数据流控制方法和系统技术方案

一种用于管理通过通信网络从发送节点到接收节点的媒体数据的流动的数据流控制方法，所述接收节点能够播放所述媒体数据，其中发送到所述接收节点的数据是以多个不同数据速率编码的数据段的序列，以及其中所述数据流控制方法由所述接收节点实现，用于控制所述数据从所述发送节点到所述接收节点的流动，所述方法还包括：识别所述发送节点和所述接收节点之间的通信网络的状况；识别所述接收节点处的数据缓冲器的状况；以及基于所识别的所述通信网络的状况和所识别的所述接收节点的状况来调整通过所述通信网络的媒体数据流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】1.
本申请涉及一种用于将媒体数据从流传输服务器传输到一个或多个客户端设备的数据传输协议。更具体地，本专利技术提供了一种可以与诸如HTTP直播流(也称为HLS)之类的现有流传输协议结合使用的增强型数据流控制方法。根据本专利技术的方法考虑网络状况和客户端设备状况，诸如客户端设备的数据缓冲器，并且在客户端设备处应用一种或多种数据流控制方法或模式以提高用于互联网协议电视(IPTV)应用的媒体数据传输的速度和质量。2.
技术介绍
视频业务目前占据通信网络(例如，互联网或当今的任何类似的无线通信网络，例如LAN、WLAN等)的超过60％的世界带宽使用。如何将这样的数据注入到网络中对通过网络的总体数据流具有强烈的影响。对网络的不受控数据注入会导致拥塞影响，例如缓慢的总业务流、分组延迟、分组丢失、分组乱序、分组重传、网络设备(路由器、交换机等)的洪泛/崩溃以及不可控流量的洪泛。这些类型的事件导致网络流量减慢，并且如果正在使用的交换和路由网络设备不能处理流量需求，则有时完全停止。此外，非管理数据注入将对诸如VoIP(IP语音)、媒体事件的实况广播、实时视频会议和其他时间敏感应用之类的依赖于实时通信的应用具有负面影响。HTTP直播流(在下文中被称为HLS)是目前正在实现的基于HTTP的媒体流通信协议。HLS的功能是将整个数据流分解成一系列基于HTTP的小文件下载；每个下载加载整个潜在无界的传输流的一个短部分或块。当播放流时，可以是机顶盒或智能媒体播放器的客户端播放器或客户端设备可以从包含相同材料但以多个不同数据速率编码的多个不同流中选择，允许流会话适应可用的数据速率。在流会话开始时，客户端设备被配置为下载扩展的M3U(m3u8)播放列表，即，用于指定包含可用的各种子流的元数据的一个或多个媒体文件的位置。由于基于HLS的请求使用标准HTTP交互，因此与诸如实时传输协议(RTP)之类的基于用户数据报协议(UDP)的协议不同，HLS能够穿过允许通过标准HTTP业务的任何防火墙或代理服务器。这还允许在广泛可用的内容传送网络(CDN)上传送内容。HLS还指定使用高级加密标准(AES)的标准加密机制以及使用具有设备特定登录或HTTPcookie(例如，会话密钥)的HTTPS进行安全密钥分发的方法，它们一起可提供简单的数字版权管理(DRM)系统。HLS还支持自适应比特率技术，其由客户端侧设备基于可用的下载带宽控制。更具体地，如在今天使用的实现方式中，自适应比特率流传输是一种通过HTTP进行视频流传输的方法，其中源内容以多个比特率被编码。然后将每个不同的比特率流分割成小的多秒部分(multi-secondpart)。使流传输客户端知晓不同比特率的可用流以及根据清单文件的流的片段。当开始时，客户端请求来自最低比特率流的片段。如果客户端发现下载速度大于所下载的片段的比特率，则它将请求下一更高比特率的片段。稍后，如果客户端发现片段的下载速度低于片段的比特率，并且因此网络吞吐量已经劣化，则它将请求更低比特率的片段。片段大小可以根据具体实现而变化，但是它们通常在两秒到十秒之间。传统的HLS在客户端设备(即，播放器侧)上暴露出许多缺陷，这会影响带宽使用和用户观看体验。这些缺点可以包括以下项中的所有或任何一个：不可控视频质量；传输流(TS)片段之间的不良带宽使用；无法与其他HLS客户端智能地共存；无法实现快速视频获取；无法与其他业务积极竞争；无法避免拥塞网络；无法最小化公共网络上的视频缓冲；无法优先考虑其他业务，以及无法回收数据。因此，存在对用于通过通信网络进行数据分组传输的新的数据流控制方法或协议的需要，其克服传统HLS的缺点并且可以与为HLS建立的现有系统结合工作。3.
