DE60133442T2 - Ein Verfahren zur dynamischen Cachespeicherung - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, einem Benutzer Medieninhalte zur Verfügung zu stellen. Konkreter befasst sich die vorliegende Erfindung damit, wie Daten in einer mobilen Medienwiedergabevorrichtung gecacht werden können, um die Medienerfahrung zu verbessern, während Medien konsumiert werden, wenn die Bandbreite begrenzt ist.
  • Technischer Hintergrund
  • Die Definition begrenzter Bandbreite hängt von den Medien ab. Zum Beispiel hat über das Internet verschicktes Video heute Begrenzungen, während Text praktisch ohne Grenzen ist, da der Zeitbedarf für sein Herunterladen im Vergleich zu der Zeit, die für sein Lesen erforderlich ist, gewöhnlich vernachlässigbar ist. Obwohl das Hauptaugenmerk in dieser Beschreibung auf mobile Geräte wie Telefone oder PDA gerichtet ist, könnten die gleichen Techniken bei grösseren Bandbreiten für andere Medientypen verwendet werden.
  • Im Grunde gibt es drei Techniken, in einem Handheld-Gerät Medieninhalt zu cachen, auf den über ein Datennetz, z. B. das Internet, zugegriffen wird.
  • 1) Paketweises Herunterladen
  • Ein Beispiel dieses Vorgehens ist das AvantGo-System, das zum Beispiel bei einem Palm Pilot-Gerät anwendbar ist.
  • Der Benutzer lädt ein Paket, das mehrere Medienclips umfasst, herunter und speichert (cacht) es und navigiert dann zwischen diesen Clips. Während der Konsumation wird kein Internetanschluss benötigt, da das gesamte Paket mit allen seinen Medieninhalten heruntergeladen und im Handheld-Gerät gespeichert worden ist. Auf der anderen Seite ist die Medienerfahrung auf die Inhalte des heruntergeladenen Pakets begrenzt. Es ist kostspielig, ausgedehnte Medieninhalte einzubeziehen, insbesondere wenn das Herunterladen über eine mobile Kommunikationsverbindung erfolgt.
  • 1) Streaming
  • Der Benutzer empfängt einen ununterbrochenen Strom von Medien, was dem Anhören einer CD oder einer Radiostation gleichwertig ist. In diesem Fall ist der Client dafür angepasst, einen einzelnen Medienclip herunterzuladen und diesen Clip während des Herunterladens wiederzugeben.
  • Das gleichzeitige Wiedergeben und Herunterladen wird durch Caching im Speicher des Client erreicht und verlangt eine ununterbrochene Internetverbindung, bevorzugt eine Breitbandverbindung. Der Benutzer hat begrenzte Möglichkeiten, die Medienerfahrung zu steuern, bestenfalls durch eine eindimensionale Navigation, nämlich Anhalten, Abspielen, Rücklauf und Rascher Vorlauf.
  • 2) Webbrowser-Caching
  • Obwohl primär in ortsfesten Clients (Workstations) genutzt, kann Webbrowsing auch zum Beispiel in einem WAP-Telefon oder einem GPRS- oder UMTS-Gerät, das ununterbrochen mit einem Netz verbunden ist, implementiert werden.
  • Während es dem Benutzer eine dynamische Medienerfahrung vermittelt, hat Browsing den Nachteil, dass Inhalte nur dann heruntergeladen und gecacht werden, wenn der Benutzer sie anfordert, was zu lästigen Verzögerungen führt. Eine Webseite, auf die zugegriffen worden ist (und die Mediendateien wie z. B. Bilder einschliesst), wird normalerweise während einer festgesetzten Zeit auf dem Client gesichert, um künftige Zugriffe auf die gleiche Webseite zu beschleunigen. Dadurch wird aber das Problem von Verzögerungen bei der Anforderung neuer Daten nicht angesprochen.
  • Im Dokument US 5 802 202 wird ein System offenbart, wo das Serversystem vorhersagt, welche Objekte ein Benutzer anfordern wird, und diese Vorhersage dem Client mitteilt. Der Client kann dann diese Objekte vorcachen.
  • Aus dem Gesagten wird deutlich, dass eine erhöhte Dynamik bei der Medienerfahrung (freies Browsing) nur für den Preis einer unbefriedigenden Caching-Prozedur erlangt werden kann, wo das Cachen immer einen Schritt hinter dem Benutzer zurückbleibt. Ein Zugriff ohne Unterbrechungen des Cachens wie z. B. Breitband-Streaming oder Paketsysteme vom AvantGo-Typ liefert, wenn überhaupt, nur wenig Dynamik in der Medienerfahrung. Im Stande der Technik gibt es keine Lösung für das Problem, eine befriedigende Medienerfahrung ohne regelmässige Unterbrechungen durch Caching zu vermitteln.
