號。所述方法包括識別以(例如)接近或開始超過通道標稱 容量的速率接收數(shù)據(jù)包的第一通信通道。所述數(shù)據(jù)包可包括音頻數(shù)據(jù)包、視 頻數(shù)據(jù)包、數(shù)據(jù)包或其類似物，并且可排序并定時以進行連續(xù)實時呈現(xiàn)。如 本文所述的術(shù)語"數(shù)據(jù)包" 一般用于描述包括既不代表實時音頻又不代表實 時視頻的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包。同時識別以小于通道標稱容量的速率接收數(shù)據(jù)包的第二通信通道。選擇包含向第 一通信通道指派的多路復用的 一或多個流以形 成所選流。所選流的數(shù)據(jù)包可從對應(yīng)于第 一通信通道的多路復用向?qū)?yīng)于第 二通信通道的多路復用重新指派。在某些實施例中，指示一或多個所選流的 任何接收器(例如)從對應(yīng)于第 一通信通道的頻率重新調(diào)節(jié)到對應(yīng)于第二通 信通道的頻率。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例， 一種示范性方法可包括將復數(shù)個數(shù)字流組合 為一數(shù)字多路復用，其中所接收的數(shù)據(jù)包被存儲在存儲器中。對于各自含有 實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包的一或多個實時流來說，確定后續(xù)數(shù)據(jù)包(例如在接收器 處)到達的截止時間，并且出現(xiàn)基于(例如)在所述截止時間前的 一 時間間 隔的優(yōu)先權(quán)。對于各自含有非實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包的 一 或多個非實時流來說， 優(yōu)先權(quán)可基于(例如)后續(xù)數(shù)據(jù)包存儲在存儲器中的時間、任何預先存在的
服務(wù)質(zhì)量約束或其類似物。非實時流的實例包括電子郵件、HTTP數(shù)據(jù)、文
件傳送及其類似物。在某些實施例中，如果后續(xù)數(shù)據(jù)包無法在不溢出任何用 于接收(諸如在接收器處)所述數(shù)據(jù)包的緩沖器的情況下被傳輸，則可排除 考慮一或多個流。可識別(例如)具有最高優(yōu)先權(quán)并且未考慮排除的流以傳 輸數(shù)據(jù)包。對應(yīng)于此所識別的流的后續(xù)數(shù)據(jù)包可通過從存儲器中檢索其并將 其附加在包含數(shù)字多路復用的數(shù)據(jù)流來選擇。


結(jié)合隨后詳細說明連同附圖，可更充分地了解本發(fā)明，其中 圖1說明了實施本發(fā)明的特征的電纜分布系統(tǒng)。
圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的一實施例可利用的電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)。 圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例在電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)中 可利用的示范性數(shù)據(jù)包讀取/寫入機制。
圖4說明了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的示范性讀取地址產(chǎn)生器。
圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的 一 實施例所執(zhí)行的示范性數(shù)據(jù)包分類器操作。
圖6說明了根據(jù)本發(fā)明的一實施例響應(yīng)一中斷所執(zhí)行的數(shù)據(jù)包調(diào)度器操作。
圖7說明了由一根據(jù)本發(fā)明的一實施例配置而成的數(shù)據(jù)包調(diào)度器所執(zhí) 行的示范性排序操作。
圖8說明了根據(jù)本發(fā)明的一實施例由一數(shù)據(jù)包調(diào)度器所利用的示范性
優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)換模塊。能。
圖10說明了根據(jù)本發(fā)明的 一 實施例 一種用于操作RF通道控制器的示范 性方法。
在圖式的若干視圖中，相似參考數(shù)字指示對應(yīng)部分。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種用于調(diào)度經(jīng)一或多個通信通道的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)脑O(shè)備 與方法。包括代表視頻與音頻的數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)包在本文中分別稱作視頻數(shù) 據(jù)包與音頻數(shù)據(jù)包。然而，包括既不代表實時音頻又不代表實時視頻的數(shù)據(jù) 的數(shù)據(jù)包在本文中稱作"數(shù)據(jù)，，包。根據(jù)一實施例， 一示范性調(diào)度方法檢查 數(shù)據(jù)包(及因此的數(shù)據(jù)包流)是否包括被認為是實時或非實時的數(shù)據(jù)。接著，
先權(quán)可基于時間(諸如截止時間)、與路由策略的約束相似的約束(諸如服 務(wù)質(zhì)量("QoS")約束)或其類似物來確定。 一用于執(zhí)行本發(fā)明的其中一種 調(diào)度方法中的至少 一部分的示范性設(shè)備為電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)模塊，諸 如通道格式器。本發(fā)明同時提供了 一種用于動態(tài)改變一或多個數(shù)字流經(jīng)由其 可流動的通信通道的設(shè)備與方法，尤其是如果通信通道處于經(jīng)受不可接收的 數(shù)據(jù)包損失的危險中時。舉例來說， 一種示范性方法可首先監(jiān)視特定流是否 與潛在溢出的緩沖器相關(guān)，且其次可采取正確的行動來控制數(shù)據(jù)包損失。
圖1中展示了示范性電纜分布系統(tǒng)100的高級方框圖，其中系統(tǒng)100包 括一根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的設(shè)備。用戶終端102處理數(shù)據(jù)并可包括電纜調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字或模擬視頻/音頻置頂解碼器、經(jīng)組合的電纜調(diào)制解調(diào)器/ 置頂混合解碼器、個人計算裝置或任何其它類似裝置。所述用戶終端102通
常通過混合光纖同軸("HFC")分布系統(tǒng)130而被鏈接到電纜頭端，所述混 合光纖同軸("HFC")分布系統(tǒng)130通常主要包括更接近于頭端位置的光纖 并主要包括更靠近住宅的同軸電纜106。
在此實例中，局域網(wǎng)("LAN") 108用于互連在頭端可存取的各種裝置。 一或多個高速開關(guān)或路由器IIO可互連與LAN 108相關(guān)的裝置。以太網(wǎng)網(wǎng)間 協(xié)議("IP")路由裝置通?？捎貌⒖杉右耘渲靡云ヅ湟惶囟^端系統(tǒng)的尺寸、 規(guī)模與通過量需求。
