[發明專利]用于動態控制數據分組傳輸的技術

有效

• 申請號: 200580049435.4
• 申請日: 2005-04-11
• 公開（公告）號: CN101160848A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: M·坎普曼;C·普盧姆
• 申請（專利權）人: 艾利森電話股份有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;張志醒

技術領域

本發明涉及數據通信，更具體而言，涉及一種用于控制流數據分組傳輸的技術。

背景技術

通過諸如基于分組的因特網協議(IP)網絡之類的通信基礎設施，從服務器向客戶端傳輸的數據量日益增長。一種日益流行的特定應用是多媒體流。然而，在廣泛采用這樣的服務之前，在提供可靠的數據流方面必須進行改進。例如，由于IP網絡與用戶的客戶端設備之間的數據傳輸鏈路速率易于波動，所以在對用戶的數據傳送中的任何干擾都可能會導致向最終用戶的播放的嚴重惡化，即用戶觀看到的媒體的質量的惡化。特別地，重要的是在客戶端設備處存在數據分組的充足供應以便由多媒體應用取得來進行播放(即多媒體應用或播放器對多媒體文件的顯示)。

在許多情況下，分組傳輸速率不能被改變，這是因為該速率取決于通信鏈路的帶寬(或者說改變分組傳輸速率至少是不切實際的)。然而，常常必須改變向用戶的輸出設備饋送數據的速率。通常，對于流應用而言，使用“流切換”來實現這種調整。利用流切換，相同的媒體內容(例如特定的視頻序列)以不同的比特率進行預編碼并被存儲在服務器上。因此，可以得到相同流的不同版本。在傳輸期間，基于網絡中的當前可用帶寬，并基于客戶端緩沖器的狀態，服務器選擇具有最適當的數據比特率的特定版本。服務器所使用的切換邏輯判定是否以及何時切換到該流的另一版本。在所謂的“下切換”的情況下，將流切換到具有更低編碼比特率的版本。在“上切換”的情況下，切換到具有更高編碼比特率的版本。在許多實施方式中，用于切換的標準使用關于客戶端緩沖器狀態所定義的預定義閾值。在一個例子中，閾值基于緩沖器填充水平，所述緩沖器填充水平表示客戶端緩沖器內以字節為單位的數據量。在另一例子中，閾值基于在客戶端緩沖器內所存儲媒體的播放長度(PT)，所述播放長度表示要向用戶播放已經在客戶端緩沖器內的數據將花費的以秒為單位的時間量。在此對涉及播放長度的例子進行描述，盡管也可以替代地使用緩沖器填充水平或其他適當的參數。

用于確定客戶端緩沖器的狀態的一些常規技術使用在實時傳輸控制協議(RTCP)接收機報告(RR)內的信息。在RR中包含關于下一序列號(NSN)或客戶端緩沖器內最早緩沖的序列號(OBSN)和客戶端緩沖器內所接收的最高序列號(HRSN)的信息，并且該信息被用來確定所消耗的緩沖器空間，因為在從HRSN到NSN/OBSN的范圍內每個分組的大小是已知的。如果客戶端緩沖器內的自由空間低于優選的客戶端緩沖器填充水平，那么選擇該流的不同版本。例如，如果緩沖器播放長度(PT)降到預定最小閾值(PT_DOWN)以下，則會出現緩沖器耗盡的風險，即客戶端緩沖器變空，以致于沒有用于流向用戶的數據。這造成播放凍結，其中向用戶顯示的最后的圖像通常是凍結的，直到可以向客戶端緩沖器添加充足數量的附加數據以便重新啟動向用戶所用的輸出設備的流，即要求客戶端緩沖器的“重新緩沖”。從用戶的觀點來看重新緩沖可能是非常令人煩惱的。

為了避免由于客戶端緩沖器耗盡而可能帶來的重新緩沖，服務器檢測客戶端緩沖器內的播放長度(PT)何時降到閾值PT_DOWN以下，從而調整比特率(即選擇具有不同比特率的流版本)以試圖防止客戶端緩沖器變得完全耗盡。更具體而言，服務器執行下切換，即向更低的比特率流的切換。執行下切換而不是上切換的原因在于，客戶端緩沖器被耗盡最可能的原因是服務器和客戶端緩沖器之間的鏈路速率低于預期，即有效帶寬低于當前所使用比特率的需要。因此，客戶端緩沖器不能以客戶端緩沖器向用戶的輸出設備饋送數據的相同速率來接收數據。因而，應當將數據填充保持得很好的客戶端緩沖器變得耗盡。通過切換到更低比特率，客戶端緩沖器以更低速率向顯示單元饋送數據，由此允許更多時間來從服務器接收數據，并由此防止客戶端緩沖器變得完全耗盡。從用戶的觀點來看，媒體流的質量由于下切換而降級，例如視頻流所顯示圖像的尺寸變得更小，圖像的分辨率變得更低，或者在圖像中看到更高的失真。然而，這與在重新緩沖期間發生的前述播放凍結相比是優選的。