  • Ziele der Erfindung
  • Ein erstes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Cachen von Medieninhalten zur Verfügung zu stellen, das den Benutzer in die Lage versetzt, eine zufriedenstellende Medienerfahrung mit einem Minimum an Unterbrechungen zu haben.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Cachen von Medieninhalt zur Verfügung zu stellen, das den Preis einer zufriedenstellenden Medienerfahrung minimiert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Erfindungsgemäss werden dieses und weitere Ziele dadurch erreicht, dass die Medienstruktur so eingerichtet wird, dass es einem Benutzer ermöglicht wird, Medienobjekte anzufordern, indem er von einem laufenden Objekt zu benachbarten Objekten in der Struktur navigiert, und dass benachbarte Objekte im Voraus in der mobilen Medienwiedergabevorrichtung gecacht werden, ehe der Benutzer sie anfordert.
  • Dieses „Precaching" ist dem oben in Verbindung mit dem Webbrowsing erwähnten Cachen ähnlich, insbesondere beim wiederholten Aufsuchen eines Sites, der erst kürzlich besucht worden war, in welchem Falle mehrere „benachbarte", d. h. verknüpfte Seiten bereits im Client gecacht sind. Der wichtige Unterschied besteht aber darin, dass ein Webbrowser niemals versucht vorherzusagen, auf welche Verknüpfungen (mit anderen Webseiten) der Benutzer zugreifen wird, und diese Webseiten vorzucachen, um den Zugriff auf diese Seiten zu beschleunigen. Beim normalen, uneingeschränkten Webbrowsing wäre dies tatsächlich ziemlich beschwerlich. Die vorliegende Erfindung nutzt die Tatsache, dass die Navigation des Benutzers innerhalb der Medienstruktur auf einige wenige Richtungen beschränkt wird, wodurch sich die Anzahl von Objekten, die gecacht werden müssen, verringert.
  • Durch das Herunterladen der benachbarten Medienobjekte gewinnt der Benutzer den Eindruck, dass die gesamte Medienstruktur gecacht worden ist, und wird keine Verzögerungen durch Herunterladen verspüren, vorausgesetzt, dass die benachbarten Objekte immer während der Zeit heruntergeladen werden können, in der der Benutzer das laufende Medienobjekt konsumiert.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren ferner, für eine Teilmenge von Objekten in der Struktur die folgenden Faktoren zu bestimmen:
    • • Abstand des Objekts vom laufenden Objekt,
    • • ungefährer Zeitbedarf für die Konsumation etwelcher Zwischenobjekte zwischen dem Objekt und dem laufenden Objekt,
    • • Zeitbedarf für das Herunterladen des Objekts,
    die Objekte in der Teilmenge durch Gewichtung dieser Faktoren nach Prioritäten zu ordnen und Objekte in einer auf diesen Prioritäten beruhenden Reihenfolge zu cachen.
  • Wenn ein Benutzer in der Medienstruktur navigiert, die normalerweise wie ein „Baum" aus Stücken von Medieninhalten („Objekten") konfiguriert ist, so ist seine Folgebewegung sehr beschränkt. Selbst nach nur zwei oder drei Bewegungen ist aber die Anzahl von erreichbaren Punkten im Baum gross genug, so dass ein Cachen aller dieser Stücke von Medieninhalten zu viel Zeit verlangt, um effizient zu sein. Die Gewichtung der erwähnten Faktoren zur Bildung einer Prioritätenreihenfolge stellt einen systematischen Auswahlprozess zur Verfügung, der ein Cachen der „richtigen" Medienobjekte möglich macht. Die Faktoren können auch eine Vorhersage beinhalten, zu welchen Objekten der Benutzer am wahrscheinlichsten navigieren wird.
  • Die Objekte in der Teilmenge können in einer Liste aufgereiht werden, und der Client kann Objekte in dieser Reihenfolge in dem Ausmass cachen, in dem Cache-Speicherplatz verfügbar ist. Im Falle ungenügenden Cache-Speicherplatzes können gecachte Objekte, die ausserhalb der Teilmenge liegen, identifiziert und im Cache-Speicher gelöscht werden. Es kann von Vorteil sein, konsumierte Objekte vor nicht konsumierten zu löschen.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter, zwei Navigationsmodi des Client zu definieren, einen ersten kontinuierlichen Navigationsmodus, der durch eine eingeschränkte Bewegung zwischen Objekten gekennzeichnet ist, die in der Struktur benachbart liegen, und einen zweiten diskontinuierlichen Modus, der durch eine uneingeschränkte Bewegung zwischen Objekten gekennzeichnet ist; festzustellen, welchen Navigationsmodus der Benutzer derzeit verwendet; und die Vorhersage auf den derzeit verwendeten Navigationsmodus zu gründen.
