无线通信网络中的多媒体内容流的动态速率调整的方法与系统技术方案

提出了一种通过无线通信网络(100)将多媒体内容从服务器(110)下载到客户端(105)的方法。所述多媒体内容被细分为多个部分(cki)，并且对于每个部分，服务器存储该部分的多个版本(segi,j)，所述多个版本中的每个版本以特定编码质量(bri,j)被编码。所述方法包括：在客户端(105)处基于在无线通信网络OSI协议栈的至少两个不同层处确定的无线通信参数，从所述多媒体内容的每个部分(cki)的多个版本(segi,j)当中选择要下载的所述多媒体内容的所述部分(cki)的版本(segi,j)。

Method and system for dynamic rate adjustment of multimedia content streams in a wireless communication network

A method is disclosed for downloading multimedia content from a server (110) to a client (105) via a wireless communication network (100). The multimedia content is divided into several parts (CKI), and for each part, server to store multiple versions of the parts (SEGI, J), each version of the multiple versions in a specific encoding quality (BRI, J) by encoding. The method includes: the client (105) at least two wireless communication parameters to determine the different layer in a wireless communication network based on OSI protocol, from every part of the multimedia contents (CKI) of the multiple versions (SEGI, J) were selected to download the multimedia content the part (CKI) version (SEGI, J).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线通信网络中的多媒体内容流的动态速率调整的方法与系统
本专利技术涉及通信系统。更具体地，本专利技术涉及无线或移动电信网络的领域。更具体地，本专利技术涉及针对无线通信网络中的流式传输(streaming)服务的对多媒体内容流的速率控制。
技术介绍
诸如视频递送之类的流式传输服务，即其中多媒体内容(例如，多媒体文件，诸如视频记录或视频片段之类)不断地被接收并呈现给最终用户的服务，在被流式传输服务提供商递送的同时，已经是广泛流行的并且预计将在当前和下一代无线通信网络中特别是在蜂窝系统中成为主导，这主要是由于例如移动电话网络的长期演进(LTE)和高级长期演进(LTE-A)标准两者所允许的网络可用带宽的增加。遗憾的是，即使在大带宽(即，宽带)无线通信网络(诸如LTE/LTE-A网络)中，在不采用adhoc优化策略的情况下也难以在提供流式传输服务期间提供令人满意的服务质量(QoS)水平。的确，在任何无线通信网络中，用户都可能经历可用带宽的时间上的波动，这可能是由于信道质量和流量负载这两者的变化。这种波动可能显著影响所提供的服务的质量，特别是对于流式传输服务，从而导致多媒体内容的提供的中断或滞后。在本领域中，为了应对该问题，已经设想出可伸缩的多媒体内容(例如，可伸缩的视频)的概念，从而使多媒体内容适应可变的可用传输速率。例如，在视频多媒体内容的情况下，视频流的质量可以根据对希望享受视频的给定用户可用的带宽量来被调整。在利用可扩展视频编码(SVC)扩展、细粒度可扩展性(FGS)、分级和多描述编码(MDC)编码方案的基于高级视频编码(AVC)或视频压缩格式H.264/MPEG-4第10部分的若干解决方案中已经高度利用该方法。最近，已经研发了通过HTTP的动态自适应流式传输(DASH)标准(还作为MPEG-DASH而已知)。MPEG-DASH标准定义了客户端—服务器架构，其被配置用于通过HTTP(超文本传输协议)递送可伸缩的(主要是视频)多媒体内容。根据MPEG-DASH标准，每个多媒体内容按照固定或可变(即，因块而异)长度的块被分割。每个多媒体内容块与远程服务器内可用的多个多媒体内容片段相关联，所述远程服务器被配置为提供流式传输服务(例如，流式传输服务提供商的服务器)。与同一多媒体内容块相关联的每个片段包括多媒体内容的相同部分，但是多媒体内容片段中的每一个是用特定编码率(例如，在视频的情况下为特定帧速率)编码的多媒体内容部分的一个版本(因此，与相同多媒体内容块相关联的多媒体内容片段具有以比特数表示的彼此不同的不同大小)。