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供了一种用于管理通过通信网络从发送节点到接收节点的媒体数据的流动的数据流控制方法，所述接收节点能够播放所述媒体数据，其中发送到所述接收节点的数据是以多个不同数据速率编码的数据段的序列，以及其中所述数据流控制方法由所述接收节点实现，用于控制所述数据从所述发送节点到所述接收节点的流动，所述方法还包括：识别所述发送节点和所述接收节点之间的通信网络的状况；识别所述接收节点处的数据缓冲器的状况；以及基于所识别的所述通信网络的状况和所识别的所述接收节点的状况来调整通过所述通信网络的媒体数据流。4.附图说明图1a示出了传统HLS系统中使用的下载机制。图1b示出了根据第一实施例的在加速模式下的本专利技术的数据流控制方法的重叠-下载机制。图2示出了根据第一实施例的本专利技术的数据流控制方法的加速、回退和涓流模式的交互。图3示出了用于获得TS片段的大小的首部内容范围请求。图4是示出了本专利技术的数据流控制方法的动态多链路模式的操作的流程图。图5示出了HLS系统中拥塞发生的两种类型。图6是示出了根据第二实施例的本专利技术的数据流控制方法的质量-贪婪(quality-greedy)模式的操作的流程图。5.具体实施方式本专利技术提供了一种克服上面在
技术介绍
部分中阐述的传统HLS的缺点的数据流控制协议或方法。根据本专利技术的数据流控制方法作为模块或“插件”在客户端设备或媒体播放器上实现或部署，并且包括多个智能数据流传输流控制协议和算法，例如在英国专利No.2477515和2477640以及英国专利申请号1406048.7中从基于TCP/IP、UDP和RTSP描述的流控制技术采用的协议和算法。根据本专利技术，所有数据流控制在客户端上实现，客户端可以是多媒体用户终端，例如媒体播放器或机顶盒或用于从流传输服务器接收多媒体数据的移动终端，以提供增强的解决方案，而不需要对已经部署并且用于传统HLS传输的现有HLS服务器系统做出任何改变。因此，根据本专利技术的数据流控制方法可以结合任何现有HLS系统和各种各样的内容传送网络(CDN)来部署。根据本专利技术的数据流控制方法为客户端播放器提供了以下能力：智能地通过繁忙和拥塞的通信网络(例如，互联网)，最佳利用可用网络带宽，智能地适应现有网络连接和资源，并向用户提供增强和改进的IPTV体验。在一个方面，本专利技术的数据流控制方法的实施例处理OSI模型的应用层上的数据流管理。尽管本专利技术涉及媒体数据，特别是用于IPTV服务的视频数据，但是本领域技术人员将容易理解，本专利技术能够用于管理可通过诸如互联网之类的通信网络传输的任何类型的数据和信息的流。根据本专利技术的第一实施例的数据流控制方法基于监控一个或多个网络状况以及一个或多个接收节点或客户端侧状况(客户端设备，诸如播放器或用于接收数据的机顶盒)。用于实现HLS流传输应用的数据流控制的模块仅部署在客户端，并且不对服务器侧设备进行修改或改变。基于在可以实现数据流控制的客户端设备处检测到的状况，根据第一实施例的流控制方法能够计算和预测网络环境，并因此相应地修改客户端设备处的设置或接收器状况，以提供使用现有HLS系统的增强数据流传输协议，其中，数据流被分解为基于HTTP的小文件下载的序列并被发送，客户端播放器被配置为下载这些单独的片段以下载传输流。当在客户端检测到网络状况时，根据本专利技术的流控制方法能够应用一种或多种数据流模式(在下面详细解释这些模式)，以确保高质量多媒体视频数据可以通过通信网络被流传输。