  • Diese Funktionalität verbessert das intelligente Cachen von Objekten, indem verfolgt wird, wie der Benutzer navigiert, und indem ermöglicht wird, dass diese Information das Cachen beeinflusst.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden aus den bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher beschrieben werden.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines mobilen Handheld-Geräts, das geeignet ist, die vorliegende Erfindung zu implementieren.
  • 2 zeigt ein Beispiel einer Magazinstruktur gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 zeigt einen Zeitstrahl des Konsumzeitbedarfs gegen den Zeitbedarf für das Herunterladen.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Caching-Prozedur gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Auscaching-Prozedur gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Eingehende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform
  • Die derzeit bevorzugte Ausführungsform bezieht sich auf das Konzept der Magazine von MediabricksTM. Dies sollte nicht als eine Einschränkung des Umfangs der beigefügten Ansprüche betrachtet werden, sondern nur als Beispiel für eine Situation, in der die vorliegende Erfindung erfolgreich implementiert werden kann.
  • Es wird angenommen, dass der Client ein in der Hand gehaltenes, mobiles Kommunikationsgerät mit Medienwiedergabefunktionalität wie der in 1 veranschaulichte PDA 1 ist.
  • Definitionen
  • In dieser Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform wird einigen Ausdrücken eine spezielle Bedeutung gegeben:
    • 1. Medienobjekt ist ein Stück von Medieninhalten, das weiter in verschiedenen Schichten organisiert ist. Jedes Objekt kann Audio, Video, Bilder, Text usw. besitzen.
    • 2. Magazin ist eine Sammlung von Medienobjekten, die in einer definierten Medienpaketstruktur organisiert sind.
    • 3. Laufendes Medienobjekt ist das Objekt in der Paketstruktur, das ein Benutzer derzeit konsumiert (durch Lesen, Zuschauen, Zuhören usw.).
  • Um eine befriedigende Medienerfahrung zu bieten, sollte der Benutzer in der Lage sein, die Objekte in der Struktur zu konsumieren, ohne darauf warten zu müssen, dass neue Objekte auf das mobile Gerät heruntergeladen werden. Wie oben erwähnt, besteht eine Möglichkeit, Unterbrechungen während des Konsums von Daten zu vermeiden, darin, alles herunterzuladen, ehe diese verbraucht sind. Das Vorgehen bei den Magazinen von MediabricksTM besteht darin,
    • • während des Lesens online zu sein und Zugriff auf die jüngsten Informationen zu haben,
    • • anfänglich nur die Beschreibung (Struktur) des Magazins zu laden,
    • • nur die Objekte herunterzuladen, die der Benutzer zu konsumieren wünscht,
    • • zumindest ein ganzes Objekt vor dem Konsum zu laden, d. h. keine Streaming-Medien.
  • Die grundlegende Idee besteht darin, neue Objekte auf das Gerät herunterzuladen, während das laufende Objekt konsumiert wird. In anderen Worten ist die Zeitdauer des Herunterladens zusätzlicher Objekte auf die Zeit beschränkt, die ein Benutzer braucht, um das laufende Medienobjekt zu konsumieren. Das Ergebnis ist dem Streaming ähnlich, aber bringt verbesserte Flexibilität für den Benutzer sowie die zusätzliche Komplexität, das folgende Objekt oder die Zeit, die der Benutzer mit dem laufenden Objekt verbringen wird, nicht zu kennen.
  • Zeitbedarf für das Herunterladen
  • Der Zeitbedarf für das Herunterladen eines Objekts setzt sich zusammen aus
    • • Anforderung vom Client an den Server
    • • Zeit, die der Server benötigt, um die Anforderung zu verarbeiten
    • • Ergebnis vom Server zum Client
    • • Zeitdauer des Herunterladens, verknüpft mit der Grösse des Objekts und der Bandbreite
    • • Zeit, die der Client benötigt, um das Ergebnis zu cachen.
  • Die Zeit, die benötigt wird, damit eine Anforderung zum Server läuft und ein Leerergebnis zurückläuft, hängt nicht von der Grösse eines Objekts ab. Ebenso wenig gilt dies für die Zeit, die der Server benötigt, um die Anforderung zu verarbeiten, sofern der Server ziemlich schnell ist. Der Zeitbedarf für das Cachen im Client hat einen festen Teil und einen grössenabhängigen Teil.