一示范性電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)("CMTS")通常包括用于將開關(guān)或路 由器110 (或具有相似功能性的任何其它適當網(wǎng)絡(luò)裝置)對接到混合光纖同 軸("HFC")分布網(wǎng)絡(luò)130的下游與上游組件。將下游CMTS模塊122設(shè)計為 對經(jīng)HFC網(wǎng)絡(luò)130而傳輸?shù)接脩艚K端102的視頻、音頻與非實時數(shù)據(jù)格式化。 盡管將"視頻"與"音頻"表示為數(shù)據(jù)，但是如最后一句中所使用的術(shù)語"非 實時數(shù)據(jù)"可通常用于描述諸如構(gòu)成郵件、瀏覽網(wǎng)頁的結(jié)果、控制信息等等 的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，其不需要實時傳送或根據(jù)預定速率傳送。盡管在某些狀況下 非實時數(shù)據(jù)對時間敏感，但通常不存在傳送的截止時間。
上游CMTS模塊124自用戶終端102接收代表非實時數(shù)據(jù)、音頻和/或視 頻的數(shù)據(jù)并對用于分布的數(shù)據(jù)重新格式化。應(yīng)注意，下游與上游模塊通常可 組合為單一 CMTS單元120，其主要用于在廣域網(wǎng)絡(luò)("WAN")與安裝在用戶 家中以用于連接個人計算裝置與因特網(wǎng)的復數(shù)個電纜調(diào)制解調(diào)器之間傳送 IP數(shù)據(jù)。作為 一 實例，替代硬件可用于向用戶電桶L機傳播視頻并且向用戶 收音機或電話聽筒傳播音頻。在將來，越來越多的內(nèi)容格式將會統(tǒng)一并經(jīng)共 用分布網(wǎng)絡(luò)向家庭或企業(yè)傳輸。盡管CMTS 120可傳送所述統(tǒng)一信號，但本 發(fā)明并不限于使用CMTS 12 0。圖1所概述的實施過程僅為本發(fā)明的一個具 體實施例。在此特定實施例中，局部供應(yīng)單元140可處理CMTS 120的某些高級網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)。所述服務(wù)可用于將電纜調(diào)制解調(diào)器接收器初始化、將通 道效能最優(yōu)化并實施文件與消息傳送協(xié)議等等。
圖1的實例中包括了適于實踐本發(fā)明的若干示范性內(nèi)容源。視頻點播
("V0D")服務(wù)器150存儲電影、廣告或其它視頻程序設(shè)計以向用戶電視機 進行點播傳送。此外，VOD服務(wù)器150使交互式重放特征成為可能，諸如暫 停、快進或慢進、倒放、隨機存取及其類似特征。
視頻超高速緩存服務(wù)器152接收并存儲來自許多源180中的任何一個 (諸如來自人造衛(wèi)星)的現(xiàn)場視頻內(nèi)容，并能夠以相似的交互式容量點播傳 送給用戶。將開關(guān)或路由器的 一或多個端口對接至適當?shù)囊蛱鼐W(wǎng)網(wǎng)關(guān)裝置使 得能夠存取因特網(wǎng)154。 HTML超高速緩存服務(wù)器156可存儲頻繁存取的因特 網(wǎng)網(wǎng)頁以增加對這些所選頁的存取速度。此也可減小經(jīng)過因特網(wǎng)接口的重復 性通信量的量。節(jié)目指南可以HTML格式存儲在節(jié)目指南服務(wù)器158中以傳 送到用戶終端102。存取控制服務(wù)器170保留與各個用戶相關(guān)的授權(quán)權(quán)利的 記錄、更新賬單記錄并發(fā)出權(quán)利與控制消息，使得用戶的解碼終端可選擇性 地對視頻及音頻節(jié)目解密。
在本發(fā)明的一實施例中，配置諸如下游CMTS模塊122的下游通道處理 器來優(yōu)先考慮和/或管理視頻、音頻與數(shù)據(jù)包。從上游通道接收到的信息可 相似地由上游CMTS模塊124來處理。上游路徑中的信息通常來源于各種用 戶終端102并可包括因特網(wǎng)數(shù)據(jù)、語音或視頻消息或信號，其用于交互式控 制流至電視機、收音機或任何其它視覺或聽覺裝置的多媒體內(nèi)容的重放。所 述信號的處理通常涉及濾波、將信號從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字、解調(diào)、誤差檢測與 誤差校正和/或譯碼。
圖2中展示了下游CMTS模塊122的示范性方框圖。內(nèi)容由網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器 202從局部頭端網(wǎng)絡(luò)(例如從以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò))接收并轉(zhuǎn)發(fā)到隨機存取存儲器單 元("RAM") 204或所屬領(lǐng)域中已知的任何其它類型的存儲器或存儲器。內(nèi) 容隨后從RAM 204被;險索并由CMTS通道格式器206處理。CMTS通道格式器206預備用于經(jīng)圖1的HFC網(wǎng)絡(luò)130傳輸?shù)膬?nèi)容?？膳渲弥鳈CCPU 210以基 于電纜傳輸數(shù)據(jù)接口規(guī)范("DOCSIS")或其它相似標準來處理CMTS系統(tǒng)的 任務(wù)。此外，主機CPU 210可包括在媒體存取控制("MAC")與下游傳輸收 斂層兩者處的分包、擾頻、數(shù)據(jù)交錯與隨機化、對誤差控制的分組編碼及網(wǎng) 格編碼、調(diào)制及其它相似的通信過程。
如圖2所示，在CMTS通道格式器的輸出端處的信號可包括一或多個RF 輸出通道2 08 (即僅RF1，或RF1、 RF2、…RFn)。在CMTS通道格式器的輸 入端207處接收到的數(shù)據(jù)包可包括一指定特定RF通道(其已指派有數(shù)據(jù)包 以用于傳輸)的識別符。
RAM 204的目的是根據(jù)一適時調(diào)度允許對引入的數(shù)據(jù)包進行排序、優(yōu)先 考慮并配置給可用下游RF通道。指派優(yōu)先權(quán)，從而"實時"視頻與音頻數(shù) 據(jù)包在其視頻與音頻解碼單元用光解碼數(shù)據(jù)前到達圖1的用戶終端102。相 反，"非實時"可以根據(jù)諸如服務(wù)質(zhì)量約束、最佳努力基礎(chǔ)或其它類型的熟 知規(guī)格的其它規(guī)格來傳送。
關(guān)于各RF通道的帶寬，可經(jīng)由各RF通道208傳輸?shù)男畔?即視頻、音 頻和/或數(shù)據(jù))的總量通過(例如)預先選擇的調(diào)制與誤差編碼參數(shù)來確定。 因為使用可變位速率("VBR")編碼算法來頻繁壓縮視頻與音頻流，并且因 為因特網(wǎng)數(shù)據(jù)流通常是猝發(fā)的且因此實質(zhì)上也是時間變化的，所以很難采用 一用于向一給定RF通道208指派視頻、音頻與數(shù)據(jù)流的靜態(tài)分配策略。所 述靜態(tài)指派可導致其中某些RF通道未被充分利用而余出過剩帶寬而其它RF 通道則被過度利用并無法容納需要發(fā)送的所有數(shù)據(jù)包的情況。
由于大多數(shù)常規(guī)CMTS系統(tǒng)并不用于傳送實時視頻與音頻，所以通道過 度利用的結(jié)果通常不太嚴重。即在所述過度利用的時期內(nèi)，最終使用者可在 存取因特網(wǎng)時尤其在諸如TCP等信令協(xié)議時幫助檢測并啟動遺失數(shù)據(jù)包的 重新傳輸時注意到增加的延遲。但所述信令協(xié)議通常對諸如視頻與音頻的實 時流不十分有效。將用戶終端102中的解碼單元設(shè)計為將經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)解碼以在電視機屏幕上連續(xù)呈現(xiàn)或由音頻再現(xiàn)系統(tǒng)呈現(xiàn)。如果在等待一丟失的視 頻或音頻數(shù)據(jù)包被重新傳輸時解碼與呈現(xiàn)過程停止，那么不能對觀眾隱藏此 中斷。當采用更有效的視頻與音頻壓縮方法時，延遲通常更為嚴重，且恢復 時間更長。
圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的 一 實施例將從網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器2 0 2所接收的數(shù)據(jù)包 寫入RAM 204的示范性過程及從RAM 204讀:f又數(shù)據(jù)包并將其轉(zhuǎn)發(fā)至CMTS通 道格式器206的過程。寫入控制器302與讀取控制器304可實施為(例如) 使用由軟件產(chǎn)生的描述符清單的直接存儲器存取("畫A")過程，其中每一 描述符規(guī)定一源地址、 一目標地址及待傳送的字節(jié)數(shù)目。在此實例中，將寫 入控制器302設(shè)計為指派按順序遞增的地址。即用以開始后續(xù)傳送的地址通 過以下方式獲得取對應(yīng)于先前傳送的地址并將其增加一 (例如)等于前述 傳送的大小的量。寫入地址產(chǎn)生器308提供這些地址。因此，在前述封包結(jié) 束后，可立刻緊跟一封包而其中間無任何顯著間隙或間距。 一旦超過了存儲 器單元的最大地址，用于寫入的后續(xù)地址即可被重設(shè)為存儲器單元的起始地 址。另一實施方案可包括(例如)一用以有效管理可用存儲器的自由清單。
從存儲器單元讀取數(shù)據(jù)包的過程通常比寫入過程更復雜，這是由于其中 通常實現(xiàn)了優(yōu)先考慮與調(diào)度過程。在此狀況下，讀取地址產(chǎn)生器306可如圖 4所示被模型化。數(shù)據(jù)包分類器402識別對應(yīng)于各引入的數(shù)據(jù)包的流并基于 數(shù)據(jù)包標題中的信息來指派優(yōu)先權(quán)。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，圖5的流程圖描述了一示范性數(shù)據(jù)包分類器 402。在于502處接收后續(xù)數(shù)據(jù)包后，在504確定流的對應(yīng)身份("流-id z")， 并且在506處將數(shù)據(jù)包存儲在RAM中。接著指派一標記以代表所述數(shù)據(jù)包， 所述標記包含其中存儲有數(shù)據(jù)包的RAM地址與需要確定的數(shù)據(jù)包優(yōu)先權(quán)。一 種用以確定實時視頻及音頻流的優(yōu)先權(quán)的方式為考慮最近可能時間，在此期 間后續(xù)數(shù)據(jù)包必須被傳送至其中將呈現(xiàn)視頻或音頻的接收器。所展示的在圖 5中實施的基于最早截止時間優(yōu)先("EDF")的調(diào)度器基于此截止時間與數(shù)據(jù)包優(yōu)先權(quán)之間的相反關(guān)系。
對于實時3見頻與音頻流而言，可單獨確定各數(shù)據(jù)包截止時間。舉例來說， 使用MPEG輸送流協(xié)議而編碼的視頻與音頻數(shù)據(jù)包可包括嵌入式時間戳，其 通常為一用于各新的"存取單元"或"幀"的時間戳。所述時間戳指定在接 收器處處理數(shù)據(jù)包的時間。即接收器在接收器處的時間變得等于(或大于) 對應(yīng)于那個單元的時間戳時將開始對后續(xù)存取單元進行解碼。如果未接收到 整個存取單元并且到此時其并不存在于接收器的緩沖器中，那么重放過程將
會發(fā)生中斷并且將需要額外步驟來恢復正確的重放同步。
當接收器能夠與由產(chǎn)生時間戳的編碼器所使用的時鐘同步時，此用于對
重放過程進行計時的方法很有效。由于此原因，經(jīng)MPEG編碼的輸送流包括 諸如節(jié)目時鐘參考("PCR")的嵌入式時間參考信息，接收器使用所述時鐘 參考信息來重建原始時鐘。與時間戳不同的各時間參考指定在從編碼器發(fā)出 時間參考時原始時鐘的值。在無線電通信通道中，此時間基本上與在接收器 處接收時間參考的時間相同。在所述時間參考樣本之間，所述時鐘以27 Mhz 的經(jīng)MPEG指定的速率連續(xù)外推。即使此局部時鐘產(chǎn)生器的精確頻率與穩(wěn)定 性將取決于在編碼器處所使用的局部時鐘，接收器仍應(yīng)能夠使用(例如)鎖 相頻率跟蹤回路與嵌入于位流中的時間參考參數(shù)來將此原始時鐘同步并將 其恢復。
圖5中的數(shù)據(jù)包分類器流程圖過程包括一種用于將在不同流上檢測到 的時間戳轉(zhuǎn)換為單一共用時鐘參考的方法。在508處，當在具有流-idi的 數(shù)據(jù)包中檢測到時間參考時(如在504確定)，將其用于在510處計算ATRi， 其為在接收器處的"當前局部時間"t (例如基于局部27Mhz時鐘)與時間 參考值之間的差值。
在512，當在數(shù)據(jù)包中檢測到時間戳并且對應(yīng)流-id為"i"時，在514
處將那個數(shù)據(jù)包的新的優(yōu)先權(quán)設(shè)定為等于此時間戳與對應(yīng)于此流的最近 ATRi的總和。在512處，在無時間戳的情況下每次接收到數(shù)據(jù)包時，假定對應(yīng)于與相同流的先前數(shù)據(jù)包相同的存取單元(即相同幀)，并且因此在516
處優(yōu)先權(quán)將保持未變。然而，應(yīng)注意，某些MPEG編碼模型不需要各連續(xù)存
取單元都包括 一 時間戳。如果允許所述不常見的時間戳(或無論任何原因未 檢測到特定數(shù)據(jù)包的時間戳)，那么可向不包括時間戳的存取單元指派 一 推 斷出的時間戳，所述時間戳通過(例如)基于幀速率從先前時間戳外推而獲 得。所述幀速率也可從數(shù)據(jù)包標題中所含的信息推斷出。
在流程500中可使用一用于優(yōu)先考慮非實時流中的數(shù)據(jù)包(即不指定精 確呈現(xiàn)速率的應(yīng)用數(shù)據(jù)包)的替代示范性方法，如在511處所確定。所述流 的實例為對應(yīng)于因特網(wǎng)數(shù)據(jù)的那些流或甚至將被超高速緩存處理以在隨后 時間重放的音頻或視頻或根本不需要實時重放的音頻或視頻。在缺少任何外 部指定的服務(wù)質(zhì)量("Q0S")約束(其在518處測試)的情況下，在522處， 可將數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)設(shè)定為等于被增加了常數(shù)Q的當前局部時間t?？蛇x擇 Q值以在非實時通信量與實時視頻及音頻之間提供適當平衡。以此方式，若 在511處如此判定，只要在當前時間與視頻及音頻優(yōu)先權(quán)截止時間之間的時 間間隔不會變?yōu)樾∮赒，即可對非實時通信量給予優(yōu)先權(quán)。然而， 一旦時間 間隔變?yōu)樾∮赒,則實時數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)變得大于非實時數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)。 實時數(shù)據(jù)包的此優(yōu)先權(quán)優(yōu)點可持續(xù)，直至已傳輸了存取單元的所有數(shù)據(jù)包并 且隨后發(fā)生優(yōu)先權(quán)變化。