数据流控制方法能够实现驻留在客户端侧终端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理通过通信网络从发送节点到接收节点的媒体数据的流动的数据流控制方法，所述接收节点能够播放所述媒体数据，其中发送到所述接收节点的数据是以多个不同数据速率编码的数据段的序列，以及其中所述数据流控制方法由所述接收节点实现，用于控制所述数据从所述发送节点到所述接收节点的流动，所述方法还包括：识别所述发送节点和所述接收节点之间的通信网络的状况；识别所述接收节点处的数据缓冲器的状况；以及基于所识别的所述通信网络的状况和所识别的所述接收节点的状况来调整通过所述通信网络的媒体数据流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.03 GB 1406048.7;2014.10.17 GB 1418455.01.一种用于管理通过通信网络从发送节点到接收节点的媒体数据的流动的数据流控制方法，所述接收节点能够播放所述媒体数据，其中发送到所述接收节点的数据是以多个不同数据速率编码的数据段的序列，以及其中所述数据流控制方法由所述接收节点实现，用于控制所述数据从所述发送节点到所述接收节点的流动，所述方法还包括：识别所述发送节点和所述接收节点之间的通信网络的状况；识别所述接收节点处的数据缓冲器的状况；以及基于所识别的所述通信网络的状况和所识别的所述接收节点的状况来调整通过所述通信网络的媒体数据流。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收节点能够解码所述数据段并且从所述数据段回放所述媒体数据。3.根据权利要求2所述的方法，其中，识别网络的状况的步骤包括：由所述接收节点检测网络流量的水平，以及基于检测到的网络流量的水平来确定所述发送节点和所述接收节点之间的网络是处于正常状态还是处于拥塞状态；以及-其中，识别数据缓冲器的状况的步骤包括：根据所述接收节点的所述数据缓冲器中存在的数据的量来确定所述接收节点处的数据缓冲器水平。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：如果网络状况被识别为正常并且缓冲器水平的状况小于80％，则所述接收节点被配置为连续地接收数据，直到缓冲器水平达到80％或直到达到所述接收节点处的预定数据限制或直到网络状况变为拥塞。5.根据权利要求3或4所述的方法，还包括：当网络状况被识别为正常并且缓冲器水平的状况小于80％时，所述接收节点被配置为首先下载接收到的第一数据段，并且仅当第一数据段的下载进度达到80％时开始下载所述序列中的第二数据段。6.根据权利要求3或4所述的方法，还包括：如果网络状况被识别为正常并且缓冲器水平的状况小于80％，则所述接收节点被配置为实现所述接收节点和所述发送节点之间的一个或多个附加网络路径或TCP链路，每个TCP链路能够下载数据段的一部分。7.根据权利要求3或4所述的方法，还包括：如果网络状况被识别为正常并且缓冲器水平的状况小于80％，则所述方法还包括：检测能够将所需媒体数据流传输到所述接收节点的多个发送节点的位置；计算所述多个发送节点中的每一个与所述接收节点之间的距离；以及确定从所述接收节点到所述多个发送节点中的至少两个发送节点的并发路径。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，在给定时间在所述发送节点和所述接收节点之间实现最多六个并发路径或TCP链路。9.根据权利要求3所述的方法，其中，如果缓冲器水平大于80％并且网络状况被识别为正常，则所述方法包括：调整接收装置接收数据的速率，使其等于在接收数据的回放期间缓冲器的消耗速率。10.根据权利要求9所述的方法，包括：使用最多两个活动TCP链路或活动网络路径来接收数据，使得在每个链路上请求数据段的数据的预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：猛鸿·皮特·杜，曹树勋，
申请(专利权)人：奥比特多媒体控股公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛;VG