  • Allgemein kann der Zeitbedarf für das Herunterladen als die Summe einer festen Zeitdauer für jedes Objekt und einer von der Grösse abhängigen, variablen Zeitdauer betrachtet werden. Wenn die feste Zeitdauer länger als die variable Zeitdauer ist, dann ist es besser zu versuchen, mehrere Objekte in einer Anforderung zu cachen, um die Overheadzeit für jedes Objekt zu verringern. Ein anderer Gesichtspunkt ist, dass für die Anforderung und die Ergebnisse wahrscheinlich ein auf Paketen beruhendes Protokoll verwendet wird und es von Vorteil ist, jedes Paket mit Daten zu füllen, statt nur die halben Pakete zu verwenden. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass der grössenabhängige Zeitbedarf für eine Anforderung viel grösser als der feste Teil ist. Wenn dies nicht der Fall ist, z. B. wenn Satellitenkommunikation mit signifikanten Initialisierungszeiten verwendet wird, sollte das beschriebene Verfahren durch den Fachmann etwas angepasst werden.
  • Die Belastung des Netzes oder Servers hat Auswirkungen auf jeden Client. Wenn ein mobiler Benutzer zum Beispiel von einer GPRS-Verbindung zu einem Radio-LAN als Träger wechselt, verändert sich auch der Zeitbedarf für das Herunterladen. Das mobile Gerät sollte den erwarteten Zeitbedarf für das Herunterladen entsprechend anpassen, indem von früheren Herunterladungen Statistiken geführt werden. Indem einfach der Zeitbedarf für das Herunterladen der letzten N Herunterladungen (wiederum unter der Annahme, dass der kleinere feste Teil vernachlässigbar ist) gemessen und zur Anzahl der heruntergeladenen Bytes in Beziehung gesetzt wird, kann eine geschätzte durchschnittliche Geschwindigkeit des Herunterladens ermittelt werden: erwartete Bytes/Sekunde = Durchschnitt (Grösse von N/Herunterladezeit von N)
  • Konsumzeitbedarf
  • Der Konsumzeitbedarf ist die Zeit, die der Benutzer erwartungsgemäss mit jedem Objekt verbringt. Je nach dem Medientyp ist er mehr oder weniger vorhersagbar:
    • • bei Audio ist er durch das Dateiformat gegeben, zum Beispiel durch die Länge einer mp3-Datei, natürlich unter der Voraussetzung, dass der Benutzer keinen schnellen Vorlauf usw. verwendet.
    • • bei Text steht er zur Länge des Textes in Beziehung, aber auch zur Lesegeschwindigkeit jedes Benutzers. Durch Sammlung statistischer Daten bezüglich der Lesegeschwindigkeit und des Verhaltens des Benutzers sollte es möglich sein, zu einer vernünftigen Schätzung zu gelangen.
    • • Bilder sind schwer zu schätzen. Eine Annäherung kann auf das Verhalten des Benutzers gegründet werden, zum Beispiel auf die durchschnittliche Zeit, die er mit jedem Bild verbringt, wenn er in einem Online-Album mit Fotografien stöbert.
  • In Wirklichkeit wird der erwartete Konsumzeitbedarf ungenau sein. Ein Benutzer springt vielleicht zu einem anderen Objekt, ehe das laufende Objekt konsumiert wurde, oder die Schätzung ist vielleicht falsch. Statistische Daten können gesammelt werden, um die Schätzung zu verbessern. Man bemerke, dass in den statistischen Daten kurze Stopps oder Skipps, wo der Benutzer ein Objekt überspringt, ohne es überhaupt, zu konsumieren, ignoriert werden sollten.
  • Navigationsmodus 1
  • In einem Magazin kann die Navigation erfolgen, indem dafür bestimmte Navigationsknöpfe 2 am PDA 1 verwendet werden. Dieser Navigationstyp wird als Navigationsmodus 1 bezeichnet. In einem typischen Fall, der weiter unten beschrieben werden wird, hat der PDA vier Knöpfe 2a bis 2d: Vorwärts 2a, Rückwärts 2b, Aufwärts 2c und Abwärts 2d. Wenn der Benutzer mit diesen Knöpfen im Magazin navigiert, kann er sich nur in diesen vier Richtungen bewegen: Vorwärts = folgendes Objekt auf der gleichen Ebene, Rückwärts = vorhergehendes Objekt auf der gleichen Ebene, Abwärts = Bewegung zu einer Ebene mit grösserem Detail, Aufwärts = Bewegung zu einer allgemeineren Ebene. Dies ist eine Bewegung, die stärker eingeschränkt ist als in einem typischen Webbrowser, und diese Einschränkung erleichtert ein intelligentes dynamisches Cachen. Die Kenntnis, zu welchen Objekten der Benutzer vom derzeit konsumierten Objekt aus navigieren kann, ermöglicht eine Vorhersage des nächsten Objekts und sein Herunterladen auf die Vorrichtung, während das laufende Objekt konsumiert wird.