在某些實施例中，非實時數(shù)據(jù)包(諸如包含普通因特網(wǎng)通信量的那些非 實時數(shù)據(jù)包)的傳輸可經(jīng)受現(xiàn)有Q0S協(xié)議。為適應(yīng)非實時數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)連接 需求，可能需要基于時間戳與時間參考而在不經(jīng)受實時QOS協(xié)議的各種流之 間建立相對優(yōu)先權(quán)。理想上，所述替代QOS約束可轉(zhuǎn)換為用于調(diào)度實時視頻 及音頻以及不包括QOS約束的非實時流的重放的相同優(yōu)先權(quán)規(guī)模。用于將預 先存在的QOS協(xié)議映射為普通優(yōu)先權(quán)規(guī)模的方法通常取決于所考慮的特定 Q0S模型。只要可適當保持不同QOS類別的相對次序，在520處的映射便無 需嚴格或過分精確。一旦數(shù)據(jù)包已由圖4的數(shù)據(jù)包分類器402指派了優(yōu)先權(quán)，便可在524處 向其指派一標記。此標記接著存放在與特定流相關(guān)的先進先出存儲器 ("FIFO" ) 404中。所述標記包括至少兩個參數(shù)所指派的數(shù)據(jù)包優(yōu)先權(quán)與 存儲器(例如RAM)中數(shù)據(jù)包的地址。保持相似的FIFO以用于各數(shù)據(jù)包流， 其各自含有對應(yīng)于在那個流上接收到的數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)與地址的標記序列。 如在526處所確定，在每次將新的標記插入先前為空的FIFO 404中時，在 528處將中斷信號420發(fā)送到圖4的數(shù)據(jù)包調(diào)度器406。
數(shù)據(jù)包調(diào)度器406的任務(wù)是連續(xù)監(jiān)視在各FIFO 404的輸出端處的后續(xù) 標記405并根據(jù)這些后續(xù)標記所指定的優(yōu)先權(quán)對各種流進行排序。所得有序 清單稱作優(yōu)先權(quán)隊列408。圖6中展示了一描述響應(yīng)中斷420的數(shù)據(jù)包調(diào)度 器406的示范性操作的簡單流程圖。流程600為根據(jù)本發(fā)明的一實施例一用 于更新優(yōu)先權(quán)隊列408的優(yōu)先權(quán)清單的過程的一實例。在數(shù)據(jù)包分類器402 發(fā)生中斷后，在FIFO 404的輸出端處存在一新的后續(xù)標記，其對應(yīng)于與觸 發(fā)所述中斷的數(shù)據(jù)包相關(guān)的流。由于特定FIFO 404先前為空(即如在526 處所確定此數(shù)據(jù)包首先存在于FIFO中)，所以所述流當前未列在優(yōu)先權(quán)隊列 408中，并且因此必須插入一新的記錄。在602處，接收用于所述數(shù)據(jù)包的 流識別符與數(shù)據(jù)包優(yōu)先權(quán)。在604處，數(shù)據(jù)包調(diào)度器406通過比較與新記錄 相關(guān)的優(yōu)先權(quán)與現(xiàn)有優(yōu)先權(quán)隊列408的記錄來確定此新記錄應(yīng)在何處插入 優(yōu)先權(quán)隊列408。
由于優(yōu)先權(quán)隊列408根據(jù)優(yōu)先權(quán)排序，所以此過程簡單地涉及定位優(yōu)先 權(quán)分別小于及大于(或等于)新記錄的優(yōu)先權(quán)的所述連續(xù)記錄對并且將新記 錄插入此對之間。如果并不存在具有更高(或相等)優(yōu)先權(quán)的記錄，那么將 新的記錄置于優(yōu)先權(quán)隊列408的前端，并且相似地，如果并不存在具有較低 優(yōu)先權(quán)的記錄，那么將新記錄插入優(yōu)先權(quán)隊列408的末端。用于創(chuàng)建并保持 所述已排序的列的計算上有效的方法已熟知并且因此將不再進 一 步詳盡地 討論。圖7為一流程圖，其描繪了根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例如由圖4的數(shù)據(jù)
包調(diào)度器406所執(zhí)行的對優(yōu)先權(quán)進行排序的示范性方法。在702處，在每次 CMTS通道格式器(舉例來說)預備接受新的數(shù)據(jù)包時，在704處數(shù)據(jù)包調(diào) 度器406選擇對應(yīng)于優(yōu)先權(quán)隊列408中的最高優(yōu)先權(quán)流的后續(xù)數(shù)據(jù)包并且確 定此數(shù)據(jù)包是否適于選擇。舉例來說，如果數(shù)據(jù)包的傳輸將導致用于在接收 器處接收數(shù)據(jù)包的一或多個緩沖器溢出，那么將所述數(shù)據(jù)包視為不適于選 擇。在用于接收經(jīng)MPEG格式化的輸送流的順從于MPEG的接收器的狀況下， 通常存在在某些條件下可溢出的兩個緩沖器。所述第一緩沖器稱為輸送緩沖 器。保持一獨立的輸送緩沖器以用于各視頻、音頻或待由特定接收器解碼的 任何其它數(shù)據(jù)包類型。在某些實施例中，各輸送緩沖器的尺寸與耗盡率可能 是(例如)根據(jù)MPEG規(guī)范，并且盡管實際接收器實施過程可能根本不涉及 輸送緩沖器，但MPEG順從性要求解碼、多路復用或重新多路復用系統(tǒng)確保 所述假想緩沖器不會溢出。
接收單 一 視頻、音頻或數(shù)據(jù)流的所有數(shù)據(jù)包的通道緩沖器為在某些條件 下可能溢出的另 一 類緩沖器。通道緩沖器通常大于輸送緩沖器(在視頻的狀 況下尤為如此)，但不象輸送緩沖器，通道緩沖器不具有固定耗盡率。在由 對應(yīng)解碼時間戳瞬間指定的時刻，整體存取單元通常從通道緩沖器移除。在 輸送緩沖器的狀況下，MPEG標準指定最小通道緩沖器尺寸并且類似地正是 另一實體(諸如編碼、多路復用或重新多路復用系統(tǒng))確保這些緩沖器不會 溢出的責任。
在本發(fā)明的一實施例中，在710處，數(shù)據(jù)包調(diào)度器406首先識別對應(yīng)于 后續(xù)記錄的流ID。數(shù)據(jù)包調(diào)度器同時保持輸送緩沖器(以在712處確定是 否為滿)與通道緩沖器(以在714處確定是否為滿)兩者的模型。如此，數(shù) 據(jù)包調(diào)度器406可在任何給定時間確定緩沖器是否具有用于一個以上數(shù)據(jù) 包的空間。如果沒有，那么數(shù)據(jù)包調(diào)度器406必須避免發(fā)送數(shù)據(jù)包并且改為 識別且確定具有后續(xù)最高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)包的適用性。如果在706處不存在適當?shù)臄?shù)據(jù)包或如果優(yōu)先權(quán)隊列408為空，那么在708處改為發(fā)送一零數(shù)據(jù)包。 在MPEG規(guī)范中描述了零數(shù)據(jù)包。
一旦在716處選擇了適當?shù)暮罄m(xù)數(shù)據(jù)包(例如通過檢索地址)，數(shù)據(jù)包 即可如在720處傳輸或其可在718處根據(jù)特定CMTS實施過程的需求來修改。 舉例來說，在718處，可能需要修改MPEG數(shù)據(jù)包識別域("PID")或添加、 刪除或修改IP標題，或插入或修改DOCSIS MAC標題。作為另 一實例，可修 改用于優(yōu)先考慮過程中的時間參考("PCR")以說明在數(shù)據(jù)包于RAM中等待 時所招致的延遲?？赏ㄟ^添加 一 等于含有時間參考的數(shù)據(jù)包的接收時間與傳 輸時間之間的差值的時間參考校正來校正此延遲。將此過程通稱為"PCR重 新印戳"。
