一種緩存的視頻點播流和盡力而為流聯(lián)合調(diào)度的體驗感知質(zhì)量的系統(tǒng)和方法
【專利說明】-種緩存的視頻點播流和盡力而為流聯(lián)合調(diào)度的體驗感知 質(zhì)量的系統(tǒng)和方法
[0001] 本發(fā)明要求于2013年3月13日遞交的發(fā)明名稱為"一種緩存的視頻點播流和盡 力而為流聯(lián)合調(diào)度的體驗感知質(zhì)量的系統(tǒng)和方法"的第13/802099號美國非臨時申請案的 在先申請優(yōu)先權(quán),該在先申請的內(nèi)容W引入的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設及無線傳輸系統(tǒng),尤其在特定的實施例中,設及一種用于調(diào)度緩存的視 頻點播流和盡力而為流的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]視頻點播(VoD)是用戶根據(jù)自己的時間偏好(如需求)可W選擇和觀看視頻的系 統(tǒng)。目前,許多用戶通過因特網(wǎng)在自己的臺式計算機或筆記本上利用VoD觀看各種內(nèi)容提 供商提供的視頻。然而,隨著無線移動設備功能的增加,用戶越來越多地使用他們的移動設 備來觀看VoD。預計在不久的將來,VoD將構(gòu)成移動流量的主要部分(如大于70% )。
[0004]為了向移動設備提供視頻和其他服務(如網(wǎng)頁),發(fā)送點燈巧(如基站收發(fā)信機 度ST))可W調(diào)度各種VoD流和盡力而為流(例如,提供如網(wǎng)頁等其他內(nèi)容的機制)來利用 可用傳輸帶寬。對于VoD流和盡力而為流,一些調(diào)度器和單獨的調(diào)度器可W利用所述帶寬 的靜態(tài)分區(qū)。此外,一些調(diào)度器利用常規(guī)比例公平(P巧效用和視頻回放緩存占用的障礙函 數(shù)。只有當所述緩存占用低于預設闊值時,障礙函數(shù)才影響調(diào)度決策,且隨著緩存占用的增 加,其可W增加不同用戶緩存的公平性,反之亦然。一部分所述調(diào)度器還可W利用經(jīng)驗權(quán) 重因子縮放所述障礙函數(shù)來實行再緩存時間方面的公平性。此外,運些調(diào)度器還會造成整 個系統(tǒng)質(zhì)量的變化,使得一些用戶在自己的無線設備上觀看視頻時體驗質(zhì)量怕〇巧較差。 而且,運些調(diào)度器分別提供的資源分區(qū)和VoD流調(diào)度在適應變化的流量情況方面缺少靈活 性,降低了頻率選擇性調(diào)度(re巧增益。再緩存時間可能是影響VoD用戶的QoE最關(guān)鍵的 因素,服務中斷標準主要是基于用戶體驗的總共的再緩存時間的百分比。然而,運些調(diào)度器 會導致帶寬資源的使用效率低,并向用戶提供不令人滿意的QoE。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 根據(jù)一個實施例,一種用于調(diào)度相同頻段內(nèi)視頻點播流和盡力而為流的方法包 括:發(fā)送點燈巧確定多個移動設備中每一個的緩存空閑情況,其中,無線禪合至所述發(fā)送 點的所述多個移動設備接收VoD流;所述TP利用所述緩存空閑計算所述多個移動設備的緩 存空閑調(diào)度權(quán)重;所述TP基于所述緩存空閑調(diào)度權(quán)重確定VoD流和盡力而為流的聯(lián)合調(diào) 度。
[0006] 根據(jù)另一實施例,一種用于調(diào)度相同頻帶內(nèi)的視頻點播流和盡力而為流的網(wǎng)絡組 件包括:處理器;計算機可讀取存儲介質(zhì),用于存儲所述處理器執(zhí)行的程序,其中,所述程 序包括指令,用于:確定多個移動設備中每一個的緩存空閑情況,其中,無線禪合至發(fā)送點 的所述多個移動設備接收視頻點播(VoD)流;利用所述緩存空閑計算所述多個移動設備的 真空壓力調(diào)度權(quán)重;基于所述反壓調(diào)度權(quán)重確定VoD流和盡力而為流的聯(lián)合調(diào)度。
[0007] 根據(jù)再一實施例,一種用于調(diào)度相同頻帶內(nèi)的視頻點播(VoD)流和盡力而為流的 方法包括:發(fā)送點燈巧確定用于用戶設備扣巧接收VoD流的緩存空閑;所述TP獲得安全 空閑值范圍;所述TP利用所述緩存空閑基于真空壓力調(diào)度算法確定VoD流和盡力而為流的 聯(lián)合調(diào)度,其中,當用于肥接收VoD流的所述緩存空閑在所述安全空閑值范圍內(nèi)時,允許所 述盡力而為流與VoD流競爭。
【附圖說明】
[0008] 為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點,現(xiàn)在參考下文結(jié)合附圖進行的描述,其中:
[0009] 圖1示出一種用于數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡;
[0010] 圖2為一種反壓動態(tài)控制策略的系統(tǒng)的示意圖;
[0011] 圖3示出反壓動態(tài)控制無線系統(tǒng)的一個特例;
[0012] 圖4示出用于反壓調(diào)度緩存空閑的系統(tǒng)的一個實施例;