  • Ferner kann der PDA auch einen automatischen Modus besitzen, in dem der Medienplayer automatisch zum folgenden Objekt weiterläuft, wenn ein Objekt konsumiert worden ist. Das „folgende" Objekt kann durch einen im Voraus festgelegten Weg durch das Magazin definiert werden, der entweder durch den inhalteprovider oder durch Benutzerpräferenzen bestimmt wird. Der automatische Modus kann als ein Spezialfall des Navigationsmodus 1 betrachtet werden. Die Magazine sollten vorzugsweise so aufgebaut sein, dass der typische Konsument mit dem im Voraus festgelegten Weg zufrieden ist und nur wenige Erkundungsausflüge zu interessanten Artikeln unternimmt.
  • Um die Medienerfahrung zu verbessern, werden Objekte im PDA-Speicher 3 gecacht, und idealerweise wird ein Objekt gecacht, gerade ehe der Benutzer zu ihm navigiert.
  • Auswahlprozess
  • 2 liefert ein Beispiel einer Magazinstruktur mit einem derzeit konsumierten Objekt 0_laufend 21. Wie oben erwähnt, ist es möglich, sich in vier Richtungen zu bewegen: Vorwärts, Rückwärts, Aufwärts und Abwärts. Alle Objekte, die in zwei Bewegungen erreicht werden können, werden in der Struktur gezeigt und sind mit 1_<Richtung> bzw. 2_<Richtung 1>_<Richtung 2> markiert.
  • In diesem Beispiel wird angenommen, dass Aufwärts zum Parent-Objekt 22 führt, d. h. zum Objekt auf der nächst-allgemeineren Ebene, die zum laufenden Objekt 21 führt. Wechselweise führt Aufwärts zum nächsten Objekt 23 auf der Parent-Ebene, in welchem Falle der Benutzer des Objekt 22, das vorher besucht worden war, nicht erneut aufzusuchen braucht.
  • Die Rückwärts-Richtung zeigt normalerweise das vorhergehende Objekt auf der gleichen Ebene an, aber wenn das erste Objekt auf einer gegebenen Ebene erreicht ist, dann führt Rückwärts zum Parent. In der Figur wird dies dadurch veranschaulicht, dass das Parent-Objekt 22 erreicht werden kann, indem Rückwärts zweimal gedrückt wird (2_rückwärts_rückwärts).
  • Die einzige Möglichkeit, das laufende Objekt 21 (0_laufend) beim ersten Mal erreicht zu haben, d. h. nicht über eine Child-Ebene, ist über das Objekt 1_rückwärts. Daher wird 1_rückwärts immer gecacht, wenn der Benutzer sich bei 0_laufend befindet. Ferner ist die einzige Möglichkeit, zu den Objekten auf der derzeitigen Ebene zu gelangen, der Weg durch das Parent-Objekt 22, was bedeutet, dass 1_aufwärts ebenfalls gecacht wird.
  • Daraus folgt, dass, wenn die Objekte 1_abwärts und 1_vorwärts für jedes besuchte Objekt gecacht werden und keine Objekte ausgecacht werden, die Objekte 1_rückwärts und 1_aufwärts für jedes Objekt, zu dem der Benutzer navigieren könnte, bereits gecacht worden sind. In anderen Worten genügt es, zwei neue Objekte, 1_abwärts und 1_vorwärts, während der Zeit zu cachen, in der 0_laufend konsumiert wird. Unser Ziel ist erreicht, wenn genügend Zeit gegeben ist, um dies für jedes Objekt zu tun, und der Benutzer braucht niemals auf irgendein neues Objekt zu warten, das geladen werden muss.
  • Wenn der durchschnittliche Konsumzeitbedarf geringer als zweimal der durchschnittliche Zeitbedarf für das Herunterladen ist, dann ist die Situation schwierig, und dem Gerät werden oft die Daten ausgehen. Daher sollten die Magazine so ausgelegt sein, dass der durchschnittliche Konsumzeitbedarf grösser als der Zeitbedarf für das Herunterladen ist. Das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Konsumzeitbedarf und dem Zeitbedarf für das Herunterladen kann als ein Mass dafür benutzt werden, wie gut ein Magazin für das Cachen ist.