在某些實施例中，可向各個時間參考添加 一 固定負偏壓以允許更多空間 從而經(jīng)調(diào)度最優(yōu)化使通道通過量最大化。如果完成了此，那么應(yīng)施加相同的 偏壓作為對用于調(diào)度的數(shù)據(jù)包優(yōu)先權(quán)的正校正。此用于說明在將于接收器處 處理數(shù)據(jù)包前的稍后的截止時間。最后，關(guān)于時間參考，MPEG需求通常在 不會被超過的連續(xù)PCR之間設(shè)定最大時間間隔。最優(yōu)數(shù)據(jù)包排序算法可輕易 地導致違反此規(guī)則。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，數(shù)據(jù)包調(diào)度器406可通過監(jiān) 視時間間隔(由于傳輸最后時間參考)并通過在需要時插入額外時間參考來 防止此違反。在此狀況下，數(shù)據(jù)包調(diào)度器406可通過產(chǎn)生具有PCR且不具有 有效負載的新的數(shù)據(jù)包來避免將現(xiàn)有數(shù)據(jù)包對準。
一旦在720處已選擇了一數(shù)據(jù)包以用于傳輸，數(shù)據(jù)包調(diào)度器406的最后 任務(wù)即為更新優(yōu)先權(quán)隊列408。在從對應(yīng)流FIFO 404移除了標記(用于所 選數(shù)據(jù)包)后，必須檢查后續(xù)標記的優(yōu)先權(quán)。在722處，如果不存在被包含 于FIFO 404中的其它標記，那么在724處，在優(yōu)先權(quán)隊列708中的此流的 記錄必須移除。在726處，如果FIFO 404并不空并且由后續(xù)標記指定的優(yōu) 先權(quán)與由前述標記指定的優(yōu)先權(quán)相同，那么無需進行別的操作。由于MPEG 存取單元通常包含具有相等優(yōu)先權(quán)的許多數(shù)據(jù)包，所以當處理MPEG流時，此可為一頻繁狀況。然而，在726處，如果FIFO 404并不空并且由后續(xù)標 記指定的優(yōu)先權(quán)與由前述標記指定的優(yōu)先權(quán)相同，那么在優(yōu)先權(quán)隊列408中 的此流的對應(yīng)記錄應(yīng)重新定位以保持基于遞減優(yōu)先權(quán)的適當排序。
根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例，用于根據(jù)圖4中所說明的優(yōu)先權(quán)系統(tǒng)對數(shù) 據(jù)包進行分類并調(diào)度的示范性方法通常涉及一示范性系統(tǒng)，其中向單一 RF 通道靜態(tài)配置各個流。
但提供諸如CMTS或其它通道格式化裝置的示范性系統(tǒng)也在本發(fā)明的范 疇與精神內(nèi)，所述示范性系統(tǒng)以此方式動態(tài)地更改流的指派(/人一個通信通 道至另一個通信通道)，以最優(yōu)化通道資源的使用。所述流重新指派可被經(jīng) 濟地引入電纜調(diào)制解調(diào)器網(wǎng)絡(luò)的其中一個原因是用于動態(tài)頻率改變的某些 準備已被采納為電纜傳輸數(shù)據(jù)接口規(guī)范("DOCSIS")電纜調(diào)制解調(diào)器標準的 版本1.1。即已證實順從于DOCSIS 1.1的電纜調(diào)制解調(diào)器不僅能夠接收指 示其重新調(diào)節(jié)為不同RF通道的命令，而且其無需經(jīng)歷使接收器在一顯著時 段內(nèi)不可用的冗長重新同步步驟便能夠完成重新調(diào)節(jié)過程。但即使DOCSIS 1. 1也無法規(guī)定通道跳躍應(yīng)完全無縫。
通常，在重新調(diào)節(jié)電纜調(diào)制解調(diào)器的時間間隔期間或在獲取新通道上的 信號的過程中，將丟失某些數(shù)據(jù)包，或如果CMTS選擇在兩個RF通道上復制 相同數(shù)據(jù)包同時發(fā)生轉(zhuǎn)移時，某些數(shù)據(jù)包將被接收兩次或變得無序。幸運的 是，此對于其中TCP協(xié)議用于檢測并校正諸如此等的誤差的大多數(shù)因特網(wǎng)存 取應(yīng)用來說并不成為一個嚴重的問題。不幸的是，此解決方法對于實時視頻 與音頻流不太有效。諸如歸因于接收器的重新調(diào)節(jié)與重新同步或歸因于在檢 測到不可校正的誤差或損耗后請求重新傳輸?shù)哪切┭舆t的延遲可導致在隨 后試圖重新同步期間緊隨額外延遲產(chǎn)生可見并可聽的誤差。
本發(fā)明的一方面是提供用以控制從一通信通道到另一通信通道的轉(zhuǎn)移 的額外^L制，所述兩個通道可能為或可能不為RF通道。在一實施例中，這 些額外機制與可向各引入的數(shù)據(jù)包指派一優(yōu)先權(quán)值的圖4數(shù)據(jù)包分類器402的操作結(jié)合。根據(jù)一實施例，圖5中說明了一種對示范性數(shù)據(jù)包分類器指派 優(yōu)先權(quán)的示范性方法。在對應(yīng)于實時流的數(shù)據(jù)包的狀況下，如結(jié)合圖5所述， 優(yōu)先權(quán)可定義為數(shù)據(jù)包可到達接收器的最近可能時間。但根據(jù)本發(fā)明的另一
派給不同RF通道的各種流。盡管隨后描述了一種將一初始優(yōu)先權(quán)("P")轉(zhuǎn)
換為一新優(yōu)先權(quán)("p，")的可能的修改，但其它相似修改也在本發(fā)明的范疇 與精神內(nèi)。
此示范性修改的第一目的為提供一種用于識別何時RF通道變得已被過 度利用到存在無法及時傳遞某些數(shù)據(jù)包的短期危險來避免中斷在接收器處 的實時重放過程的點。所述修改的第二目的是提供一種用于通過將至少一個 流從過度利用的RF通道切換到另一較少利用的RF通道來減小此危險的方 法。通過對由如圖5所示的數(shù)據(jù)包分類器402指派的優(yōu)先權(quán)應(yīng)用一轉(zhuǎn)換過程 可實現(xiàn)任一目的或所述兩個目的。
如圖8所示， 一具體實施例可通過在FIFO 404的輸出端處并在數(shù)據(jù)包 調(diào)度器406前插入優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)換模塊802來實施。由所述優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)換模塊802 所執(zhí)行的修改的實例為圖9A與9B所示的映射功能。說明了兩個RF通道 圖9A中的RF通道"A"與圖9B中的RF通道"B"。在各個狀況下，水平軸 代表在由數(shù)據(jù)包分類器402所確定的初始優(yōu)先權(quán)(P)與當前時間("t")之 間的差值，并且垂直軸代表新的優(yōu)先權(quán)("P，")與當前時間(t )之間的差 值。注意，新的優(yōu)先權(quán)p，具有流相依性。即被歸合成特定RF通道的流初 始以某一任意次序排序且在RF通道A的狀況下由自1至n變化的排序索引 來代表并且在RF通道B的狀況下由1至m變化的排序索引來代表。向相同 用戶尋址的流指派有相同的索引。舉例來說，如果圖1的用戶終端102同時 接收正在兩個不同電視機顯示器上呈現(xiàn)的兩個節(jié)目與一向個人計算機供應(yīng) 因特網(wǎng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，那么向因特網(wǎng)數(shù)據(jù)流、兩個視頻流及與所述兩個電視 機節(jié)目中的各個節(jié)目相關(guān)的任何音頻與數(shù)據(jù)流指派單一共用索引。應(yīng)注意，在根據(jù)本發(fā)明的某些狀況下，例如由于特定接收器的硬件或軟 件限制，對一具體流的動態(tài)通道重新指派(跳躍)可能在某些流上會被禁止。
在所述狀況下，對應(yīng)流可從索引編為從1到n (或?qū)τ赗F通道B來說，為 從l到m)的流組中排除。 一種用以確保這些流不選擇用于通道重新指派的 方式為簡單地避免修改這些被排除的流的優(yōu)先權(quán)。即可將新優(yōu)先權(quán)P'設(shè)定 為等于與被排除流(即對其禁用動態(tài)通道跳躍能力的流)相關(guān)的各數(shù)據(jù)包的 初始優(yōu)先權(quán)P。另一方面，如果數(shù)據(jù)包不對應(yīng)于被排除流，那么只要初始優(yōu) 先權(quán)差值(P-t)大于預定閾值Tk，便可將新的或經(jīng)修改的優(yōu)先權(quán)(P')設(shè) 定為僅等于初始優(yōu)先權(quán)(P)。如果初始優(yōu)先權(quán)差值降至低于此閾值，那么將 經(jīng)修改的優(yōu)先權(quán)差值(P'-t)設(shè)定為等于所述閾值。在此特定實例中，向每次 流分類指派從最小閾值"Tmin,"至最大閣值"T1."變化的不同闊值。隨著 索引"k，，減小，閾值Tk增大。
第一，最大閾值T1顯著。通常選擇此閾值以至少與在對應(yīng)接收器上實 施通道跳躍所需要的時間間隔一樣大。更精確地說，其應(yīng)至少與始于在將一 通道跳躍命令發(fā)送到目標接收器時并終于在接收器能夠接收新RF通道上的 數(shù)據(jù)包時的時間間隔 一 樣大。由于接收器在此通道重新調(diào)節(jié)時間間隔過程中 不能接收新的數(shù)據(jù)包，所以如果后續(xù)數(shù)據(jù)包具有 一 將在轉(zhuǎn)移過程中期滿的截 止時間，那么轉(zhuǎn)移過程便不應(yīng)起始。通過確保具有索引l的流始終指派有足 夠高以保持至少T1的截止時間期滿時間(P-1 )的優(yōu)先權(quán)，在任何時間起始 通道跳躍應(yīng)是可能的。
第二，最小閾值Tmin也是顯著的。如果優(yōu)先權(quán)差值(P-t)減小至低于 此閾值，那么當前RF通道變得已被過度利用到其中存在不能夠?qū)⑺袛?shù)據(jù) 包及時傳遞到所要的接收器以滿足與實時流的各數(shù)據(jù)包相關(guān)的截止時間的 合理危險的點。此對于其中截止時間與在圖8的數(shù)據(jù)包分類器402處所確定 的優(yōu)先權(quán)P相同以及優(yōu)先權(quán)差值為在截止時間期滿前的剩余時間的狀況來 說是直觀的。具有最低優(yōu)先權(quán)差值的流是具有最高索引的流并且這些應(yīng)該是到達其各自閾值的第一流。在此實例中，假定優(yōu)先權(quán)差值對于RF通道A中
的各個流減小。此由圖9A中的箭頭方向指示。
在可起始通道跳躍前，必須識別出最能夠接受具有索引1的流的RF通 道。通常，最佳選擇為當前在具有最高索引的流(或者等價地為無法選擇用 于通道重新指派的流)上保持最長期滿截止時間(P-t)的通道。這些為繞 過優(yōu)先權(quán)閾值處理過程的"被排除流"。在此實例中，已選擇了 RF通道B以 接受從包括RF通道A的其它RF通道重新指派的流。應(yīng)注意，所述*見定<叉是 暫時性的并且應(yīng)以^見則時間間隔且在每次通道跳躍發(fā)生后重新評價。
根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例，將圖8的RF通道控制器850模塊設(shè)計為 控制通道跳躍并且圖10中對其進行更詳細的描述。當在1 004處優(yōu)先權(quán)差值 變得小于或等于任何實時流上的Tmin時，在1 002處做出起始一通道跳躍的 決定。在某些實施方案中，可能需要保護以防止可由裝備故障或其它系統(tǒng)故 障所觸發(fā)的不穩(wěn)定性。 一種用于實現(xiàn)此目的的方式為檢查將要用于觸發(fā)通道 轉(zhuǎn)移的任何流上的優(yōu)先權(quán)差值中的連貫變化。
當將要重新指派一流時，將一包括新的RF頻率信息的通道跳躍命令發(fā) 送到在1008處確定的對應(yīng)于具有索引1的流的接收器。如上所述，DOCSIS
1110處， 一旦已發(fā)送出通道跳躍命令，RF通道控制器850將所述流從當前 RF通道的索引1重新指派至新RF通道上后續(xù)最高可用索引。舉例來說，如 果新RF通道上的現(xiàn)有流從1到m變化，那么如9 08所概念性地展示，在1114 處所述流將被指派給一 m+l的索引。RF通道控制器850也應(yīng)確保直至滿足 兩個條件中的一個時才向此新RF通道上的這些流傳輸數(shù)據(jù)包。這些條件為 (1)固定時間間隔Tf應(yīng)期滿，或(2)對應(yīng)于這些流的接收器應(yīng)向回報告 其預備接收此新通道上的數(shù)據(jù)包。在圖10中，對數(shù)據(jù)包傳輸?shù)拇思s束是通 過在1116處移除對應(yīng)于將被重新指派的每一流的優(yōu)先權(quán)隊列中的記錄項來 實施的。這就確保了將不會從這些流中的任一流中選擇數(shù)據(jù)包。同時，在1118處將對數(shù)據(jù)包調(diào)度器406的中斷設(shè)定為在時間間隔Tf后發(fā)生。此時，
所述記錄項將被重新插入圖8的優(yōu)先權(quán)隊列408中并且根據(jù)后續(xù)各數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)來排序。數(shù)據(jù)包調(diào)度器中斷過程展示于圖6中并且先前已予以描述。RF通道控制器850也必須重新指派仍指派至先前RF通道(例如通道A )的剩余流的索引(例如2至n)。在1112處，將每一此索引簡單地遞減1。以此方式，具有索引2的流被重新指派一索引1，并且因此是即將獲得動態(tài)通道重新指派的下一個流。舉例來說，在k-l的流的通道重新指派前曾與k=2相關(guān)的通道A的流現(xiàn)在變得與k=l相關(guān)。取決于精確實施方案，可能有必要采取步驟來確保單一通道重新指派不會觸發(fā)接二連三的通道重新指派。在根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例的一實施方案中，后續(xù)通道跳躍被延期，直至恰被重新指派一索引1的流已具有時間來獲得至少Tl的優(yōu)先權(quán)差值(P-1)。到此時，系統(tǒng)應(yīng)已被調(diào)整至重新指派具有索引1的最后流，并且因此應(yīng)不需要第二通道跳躍。
根據(jù)本發(fā)明的另 一具體實施例的 一替代實施過程尤其有效。代替比較在當前時間數(shù)據(jù)包的閾值Tk與優(yōu)先權(quán)差值(P-1 )的是，而RF通道控制器850可能比較在將來的某一時間(例如在時間t+Tmin)閾值Tk與優(yōu)先權(quán)差值。假定經(jīng)完全利用的通道的通過量可為常數(shù)，那么所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能夠確定到固定時間間隔期滿時將已被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的數(shù)目。此外，由于已向由數(shù)據(jù)包分類器402檢查的各數(shù)據(jù)包指派了優(yōu)先權(quán)，所以可預期到時間間隔結(jié)束將已發(fā)送哪些數(shù)據(jù)包并且哪些數(shù)據(jù)包仍將保持處于隊列中。因此，在將來的此時通道的整體利用可簡單地通過觀察對應(yīng)于優(yōu)先權(quán)隊列408中的標記的這些后續(xù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)差值(P-t)來確定。