[0013] 圖5A示出用于向肥提供VoD流和盡力而為流的系統(tǒng)的一個實施例;
[0014] 圖5B為示出在系統(tǒng)中用于為肥調(diào)度VoD流和盡力而為流的安全空閑范圍和障礙 函數(shù)(最大權(quán)重規(guī)則情況下)的一個實施例的圖;
[0015]圖6示出確定肥的緩存狀態(tài)和用于在發(fā)送點緩存視頻數(shù)據(jù)的剩余物理內(nèi)存的系 統(tǒng)的一個實施例;
[0016] 圖7A和7B示出在無線網(wǎng)絡中用于調(diào)度VoD流和盡力而為流的方法的一個實施 例;
[0017] 圖8示出不同調(diào)度方法中QoE和VoD用戶量模擬結(jié)果的圖;
[001引圖9為示出在不同目標最大再緩存時間和體驗比最大再緩存時間更少時間的用 戶目標百分比情況下S種不同調(diào)度方案每個小區(qū)下VoD用戶容量的圖;
[0019] 圖10為可W用來執(zhí)行各個實施例的處理系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0020] 下文將詳細論述當前優(yōu)選實施例的制作和使用。然而,應了解,本發(fā)明提供可在各 種具體上下文中體現(xiàn)的許多適用的發(fā)明性概念。所論述的具體實施例僅僅說明用W實施和 使用本發(fā)明的具體方式,而不限制本發(fā)明的范圍。
[0021] 本文公開了一種用于機會聯(lián)合調(diào)度來自發(fā)送點燈巧或接入點(A巧并在相同頻段 內(nèi)緩存的視頻點播(VoD)流和盡力而為流的系統(tǒng)和方法。此處使用的術(shù)語TP和AP可W互 換使用。在一個實施例中,禪合至TP(如基站收發(fā)信機度ST))的無線設備將關(guān)于所述無線 設備的回放緩存的回放緩存空閑信息發(fā)送到所述發(fā)送點,使得感知VoD流和盡力而為流調(diào) 度的體驗質(zhì)量(QoE)。所述發(fā)送點使用改進的反壓(如真空壓力)動態(tài)控制策略來聯(lián)合調(diào) 度VoD流和盡力而為流。所述聯(lián)合調(diào)度可W包括使用應用于UE側(cè)的緩存空閑的反壓控制 策略的真空壓力調(diào)度。考慮到所述應用/設備物理存儲能力,使用不同的反饋信令機制可 W有利于穩(wěn)定所述回放緩存。
[0022] 在一個實施例中,所述TP執(zhí)行計算多個VoD流中每一個的緩存空閑權(quán)重的聯(lián)合調(diào) 度算法,且如果所述VoD緩存在安全區(qū)域內(nèi),允許盡力而為流根據(jù)自身傳統(tǒng)PF效用去競爭 資源。一個用戶可W通過所述肥同時發(fā)起兩個或兩個W上不同會話。其中一個可W消耗 VoD流,而另一個則消耗盡力而為流。在運種情況下,所述調(diào)度器向各個流分配其適當?shù)臋?quán) 重。用戶還可W在所述肥上同時發(fā)起兩個或兩個W上不同VoD流,在緩存其他視頻時觀看 其中的一個視頻。向每個VoD流分別分配適當?shù)臋?quán)重。操作者(也稱為無線服務供應商) 確定或定義所述安全區(qū)域,使得所述操作者的需求或要求能夠有效實現(xiàn)。實際和/或虛擬 緩存空閑的計算可W相對于常見參考緩存大小按照回放時間單位(PDU)定義,如圖片帖或 時間(如秒數(shù)),作為改進的反壓調(diào)度(如真空壓力調(diào)度的)使能器。所述系統(tǒng)包括反饋信 令機制,用于供所述無線設備向所述TP的媒體接入控制(MAC)層上報回放緩存狀態(tài)和用于 緩存的剩余物理內(nèi)存。所述連續(xù)性緩存狀態(tài)反饋可W是基于競爭/隨機接入。比如,如果 所述TP可W估測所述緩存狀態(tài),則所述緩存狀態(tài)反饋的絕對指示或微分變元(如相對于先 例)可W是重要變化驅(qū)動或甚至可W減至為暫停/播放-同步反饋。所述反饋可W包括 所述"W字節(jié)表示的剩余物理緩存大小"(RPhyB)的初始反饋。所述持續(xù)的化hyB反饋可W 是基于事件的布爾型反饋,無論何時所述化hyB下沖("設置")或過沖("重設")給定的 低水平闊值,如物理緩存大小指定的百分比。在一些實施例中,所述基于競爭/隨機接入的 反饋中的任何一個都可WW無線設備特定周期性方式實現(xiàn)(如可根據(jù)所述網(wǎng)絡負載和所 述緩存狀態(tài)配置)。
[0023] 與W上描述的所述調(diào)度器相反,所述公開的系統(tǒng)和方法提供用于聯(lián)合調(diào)度相同頻 段內(nèi)的盡力而為流和VoD流(也稱為視頻流)。此外,可W利用所述頻率選擇性調(diào)度(FSS) 增益。FSS利用信道質(zhì)量和調(diào)度傳輸上的頻率。所述公開的系統(tǒng)和方法還可W提供負載不 同的靈活調(diào)度。在一些實施例中,向操作者提供"控制旋紐",使得所述操作者來決定(如控 審IJ)盡力而為流用戶什么時候可W競爭資源(如無線資源)。此外,所述公開的系統(tǒng)和方法 使用改進的完善反壓控制理論而不是使用障礙函數(shù)的經(jīng)驗權(quán)重和參數(shù)來計算VoD流的調(diào) 度權(quán)重。所述改進的反壓算法利用與所述TP通信的每個移動設備的所述緩存空閑情況來 確定相關(guān)的真空壓力。然而,當考慮參考大小時,所述反壓指示緩存的已滿程度,所述真空 壓力指示緩存的空閑程度。