  • Fehler werden sowohl im geschätzten Konsumzeitbedarf als auch im Zeitbedarf für das Herunterladen auftreten. Ein spezieller Fall von Fehlern im Konsumzeitbedarf liegt vor, wenn der Benutzer es bevorzugt, ein Objekt nicht zu konsumieren, sondern direkt weiterschreitet (Zappen). Wenn solche Abweichungen von den Schätzungen auftreten, wird möglicherweise ein Objekt erreicht, das sich nicht im Cache-Speicher befindet. Durch den Versuch, Objekte zu cachen, die weiter als einen Schritt vom laufenden Objekt entfernt sind, wird die Gefahr verringert. Die Zeit, die für das Laden dieser Objekte zur Verfügung steht, ist die Zeit, die verbleibt, nachdem 1_abwärts und 1_vorwärts gecacht worden sind (siehe 3), d. h.: Konsumzeitbedarf (0_laufend) – Zeitbedarf für Herunterladen von (1_vorwärts) – Zeitbedarf für Herunterladen von (1_abwärts)
  • Wenn das Cachen auf Objekte ausgedehnt wird, die sich zwei Schritte vom laufenden Objekt entfernt befinden, können sechs davon in der Struktur in 2 erreicht werden (ohne 2_rückwärts_rückwärts zu zählen, was 1_aufwärts gleichwertig ist). Selbst wenn der Speicher 3 des Client genügte, um alle diese Objekte zu cachen, könnte der Konsumzeitbedarf für das laufende Objekt dafür zu kurz sein. Daher ist ein intelligenter Auswahlprozess erforderlich, der im PDA als eine Software 4 implementiert ist, die den Prozessor 5 und die Kommunikationsschnittstelle 6 steuert. Wenn der Speicher 3 des Client nicht gross genug ist, dann ist dieses Erfordernis noch offensichtlicher.
  • Man beachte, dass ein solcher Auswahlprozess nicht auf Objekte beschränkt werden sollte, die vom laufenden Objekt zwei Schritte entfernt sind. Vielmehr sollte die Auswahl unbeeinflusst von allen Faktoren erfolgen, um ein dynamisches Cachen von Objekten zu erreichen, das zu einer zufriedenstellenden Medienerfahrung führt. Unter Umständen könnte der Fall eintreten, dass ein Dreischritt-Objekt vor einem Zweischritt-Objekt ausgewählt wird.
  • Unterschiedliche Auswahlkriterien können identifiziert werden, um festzulegen, welche Objekte gecacht werden sollten:
  • Schritte bis zum Objekt
  • Natürlich sollten, wie oben erwähnt, die in unmittelbarer Nähe zu dem derzeit konsumierten Objekt befindlichen Objekte immer gecacht werden. Danach sind die Prioritäten dem Abstand vom laufenden Objekt grob umgekehrt proportional.
  • Zeitbedarf bis zum Konsum
  • Indem der Konsumzeitbedarf für alle Objekte, die auf dem Wege zu einem bestimmten Objekt liegen, addiert wird, kann die geschätzte Länge der Zeit berechnet werden, bis das Objekt benötigt wird. Es ist verständlich, dass einem Objekt, das hinter einem näher liegenden Objekt mit einem grossen Konsumzeitbedarf „versteckt" ist, eine niedrige Caching-Priorität gegeben werden kann. Stattdessen kann es gecacht werden, während dieses näher liegende Objekt konsumiert wird.
  • Zeitbedarf für das Herunterladen
  • Wenn der Zeitbedarf für das Herunterladen eines bestimmten Objekts gross ist, könnte es besser sein, ein anderes Objekt auszuwählen, das rechtzeitig geladen werden kann, und zu hoffen, dass der Benutzer diesen Weg wählt. Die gleichen Überlegungen könnten auf eine Kette verwandter Objekte angewendet werden.
  • Konsumationsmuster
  • Bei bestimmten Paketen folgt der Verbraucher möglicherweise jedesmal einem ähnlichen Weg. Diesen Weg sollte sich das Gerät merken, indem es statistische Daten für jedes abonnierte Magazin sammelt, so dass dieser Weg Priorität erhalten kann. Einige Benutzer möchten möglicherweise alle Objekte auf einem bestimmten Weg konsumieren, ehe sie zu einem anderen Weg weitergehen.
  • Präferenzen
  • Die den Konsum beeinflussenden Variablen können durch den Benutzer oder den Medieninhalts-Provider definiert werden. Eine Markierung nach Medienobjekten kann verwendet werden, um den Benutzer in die Lage zu versetzen, bestimmten Objekttypen Priorität zu geben.
  • Verknüpfungen
  • Ein Objekt kann mit einem anderen Objekt verwandt sein, das sich möglicherweise in einem anderen Magazin befindet, und eine direkte Verknüpfung kann in die Struktur eingebaut werden.
  • Alle Kriterien sollten gewichtet, d. h. mit einem Multiplikationsfaktor verbunden sein. Je nachdem, wie das Gerät verwendet wird, sollten die Gewichte angepasst werden, um das Verhalten des Benutzers zu erlernen. Durch Beifügen von Kriterien zu jedem Objekt können Cache-Punkte berechnet werden, und das Objekt mit den meisten Cache-Punkten ist dann das nächste herunterzuladende Objekt.
  • Ein bevorzugter Auswahlprozess wird nunmehr unter Bezugnahme auf 4 in grösseren Einzelheiten beschrieben werden.
  • Zuerst werden im Schritt 41 alle Objekte, die sich einen Schritt vom laufenden Objekt entfernt befinden, gecacht. Wie oben erwähnt, bedeutet dies normalerweise maximal zwei neue gecachte Objekte.
  • Im Schritt 42 werden eine Anzahl von Faktoren für ein Objekt berechnet, während im Schritt 43 für dieses Objekt durch Gewichtung der verschiedenen Faktoren eine Priorität bestimmt wird: Priorität = W1 × Zeitbedarf bis zum Konsum + W2 × Zeitbedarf für das Herunterladen + W3 × Wahrscheinlichkeit einer direkten Bewegung + W4 × zusätzliche Faktoren.
  • Schritte 42 und 43 werden für alle Objekte wiederholt, die sich innerhalb von N Schritten vom laufenden Objekt befinden (Schritt 44), während im Schritt 45 die sich ergebenden Prioritäten zu einer sortierten Liste aufgereiht werden. Der Wert von N hängt von der verfügbaren Verarbeitungsleistung und indirekt vom verfügbaren Speicherplatz ab. Selbst wenn der Prozessor die Schritte 42 bis 45 innerhalb der erforderlichen Zeit für alle Objekte ausführen kann, wird der Auswahlprozess dadurch nicht verbessert, solange nicht mehr Objekte im Speicher gecacht werden können.
  • Im Schritt 46 wird überprüft, ob das Objekt mit dem Index j bereits gecacht worden ist (Index j beginnt am Kopf der Liste beim Objekt mit der höchsten Priorität). Wenn dies der Fall ist, erhöht die Programmsteuerung j um eins (Schritt 47) und kehrt zu Schritt 6 zurück, um die Überprüfung für das folgende Objekt auszuführen. Wenn aber das Objekt nicht gecacht worden ist, rückt die Programmsteuerung zu Schritt 48 vor, wo geprüft wird, ob genügend Cache-Speicherplatz verfügbar ist, um das Objekt zu cachen. Wenn dies der Fall ist, wird das Objekt gecacht (Schritt 49), und die Programmsteuerung rückt zu Schritt 47 vor, wo j erhöht wird, um dann wieder zu Schritt 46 zurückzukehren.
  • Wenn im Schritt 48 nicht genügend Cache-Speicherplatz vorhanden ist, schreitet die Programmsteuerung zu einer Auscache-Routine in Schritten 50 bis 55 vor (auscachen = früher gecachte Objekte im Speicher löschen). Im Schritt 51 wird geprüft, ob sich gelesene Objekte mindestens eine im Voraus definierte Strecke „hinter" dem laufenden Objekt befinden. Die Richtung „hinter" wird so definiert, dass sie Gebieten in der Struktur entspricht, die der Benutzer durchschritten hat. Die Strecke sollte mehr als N Schritte betragen, d. h. nur Objekte ausserhalb der nach Prioritäten geordneten Liste werden ausgecacht. Wenn gelesene Objekte gefunden werden, wird eines davon im Schritt 52 ausgecacht, und die Programmsteuerung kehrt zu Schritt 48 zurück. Andernfalls wird im Schritt 53 geprüft, ob sich ungelesene Objekte mindestens eine im Voraus definierte Strecke hinter dem laufenden Objekt befinden (die sich möglicherweise von der Strecke im Schritt 50 unterscheidet). Wenn ja, wird eines dieser Objekte im Schritt 54 ausgecacht, und die Programmsteuerung kehrt zu Schritt 48 zurück. Andernfalls wird im Schritt 55 das Objekt am Ende der Liste ausgecacht, und die Programmsteuerung kehrt zu Schritt 48 zurück.
  • Manchmal ist es vorteilhaft, jedesmal den ganzen Weg bis zum Schritt 42 zurückzukehren, wenn ein Objekt ein- oder ausgecacht worden ist, da dies möglicherweise zu einer Änderung bei den Faktoren führt, die die Prioritätenreihenfolge bestimmen. Wechselweise wird jedesmal, wenn ein Objekt ein- oder ausgecacht wird, kontrolliert, ob es für nötig befunden wird, zu Schritt 42 zurückzukehren. Eine dritte Alternative ist eventuell die Rückkehr zu Schritt 42 in regelmässigen Intervallen, z. B. alle vier Cachings.
  • Dieser Prozedur zufolge wird der Speicher eventuell mit den Objekten gefüllt sein, die die höchste Priorität besitzen, wie im Schritt 43 definiert. Der Prozess kann aber jederzeit durch den Benutzer unterbrochen werden, wenn er eine Bewegung beginnt. Die Programmsteuerung fängt jedesmal, wenn dies passiert, erneut beim Schritt 41 an.