对于给定的多媒体内容，其块的列表、相关联的多媒体内容片段和其在服务器内的存储位置(例如，通过多个统一资源定位符——URL来表示)、编码率以及与多媒体内容相关联的其他参数根据存储在服务器中的所谓的媒体呈现描述(MPD)文件来组织。为了访问流式传输服务和接收(期望的)多媒体内容，最终用户(意指借助诸如个人计算机、智能电话、平板电脑等的用户设备之类)须首先获得MPD文件。MPD文件可以由服务器经由HTTP、电子邮件或通过类似的数据传输机制来递送给最终用户。一旦最终用户已经获得了MPD文件，用户就可以向服务器发送用于接收多媒体内容的(不同块的)片段的请求。另外，在接收多媒体内容期间，用户可以估计可用的传输带宽并向服务器请求在MPD内列出的每个块的最合适(就比特数而言)的片段。然而，MPEG-DASH标准没有提供对设计和实现适于在最终用户侧实现的速率控制算法的任何具体指导。在本领域中，已经提出了处理上述问题的一些解决方案。这些解决方案中的大多数专注于有线网络架构，并且提出不适合无线网络的方案。主要专用于无线通信网络和蜂窝网络架构的其他解决方案提出了非常简单的策略，这些策略通过考虑在OSI(开放式系统互连)协议栈的给定点(即，在物理层或在应用层)处进行的一个特定测量来调整视频片段的编码率。例如，XiaolingQiu；HaipingLiu；DeshiLi；SongZhang；Ghosal，D.；Mukherjee，B.的“OptimizingHTTP-basedAdaptiveVideoStreamingforwirelessAccessnetworks”(BroadbandNetworkandMultimediaTechnology(IC-BNMT)，20103rdIEEEInternationalConference，vol.,no.第838、845页，2010年10月26-28日)公开了一种用于处理基于HTTP的自适应视频流式传输中的比特率切换问题的优化算法。该优化算法基于IIS(InternetInformationServices，因特网信息服务)平滑流式传输架构，并且可以容易地应用于AdobeFlash动态流式传输和AppleHTTP自适应比特率流式传输。该优化算法根据信道条件和缓存在客户端中的视频流的量来选择最佳视频比特率，以便在减少中断次数的同时为观众提供尽可能好的质量。WeiPu；ZixuanZou；ChangWenChen的“VideoadaptationproxyforwirelessDynamicAdaptiveStreamingoverHTTP”(PacketVideoWorkshop(PV)，201219thInternational，vol.no.第65、70页，2012年5月10-11日)公开了一种适用于增强无线DASH的体验质量(QoE)的无线DASH(WiDASH)代理。WiDASH代理位于因特网和无线核心网络之间的边缘处。WiDASH代理负责视频适应，这使得在多个并发DASH流上执行全局优化是可行的。WiDASH代理通过将从DASH服务器到无线用户的原始TCP连接分离成一个有线TCP和多个无线TCP来改善DASHQoE。此外，WiDASH代理使用视频质量感知动态优先级划分(prioritization)。低比特率视频流被授予高优先级，以便为具有差的无线信道质量的用户保证最低的QoE。最后，WiDASH包括基于自适应控制理论的多输入多输出自适应最优控制器。Thang，T.C.；Pham，A.T.；Nguyen，H.X.；Cuong，P.L.；JungWonKang的“VideostreamingoverHTTPwithdynamicresourceprediction”(CommunicationsandElectronics(ICCE)，2012FourthInternationalConference，vol.no.第130、135页，2012年8月1-3日)公开了考虑到瞬时吞吐量和往返时间的先前值的用于吞吐量估计的一般公式。Gorius，M.；YongtaoShuai；Herfet，T.的“DynamicmediastreamingoverwirelessandmobileIPnetworks”(ConsumerElectronics-Berlin(ICCE-Berlin)，2012IEEEInternationalConference，vol.no.第158、162页，2012年9月3-5日)公开了一种可预测的可靠实时传输(PRRT)协议，在多媒体服务的具体时间约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过无线通信网络(100)将多媒体内容从服务器(110)下载到客户端(105)的方法，所述多媒体内容被细分为多个部分，并且对于每个部分，服务器存储该部分的多个版本，所述多个版本中的每个版本以特定编码质量被编码，所述方法包括：‑在客户端(105)处基于在无线通信网络OSI协议栈的至少两个不同层(201,202,203)处确定的无线通信参数，从所述多媒体内容的每个部分的多个版本当中选择要下载的所述多媒体内容的所述部分的版本。