預期在將來的瞬間及時加載通道的其中一個優(yōu)點為動態(tài)通道重新指派的效果變得明顯。如果從調(diào)度過程的外推中排除一或多個流，那么剩余流的額外數(shù)據(jù)包將在外推時間間隔期間傳輸，并且因此一旦時間間隔已期滿便將實現(xiàn)更大的優(yōu)先權(quán)差值(P-t ),因此，除非數(shù)據(jù)包繼續(xù)以超過通道的通過量的速率到達，否則將不可能需要第二通道重新指派。
已描述用于從中央存儲器單元讀取數(shù)據(jù)包并且使用數(shù)據(jù)包分類器來向
復數(shù)個FIFO指派對應(yīng)的數(shù)據(jù)包標記并使用數(shù)據(jù)包調(diào)度器來讀取數(shù)據(jù)包標記且將數(shù)據(jù)包輸出到CMTS通道格式器的方法具有兩個重要優(yōu)點。第一，視頻、音頻與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包以一種最優(yōu)方式得以優(yōu)先考慮，所述最優(yōu)方式確保了及時傳遞數(shù)據(jù)包以避免實時視頻與音頻的呈現(xiàn)被中斷同時使所有其它流上的等待時間最小化。第二，優(yōu)先考慮與調(diào)度過程在計算上是有效的。優(yōu)先權(quán)隊列保持根據(jù)優(yōu)先權(quán)所排序的不同流的最新清單，并且所述記錄僅需要以相對不常見的基礎(chǔ)來調(diào)整。這就使得可能使用單一不昂貴的處理器來管理對許多RF通道進行的排序與調(diào)度過程。
通過使用動態(tài)通道配置策略獲得了額外效率。已描述了用于管理各個可用通信通道的流并且周期性地選擇、預備和重新指派從一個通信通道至另一通信通道的某些流的方法與設(shè)備。
本發(fā)明的 一 實施例是關(guān)于 一種具有 一計算機可讀取媒體的計算機存儲產(chǎn)品，所述計算機可讀取媒體在其上具有用于執(zhí)行各種計算機實施的操作的計算機代碼。所述媒體與計算機代碼可為為本發(fā)明的目的而專門設(shè)計并構(gòu)造的媒體與計算機代碼，或者其可為對于計算機軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員來說已熟知且可用的種類的媒體與計算機代碼。計算機可讀取媒體的實例包括(但不限于)磁性媒體，諸如硬盤、軟盤以及磁帶；光學媒體，諸如CD-R0M以及全息裝置；磁光媒體，諸如可光讀的磁盤；以及專門配置為存儲并執(zhí)行程序代碼的硬件裝置，諸如專用集成電路("ASIC")、可編程邏輯裝置("PLD")以及R0M與RAM裝置。計算機代碼的實例包括諸如由編譯器所產(chǎn)生的機器代碼與含有高級代碼的文件，所述文件由計算機使用解釋器來執(zhí)行。舉例來說，本發(fā)明的一實施例可使用XML、 Java、 0++或其它面向?qū)ο蟮木幊陶Z言與開發(fā)工具來實施。本發(fā)明的另 一 實施例可以替代機器可執(zhí)行軟件指令或與之結(jié)合的硬連線電路來實施?？傊?，本發(fā)明提供了一種用于調(diào)度經(jīng)一或多個通信通道的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)脑O(shè)備與方法。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可不難認識到，在本發(fā)明、用以實現(xiàn)與本文所述的實施例所實現(xiàn)的結(jié)果大體上相同的結(jié)果的其使用與其配置中可進行許多變化與替代。因此，并不希望將本發(fā)明限制為所揭示的示范性形式。許多變化、修改及替代結(jié)構(gòu)將在如權(quán)利要求書中所表達的所揭示的本發(fā)明的范疇與精神內(nèi)。
為解釋的目的，前述說明使用具體命名法來提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將很明顯，不需要具體細節(jié)來實踐本發(fā)明。因此，為說明與描述的目的而呈現(xiàn)了對本發(fā)明的具體實施例的前述說明。其并非意在具有窮舉性或?qū)⒈景l(fā)明限制為所揭示的精確形式；很明顯，鑒于上
述教示，許多修改與變化都可行的。選擇并描述實施例以最佳地解釋本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用，由此其使得所屬領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠以如適于所涵蓋的特定使用的各種修改來最佳地利用本發(fā)明與各種實施例。希望以上權(quán)利要求書與其均等物來界定本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種用于將復數(shù)個流組合為一數(shù)字多路復用的方法，其中一或多個所述流包括經(jīng)排序并經(jīng)計時以用于連續(xù)實時呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)包，所述方法包含基于一截止時間確定在所述復數(shù)個流的其它后續(xù)數(shù)據(jù)包前將要傳輸一實時流的一后續(xù)數(shù)據(jù)包；確定一緩沖器是否具有接受所述后續(xù)數(shù)據(jù)包的容量；如果所述緩沖器具有容量，那么選擇所述后續(xù)數(shù)據(jù)包作為所述數(shù)字多路復用的一部分來傳輸；和如果所述緩沖器不具有容量，那么選擇所述其它后續(xù)數(shù)據(jù)包中的一個作為所述數(shù)字多路復用的一部分來傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定將要傳輸所述后續(xù)數(shù)據(jù)包包含將 所述截止時間轉(zhuǎn)換為所述實時流的一第一優(yōu)先權(quán)，其中所述第一優(yōu)先權(quán) 為最高優(yōu)先權(quán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中每次將另一后續(xù)數(shù)據(jù)包確定為一新的 存取單元的第 一數(shù)據(jù)包時更新所述實時流的所述第 一優(yōu)先權(quán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述截止時間是從一時間戳獲得的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述時間戳與一后續(xù)存取單元相關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述實時流被分割為多個存取單元， 其中每個存取單元由 一或多個數(shù)據(jù)包組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進一步包含確定所述實時流的所述后續(xù) 數(shù)據(jù)包是否為 一新的存取單元的一第 一數(shù)據(jù)包。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述存取單元的每一個為一視頻幀的 一代表。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述存取單元的每一個為一音頻幀的 一代表。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述其它后續(xù)數(shù)據(jù)包中的所述一個后續(xù)數(shù)據(jù)包具有一特定流。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中選擇所述其它后續(xù)數(shù)據(jù)包中的所述 一個后續(xù)數(shù)據(jù)包包含向所述特定流指派一第二優(yōu)先權(quán)，其中所述第二優(yōu) 先權(quán)與最高優(yōu)先權(quán)不同。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二優(yōu)先權(quán)代表一與所迷其它 后續(xù)數(shù)據(jù)包中的所述一個后續(xù)數(shù)據(jù)包相關(guān)的等待時間，其中所述特定流 為一非實時流。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二優(yōu)先權(quán)代表一與所述其它 后續(xù)數(shù)據(jù)包中的所述一個后續(xù)數(shù)據(jù)包相關(guān)的預先存在的服務(wù)質(zhì)量("QOS")約束，其中所述特定流為一非實時流。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二優(yōu)先權(quán)代表與所述其它后 續(xù)數(shù)據(jù)包中的所述一個后續(xù)數(shù)據(jù)包相關(guān)的 一等待時間和一預先存在的 QOS約束兩者，其中所述特定流為一非實時流。
15. —種用于傳輸復數(shù)個數(shù)據(jù)流的方法，所述方法包含確定一與 一第 一流相關(guān)的第 一子組數(shù)據(jù)包括實時數(shù)據(jù)； 基于確定所述第一子組包括實時數(shù)據(jù)，對所述第一子組數(shù)據(jù)分類以區(qū) 別所述第 一 子組數(shù)據(jù)與 一 與 一 第二流相關(guān)的第二子組數(shù)據(jù)；和 選擇所述第一子組以經(jīng)由一第一通道而非經(jīng)由一第二通道傳輸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包含通過將所述傳輸從所述第 二通道切換到所述第一通道來經(jīng)由所述第一通道傳輸所述第一子組。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一通道與所述第二通道為射 頻("RF，，)通道。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述第一子組分類包含給予所述第一子組優(yōu)先權(quán)；和以 一第 一優(yōu)先#又來標記所述第 一子組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中給予所述第一子組優(yōu)先權(quán)包含確定所述第一子組是否包括一時間指示符；和 如果所述時間指示符被包括于所述第一子組中，那么將所述第一優(yōu)先 權(quán)形成為所述時間指示符的 一 函數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中給予所述第一子組優(yōu)先權(quán)進一步包 含確定所述第一流子組的另一子組是否包括一時間指示符；和 如果所述時間指示符不包括在所述第一子組中，那么將所述第一優(yōu)先 權(quán)形成為一與所述另一子組相關(guān)的優(yōu)先權(quán)的一函數(shù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述時間指示符為一時間戳。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包含確定所述第二子組數(shù)據(jù)是否包括實時數(shù)據(jù)；和 基于確定所述第二子組不包括實時數(shù)據(jù)，對所述第二子組分類。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中將所述第二子組分類包含給予所述第二子組優(yōu)先權(quán)；和以 一 第二優(yōu)先權(quán)標記所述第二子組。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中給予所述第二子組優(yōu)先權(quán)包含確定所述第二子組與一指示所述第二子組的參數(shù)相關(guān)； 將所述參數(shù)標準化；和將所述第二優(yōu)先權(quán)形成為所述標準化參數(shù)的一函數(shù)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述參數(shù)為一服務(wù)質(zhì)量("QOS") 約束。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中選擇用于傳輸?shù)乃龅谝蛔咏M包含確定所述第一子組適合于傳輸；和當一與所述第二通道相關(guān)的閾值處于或約處于一閾限度時，選擇用于 傳輸?shù)乃龅谝煌ǖ馈?br> 27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中確定所述第一子組適合包含給予所迷第一子組及與一第三流相關(guān)的一第三子組的數(shù)據(jù)優(yōu)先權(quán)，以 便分別向所述第三子組與所述第一子組指派一第三優(yōu)先權(quán)與一第一優(yōu)先權(quán)，其中所述第三優(yōu)先權(quán)高于所述第一優(yōu)先權(quán)； 確定一緩沖器不能夠接收所述第三子組；和 確定另一緩沖器能夠接收所述第一子組。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中選擇用于傳輸?shù)乃龅谝煌ǖ腊_定所述第二通道處于或約處于所述閡限度；和對所述第 一 子組重新分類以實行所述第 一 通道的所述選擇。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中對所述第一子組重新分類包括將一 經(jīng)轉(zhuǎn)換的第一優(yōu)先權(quán)形成為一經(jīng)修改的優(yōu)先權(quán)差值的一函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用于數(shù)據(jù)包的動態(tài)通道映射與最優(yōu)化調(diào)度的設(shè)備與方法。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，一種方法將一組數(shù)字流(404)組合為一組數(shù)字多路復用。此可包括(例如)識別當前以一可導致通道的標稱容量被超過的速率接受數(shù)據(jù)包的第一通信通道。同時識別當前以不太可能導致通道的標稱容量被超過的速率接受數(shù)據(jù)包的第二通信通道。選擇包含指派至第一通信通道的多路復用的一或多個流以形成所選流。此外，可將所選流的數(shù)據(jù)包從對應(yīng)于第一通信通道的多路復用重新指派至對應(yīng)于第二通信通道的多路復用。在某些實施例中，指示一或多個所選流的一或多個接收器從對應(yīng)于第一通信通道的頻率重新調(diào)諧到對應(yīng)于第二通信通道的頻率。
文檔編號H04L12/28GK101631082SQ20091015158
公開日2010年1月20日 申請日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月27日
發(fā)明者亞當·湯姆, 彼得·蒙塔, 愛德華·克勞斯 申請人:Rgb網(wǎng)絡(luò)有限公司