  • Navigationsmodus 2
  • Zu 1 zurückkehrend, kann der zur Verwendung mit dem MediabricksTM-Konzept bestimmte PDA 1 auch Mittel für eine direkte Navigation besitzen, in dem in 1 gezeigten Fall durch den Einsatz einer Zeigevorrichtung 7 wie eines Stiftes. Wenn sich der Benutzer mit solchen Mitteln zwischen Objekten bewegt, sind die Beschränkungen der Magazinstruktur verloren, und bestimmte Faktoren, die oben erwähnt worden sind, wie zum Beispiel der Abstand vom laufenden Objekt, werden weniger wichtig, da sich der Benutzer unvermittelt zu jedem in der Struktur verfügbaren Objekt bewegen kann. Stattdessen werden andere Faktoren bei der Auswahl von Objekten zum Cachen wichtiger, typischerweise auf das Verhalten des Benutzers bezogene Faktoren.
  • Der bevorzugten Ausführungsform zufolge wird der Client mit Mitteln versehen, um zu ermitteln, welcher Navigationsmodus durch den Benutzer verwendet wird, und um den Caching-Prozess an den Navigationsmodus anzupassen. In 1 wird dies durch einen Fühler 8 veranschaulicht, der dafür ausgelegt ist zu erkennen, wenn Stift 7 vom PDA 1 abgehoben wird.
  • Nach Abheben des Stiftes 7 werden die obigen Gewichtungen W1 bis W4 verändert, um die Bedeutung z. B. von Benutzerpräferenzen und Konsumationsmustern zu erhöhen. Das Ergebnis ist eine völlig andere Caching-Strategie, auch wenn sie von dem gleichen Prozess beherrscht wird, wie er in 4 und 5 umrissen wird. In bestimmten Fällen könnte in Betracht gezogen werden, sogar den Schritt 41 zu streichen, d. h. zu beschliessen, unmittelbar benachbarte Objekte nicht zu cachen.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Cache-Speichern von Medieninhalt in einer mobilen Medienwiedergabevorrichtung, bestehend aus einem Herunterladen einer im Voraus definierten Medienpaketstruktur (2) auf die mobile Vorrichtung, wobei diese Struktur mit einer Mehrzahl von Medienobjekten assoziiert ist und worin jedes Objekt zumindest einem weiteren Objekt benachbart ist und die Medienstruktur so ausgelegt ist, dass einem Benutzer die Möglichkeit gegeben wird, Medienobjekte anzufordern, indem er von einem derzeitigen Objekt (21) zu benachbarten Objekten (22) in der Struktur navigiert, dadurch gekennzeichnet, dass alle Objekte in der Struktur, die dem derzeitigen Objekt benachbart sind, auf die mobile Medienwiedergabevorrichtung heruntergeladen und darin gecacht werden, während das derzeitige Objekt verbraucht wird (Schritt 41).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das die Schritte umfasst, für eine Teilmenge von Objekten in der Struktur die folgenden Faktoren zu bestimmen (Schritt 42): • den Abstand vom derzeitigen Objekt, • den ungefähren Zeitbedarf für den Verbrauch von Zwischenobjekten zwischen dem Objekt und dem derzeitigen Objekt, • den Zeitbedarf für das Herunterladen des Objekts, sowie durch eine Gewichtung der Faktoren (Schritt 43) die Objekte in der Teilmenge nach ihrer Priorität in einer Liste zu ordnen und Objekte in einer auf dieser Liste beruhenden Reihenfolge zu cachen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, das weiters die Schritte umfasst vorherzusagen, zu welchen Objekten der Benutzer am wahrscheinlichsten navigieren wird, und diese Information als einen Faktor einzubeziehen, während die Objekte in der Teilmenge ihrer Priorität nach geordnet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, das weiters die Schritte umfasst, zwei Modi der Navigation der mobilen Medienwiedergabevorrichtung zu definieren, einen ersten kontinuierlichen Navigationsmodus, gekennzeichnet durch eine eingeschränkte Bewegung zwischen Objekten, die in der Struktur benachbart vorliegen, und einen zweiten diskontinuierlichen Modus, gekennzeichnet durch eine uneingeschränkte Bewegung zwischen Objekten, festzustellen, welchen Navigationsmodus der Benutzer derzeit verwendet, die Vorhersage auf den derzeit verwendeten Navigationsmodus zu gründen.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, das weiters die Schritte umfasst festzustellen (Schritt 48), ob in der mobilen Medienwiedergabevorrichtung genügend Cachespeicherplatz verfügbar ist, und wenn dies der Fall ist, das folgende Objekt in der Liste zu cachen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, das weiters die Schritte umfasst, gecachte Objekte ausserhalb der Teilmenge zu identifizieren und solche Objekte im Cachespeicher zu löschen (Schritte 51 bis 54).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, worin verbrauchte Objekte vor unverbrauchten gelöscht werden (Schritte 51 bis 54).
  8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, worin die Teilmenge alle Objekte umfasst, die sich innerhalb einer bestimmten Anzahl (N) von Schritten vom derzeitigen Objekt (21) befinden.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Struktur eine personalisierte Medienpaketstruktur ist.
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