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过无线通信网络(100)将多媒体内容从服务器(110)下载到客户端(105)的方法，所述多媒体内容被细分为多个部分，并且对于每个部分，服务器存储该部分的多个版本，所述多个版本中的每个版本以特定编码质量被编码，所述方法包括：-在客户端(105)处基于在无线通信网络OSI协议栈的至少两个不同层(201,202,203)处确定的无线通信参数，从所述多媒体内容的每个部分的多个版本当中选择要下载的所述多媒体内容的所述部分的版本。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多媒体内容的每个部分具有相应的持续时间，并且其中从所述多媒体内容的每个部分的多个版本当中选择版本的步骤按周期迭代，所述周期比所述多媒体内容的每个部分的持续时间更长。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述周期是所述多媒体内容的每个部分的持续时间的整数倍。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，从所述多媒体内容的每个部分的多个版本当中选择版本的步骤包括：-为要下载的所述多媒体内容的数个连续部分选择具有同一特定编码质量的版本。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述周期等于所述多媒体内容的所选数个连续部分的持续时间的和。6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在客户端(105)处在无线通信网络OSI协议栈的至少两个不同层处确定的无线通信参数包括：在OSI协议栈的应用层(201)处确定的第一无线通信参数、在OSI协议栈的数据链路层(202)的层级处确定的第二无线通信参数、基于在OSI协议栈的物理层(203)的层级处执行的测量在数据链路层(202)的所述层级处确定的第三无线通信参数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，第一无线通信参数包括：-在OSI协议栈的应用层(201)处确定的从服务器(110)到客户端(105)的所述多媒体内容的下载的流式传输服务质量；第二无线通信参数包括：-经测量的被指派带宽，所述经测量的被指派带宽在OSI协议栈的数据链路层(202)处确定，所述经测量的被指派带宽被指派用于借助无线通信网络(100)将所述多媒体内容从服务器(110)下载到客户端(105)，以及第三无线通信参数包括：-容许物理数据速率，所述容许物理数据速率基于在OSI协议栈的数据链路层(202)处确定的传输信道质量，所述容许物理数据速率用于从服务器(105)到客户端(110)的所述多媒体内容的下载，所述传输信道质量是基于在OSI协议栈的物理层(203)的层级处执行(225)的所述测量来确定的。8.如直接或间接地从属于权利要求2时的权利要求7所述的方法，其中，从所述多媒体内容的每个部分的多个版本当中选择版本的步骤的每次迭代包括：-获得(310)无线通信参数至少一次。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述流式传输服务质量包括如下确定的分组丢失率移动平均值：EPLR(tr)＝γ×EPLR(tr-1)+(1-γ)×PLR(tr)，其中，EPLR(tr)是针对当前迭代的分组丢失率移动平均值，EPLR(tr-1)是在前一次迭代时确定的分组丢失率移动平均值，PLR(tr)是针对当前迭代的分组丢失率以及γ是用于计算所考虑的参数的移动平均值的平滑常数。10.根据前述权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述容许物理数据速率包括：-如下计算的最大瞬时物理数据速率：dmax(tTTI)＝效率×nRE×0.9×OH，其中，dmax(tTTI)是最大瞬时物理数据速率，nRE是专用于传输所考虑的资源块内的所述多媒体内容的部分的版本所涉及的数据的资源元素RE的数量n，OH是因OSI协议栈而产生的开销，0.9是校正因子，以及效率是基于针对所考虑的资源块的经测量的SINR从3GPPTS36.213的表7.2.3-1采用的值。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述容许物理数据速率还包括：-如下计算的物理数据速率的移动平均值：Dmax(tTTI)＝β×Dmax(tTTI-1)+(1-β)×dmax(tTTI)，其中Dmax(tTTI)是针对当前迭代的物理数据速率的移动平均值，Dmax(tTTI-1)是针对前一次迭代的物理数据速率的移动平均值，以及β是用于计算所考虑的参数的移动平均值的平滑常数。12.根据前述权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，从所述多媒体内容的每个部分的多个版本当中选择版本的步骤的每次迭代还包括：a)检查(330)经测量的被指派带宽是否低...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·波吉亚，P·卡玛达，M·卡莱迪，R·梵提尼，L·A·格里可，B·麦利斯，G·皮罗，
申请(专利权)人：意大利电信股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT