BR102017008469A2 - sistema e método para otimizar o consumo de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia - Google Patents

Abstract

a presente invenção diz respeito a um sistema e método integral de economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia, cujas características apresentem um balanceamento ótimo entre a qualidade e continuidade do conteúdo multimídia percebido pelo assinante. o sistema compreende um servidor principal, computadores assinantes e dispositivos móveis assinantes, sendo que os computadores assinantes também podem realizar as mesmas tarefas de servidores secundários, quando requeridos, para distribuir o conteúdo multimídia aos dispositivos móveis geograficamente mais próximos. os computadores assinantes são selecionados como servidores secundários caso possuam uma configuração mínima de processamento e memória sem que haja problemas de sobrecarga interna. uma lista com os servidores secundários é criada e mantida no servidor principal. um servidor secundário passa a armazenar conteúdo multimídia de diferentes qualidades. um dispositivo móvel recebe o conteúdo do servidor secundário mais próximo e executa mecanismos de economia de energia para mudar a qualidade do conteúdo recebido, diminuindo a carga do servidor principal, reduzindo o tempo de download e consequentemente otimizando o uso da bateria do dispositivo. além do mais, dependendo do nível de bateria, pode-se executar ações que diminuam o consumo de energia.

Description

(54) Título: SISTEMA E MÉTODO PARA OTIMIZAR O CONSUMO DE ENERGIA EM DISPOSITIVOS MÓVEIS NO SERVIÇO DE FLUXO DE CONTEÚDO MULTIMÍDIA (51) Int. Cl.: H04L 29/06; H04N 19/156.

(52) CPC: H04L 65/4092; H04L 65/4084; H04N 19/156.

(71) Depositante(es): UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS.

(72) Inventor(es): DEMÓSTENES ZEGARRA RODRÍGUEZ; RENATA LOPES ROSA; GINO LOZADA MÁRQUEZ; LUIZ HENRIQUE ANDRADE CORREIA; DIEGO JOSÉ DE SOUSA GOUVEIA; NEUMAR COSTA MALHEIROS.

(57) Resumo: A presente invenção diz respeito a um sistema e método integral de economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia, cujas características apresentem um balanceamento ótimo entre a qualidade e continuidade do conteúdo multimídia percebido pelo assinante. O sistema compreende um servidor principal, computadores assinantes e dispositivos móveis assinantes, sendo que os computadores assinantes também podem realizar as mesmas tarefas de servidores secundários, quando requeridos, para distribuir o conteúdo multimídia aos dispositivos móveis geograficamente mais próximos. Os computadores assinantes são selecionados como servidores secundários caso possuam uma configuração mínima de processamento e memória sem que haja problemas de sobrecarga interna. Uma lista com os servidores secundários é criada e mantida no servidor principal. Um servidor secundário passa a armazenar conteúdo multimídia de diferentes qualidades. Um dispositivo móvel recebe o conteúdo do servidor secundário mais próximo e executa mecanismos de economia de energia para mudar a qualidade do conteúdo recebido, diminuindo a carga do servidor principal, reduzindo o tempo de download e consequentemente otimizando o uso da batería do dispositivo. Além do mais, dependendo do nível de batería, pode-se executar ações que diminuam o consumo de energia.

1/15 “SISTEMA E MÉTODO PARA OTIMIZAR O CONSUMO DE ENERGIA EM DISPOSITIVOS MÓVEIS NO SERVIÇO DE FLUXO DE CONTEÚDO MULTIMÍDIA”

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção trata de um sistema e método de economia de energia com aplicação na área de dispositivos móveis visando minimizar o consumo da bateria desses dispositivos durante o uso de serviços de fluxo multimídia.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Tradicionalmente, as soluções de fluxo de conteúdo multimídia utilizam a arquitetura cliente - servidor, onde um ou mais servidores executam serviços (por exemplo: YouTube, Netflix, entre outros) que fornecem aos assinantes que os solicitam; sendo que o tráfego de dados correspondente a esses serviços tem se incrementado consideravelmente nos últimos anos, devido principalmente ao incremento de dispositivos móveis no mercado.

[003] Esse incremento tem levantado uma série de desafios tanto do lado do servidor quanto do lado do cliente. Nesse sentido, muitas pesquisas foram e continuam sendo realizadas com o foco de proporcionar uma melhor experiência de uso ao assinante desses serviços. Entre elas, a divulgada no pedido de patente US20140010282A1 que propõe um mecanismo de decodificação de vídeo baseado no consumo de energia de um dispositivo que utiliza um serviço de fluxo de conteúdo multimídia, fazendo uso de diversas técnicas de decodificação de vídeo e filtros de compensação de movimento de imagem para diminuir o processamento gasto no processo de decodificação e conseguintemente o uso de energia (consumo de bateria); assim, cada segmento de vídeo se associa com um consumo de energia. Porém, como medida corretiva, para aliviar o consumo de energia dos dispositivos móveis, apresenta somente o uso de técnicas de decodificação

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 33/64

2/15 e de diminuição do relógio do processador. Por outro lado, o pedido de patente W02015007795A1 visa ajustar a qualidade do conteúdo multimídia de acordo a largura de banda da rede. Contudo, essa solução é parcial, pois só considera as características do canal de comunicação, deixando de lado outros fatores que influenciam diretamente no consumo de energia do dispositivo móvel.

[004] Adicionalmente, Seohyang Kim et ai. no artigo «ePF-DASH: Energy-efficient prefetching based dynamic adaptive streaming over HTTP», na International Conference on Big Data and Smart Computing, pp. 124-129, 2015, introduz uma técnica de pré-busca e downloads de vídeo com uma estratégia ON-OFF, onde se realiza o download de grandes quantidades de conteúdo de vídeo em um momento em que o estado de comunicação do dispositivo móvel está ligado e, após o término do tempo de download, ele permanece no modo desligado por um longo período para economizar energia e, quando o tamanho do buffer encolhe novamente para o limite mínimo, ele muda o estado para ON e efetua downloads novamente até que o buffer esteja cheio. Essa solução, entretanto, limita-se a economizar energia no dispositivo móvel alternando entre períodos ON-OFF, mas não aborda outros fatores, como características do perfil do assinante, que afetam o consumo de energia e a sobrecarga das redes de comunicação.

[005] Assim, existe uma necessidade por um sistema e método integral de economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia que compreenda soluções com foco no servidor, nos dispositivos móveis e no perfil do assinante. SUMÁRIO DA INVENÇÃO [006] Consequentemente, modalidades da presente invenção buscam mitigar, aliviar ou eliminar, uma ou mais deficiências, desvantagens ou aspectos na técnica, tais como acima identificadas, isoladamente ou em qualquer combinação, ao fornecer um sistema e método integral de

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 34/64

3/15 economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia, cujas características apresentem um balance ótimo entre a qualidade e continuidade do conteúdo multimídia percebido pelo assinante.

[007] De acordo com um primeiro aspecto da invenção é fornecido um sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia, que compreende um servidor principal provedor de serviço de fluxo de conteúdo multimídia para assinantes, com a capacidade de prover diferentes qualidades de conteúdo multimídia aos assinantes; um ou mais dispositivos móveis assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal; um ou mais computadores assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal, sendo que tais computadores têm a capacidade de armazenar conteúdo multimídia de diferentes qualidades para depois funcionar como servidores de fluxo de conteúdo multimídia para dispositivos móveis assinantes, constituindo-se em servidores secundários; e uma rede de comunicação para conectar o servidor principal, os computadores assinantes e os dispositivos móveis, de modo a permitir a transferência de dados.

[008] Além do mais, o servidor principal está configurado para criar e manter uma lista dos computadores assinantes habilitados para funcionar como servidores secundários e para determinar e enviar o conteúdo multimídia a armazenar em tais computadores, de modo que, em resposta a uma requisição de conteúdo multimídia de um dispositivo móvel assinante, o servidor principal procura e seleciona da lista, se for o caso, um ou mais computadores assinantes mais próximos desse dispositivo móvel, para lhe proporcionar o conteúdo multimídia requisitado; enquanto os dispositivos móveis estão configurados para poupar energia selecionando e comutando a qualidade do conteúdo multimídia sendo recebido, desde um ou mais servidores secundários selecionados ou desde o servidor principal, baseado

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 35/64

4/15 em pelo menos um dos fatores do grupo conformado por parâmetros de rede, parâmetros de radiofrequência, parâmetros de aplicação, parâmetros de QoS, parâmetros de QoE, nível de bateria do dispositivo móvel, histórico do número de comutações entre diferentes qualidades do conteúdo multimídia, informação espacial do conteúdo multimídia e informação temporal do conteúdo multimídia.

[009] Cabe salientar que o sistema tem sido especialmente projetado para apresentar uma arquitetura flexível que garanta a continuidade do serviço, para executar mecanismos de economia de energia no dispositivo móvel que mudem a qualidade do conteúdo recebido, e para considerar características do perfil do assinante que ajudem a antecipar ações, de modo que se reduza o tempo de descarga do conteúdo, prolongando a duração da bateria do dispositivo móvel.

[010] De acordo com outro aspecto da invenção é fornecido um método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia, sendo que o método compreende os seguintes passos:

[011] Criar e manter, por parte de um servidor principal, uma lista de computadores assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal, que cumpram com os requerimentos de hardware e conexão para receber/enviar conteúdo multimídia, e possuam a autorização do assinante, constituindo-se em servidores secundários.

[012] Identificar, por parte do servidor principal, quais conteúdos multimídia são os mais acessados em determinadas regiões.

[013] Enviar, por parte do servidor principal, os conteúdos multimídia identificados aos servidores secundários de uma determinada região.

[014] Requisitar, por parte de um dispositivo móvel assinante do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 36/64

5/15 principal, um conteúdo multimídia ao servidor principal, onde dita requisição também envia informação sobre as características multimídia suportadas no dispositivo móvel.

[015] Procurar e selecionar, por parte do servidor principal, na lista de servidores secundários, um ou mais servidores secundários mais próximos que possuam o conteúdo requerido, considerando também as características multimídia suportadas no dispositivo móvel requisitando o conteúdo.

[016] Enviar o conteúdo multimídia requisitado, desde um ou mais servidores secundários selecionados ou desde o servidor principal, ao dispositivo móvel correspondente.

[017] Selecionar e comutar, por parte de um dispositivo móvel, a qualidade do conteúdo multimídia sendo recebido, baseado em pelo menos um dos fatores do grupo conformado por parâmetros de rede, parâmetros de radiofrequência, parâmetros de aplicação, parâmetros de QoS, parâmetros de QoE, nível de bateria do dispositivo móvel, histórico do número de comutações entre diferentes qualidades do conteúdo multimídia, informação espacial do conteúdo multimídia e informação temporal do conteúdo multimídia.

[018] Ainda de acordo com outro aspecto da invenção, os dispositivos móveis executam pelo menos uma das ações do grupo conformado por abaixar a luminosidade da tela do dispositivo móvel, desativar processos secundários previamente autorizados pelo assinante, e fechar a conexão com o servidor quando o buffer da aplicação multimídia tiver alcançado um tamanho máximo de carga, voltando a abrir a conexão quando o buffer da aplicação multimídia alcançar um tamanho mínimo de carga previamente estabelecido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [019] Estes e outros aspectos, características e vantagens, das quais modalidades da invenção são capazes, serão evidentes e elucidadas a partir

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 37/64

6/15 da descrição a seguir de modalidades da presente invenção, sendo feita referência aos desenhos que acompanham, nos quais:

[020] A Figura 1 mostra a arquitetura de rede proposta, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[021] A Figura 2a mostra um cenário de interação entre um servidor principal e um computador assinante, onde o computador atua como um assinante comum do serviço, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[022] A Figura 2b mostra um cenário de interação entre um servidor principal, um dispositivo móvel, e um computador assinante, onde o computador assinante armazena um conteúdo multimídia para depois atuar como servidor secundário, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[023] A Figura 2c mostra um cenário de interação entre um computador assinante, que atua como servidor secundário, e um dispositivo móvel para lhe prover conteúdo multimídia, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[024] A Figura 3 mostra uma região da arquitetura de rede proposta junto com os principais parâmetros utilizados para modificar a qualidade do conteúdo multimídia, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[025] A Figura 4 mostra o controle da quantidade do conteúdo multimídia enviado ao disposto móvel dependo do comportamento do assinante, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[026] A Figura 5 mostra um cenário onde um computador assinante e um dispositivo móvel pertencem a uma mesma rede de área local, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 38/64

7/15 [027] A Figura 6 mostra uma interface de usuário para mudar a qualidade do conteúdo multimídia, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[028] A Figura 7 mostra a relação entre a resolução do vídeo e o consumo de batería no dispositivo móvel, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[029] A Figura 8 mostra uma interface de usuário para requisitar somente o componente de áudio do vídeo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[030] A Figura 9 mostra o controle de eventos de comutação de qualidade de vídeo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[031] A Figura 10 mostra o diagrama de fluxo do método para otimizar o consumo de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia, de acordo com uma modalidade da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS [032] Estes e outros aspectos, características e vantagens, das quais modalidades da invenção são capazes, serão evidentes e elucidadas a partir da descrição a seguir de modalidades da presente invenção, sendo feita referência aos desenhos que acompanham. Contudo, esta invenção pode ser configurada em diversas formas, e não deve ser imaginada como limitada às modalidades descritas aqui; ao invés disto, estas modalidades constituem uma base para as reivindicações e uma base representativa para ensinar a aqueles versados na técnica como implementar a presente invenção.

[033] Como se mostra na Figura 1, o sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1) compreende um servidor principal (2) provedor de serviço de fluxo de conteúdo multimídia para assinantes, um ou mais dispositivos móveis (3)

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 39/64

8/15 assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido servidor principal (2), um ou mais computadores (4) assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal (2), e uma rede de comunicação (5) para conectar o servidor principal (2), os dispositivos móveis (3) e os computadores (4), de modo a permitir a transferência de dados.

[034] O sistema (1) apresenta diferentes áreas de cobertura, denominadas como regiões (6), (7), (8). Em algumas regiões (6 e 7), pelo menos um computador (4) está presente, sendo que alguns desses computadores (4) têm a capacidade de hardware (principalmente processamento e memória) para armazenar conteúdo multimídia para depois funcionar como servidores de fluxo de conteúdo multimídia para dispositivos móveis (3), constituindo-se em servidores secundários (4). Nesse contexto, o servidor principal (2) está configurado para criar e manter uma lista de computadores (4) habilitados para funcionar como servidores secundários (4) e para determinar e enviar o conteúdo multimídia a armazenar em tais computadores (4), de modo que, em resposta a uma requisição de conteúdo multimídia de um dispositivo móvel (3) assinante, o servidor principal (2) procura e seleciona da lista, se for o caso, um ou mais computadores (4) assinantes mais próximos desse dispositivo móvel (3), para lhe proporcionar o conteúdo multimídia requisitado. Para isto, o assinante autoriza, ao fornecedor do serviço, que seu computador (4) possa funcionar como servidor secundário (4), definindo-se um espaço de memória disponível e autorizado para o armazenamento de conteúdo multimídia, assim como sua localização geográfica; em contrapartida o assinante poder receber algum benefício (desconto e/ou upgrade da assinatura). As vantagens disto são claras: o servidor principal (2) não fica sobrecarregado, reduzindo o tempo de recebimento do conteúdo; e os servidores secundários (4) estão mais próximos aos dispositivos móveis (3) em relação aos servidores principais (2), diminuindo o tempo de atraso; em ambos os casos, prolongando a

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 40/64

9/15 duração da bateria do dispositivo móvel (3). Por outro lado, na região (8) onde não existe servidores secundários (4) próximos, o envio do conteúdo requisitado pelo dispositivo móvel (3) tem de ser realizado pelo servidor principal (2). Note-se que esses tipos de regiões (8) estão relacionados a uma rede celular (9), na qual é menos provável encontrar um dispositivo com capacidade de hardware necessária para funcionar como um servidor secundário. Um exemplo de computador (4) é o computador de mesa; enquanto exemplos de dispositivos móveis (3) são smartphones, tablets, laptops, entre outros.

[035] Cabe salientar que o servidor principal (2) tem a capacidade de prover diferentes qualidades de conteúdo multimídia aos assinantes, enquanto os servidores secundários (4) têm a capacidade de armazenar conteúdo multimídia de diferentes qualidades sem ter afetado seu desempenho para realizar outras tarefas. Por outra parte, o servidor principal (2) seleciona o conteúdo multimídia a ser armazenado nos servidores secundários (4) por meio de um ranking do número de requisições feitas pelos assinantes em uma determinada região (6), (7), (8). Além disso, nesta modalidade da presente invenção, o servidor principal (2) e os servidores secundários (4) têm instalado o padrão DASH (do inglês Dynamic Adaptative Streaming over HTTP). No entanto, deve ser entendido que a solução proposta é também válida para a entrega de fluxo de conteúdo multimídia que não usa padrão DASH.

[036] Em relação as Figuras 2a, 2b e 2c, apresentam-se três cenários de envio de conteúdo multimídia. Na Figura 2a, o servidor principal (2) envia conteúdo multimídia ao computador (4), onde o computador (4) atua como um assinante comum do serviço. Na Figura 2b, o servidor principal (2) envia conteúdo multimídia tanto ao computador (4) quanto ao dispositivo móvel (3) , sendo que o computador (4) tem a capacidade de reproduzir ou conteúdo multimídia em tempo real ou de armazenar dito conteúdo em diferentes versões de qualidades, prévia autorização do assinante, para

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 41/64

10/15 depois agir como servidor secundário de dispositivos móveis (3). Finalmente, na Figura 2c, o computador (4), que atua como servidor secundário, envia conteúdo multimídia ao dispositivo móvel (3) de acordo com as características multimídia suportadas pelo dispositivo móvel (3).

[037] Referindo-se agora à Figura 3, o dispositivo móvel (3) está configurado para poupar energia selecionando e comutando a qualidade do conteúdo multimídia sendo recebido, desde um ou mais servidores secundários (4) selecionados ou desde o servidor principal (2), baseado em pelo menos um dos fatores do grupo conformado por parâmetros de rede (10), parâmetros de radiofrequência (11), parâmetros de aplicação, parâmetros de QoS, parâmetros de QoE, nível de bateria do dispositivo móvel, histórico do número de comutações entre diferentes qualidades do conteúdo multimídia, informação espacial do conteúdo multimídia e informação temporal do conteúdo multimídia.

[038] Ainda em relação a Figura 3, o conteúdo multimídia, sendo enviado aos dispositivos móveis, corresponde a dados colocados em um buffer (12) de uma aplicação multimídia rodando no dispositivo móvel (3). Em uma modalidade da presente invenção os parâmetros de rede são pelo menos um do grupo conformado por vazão, largura de banda, perda de pacotes, atrasos e variação de atrasos; os parâmetros de radiofrequência são pelo menos um do grupo conformado por frequência de canal, intensidade do sinal recebido, localização do assinante, desvanecimento no canal e interferência co-canal; os parâmetros de QoE são pelo menos um do grupo conformado por preferência pelo conteúdo, custo do serviço e características técnicas do hardware do dispositivo móvel (3); e um dos parâmetros de aplicação é o tamanho do buffer (12) da aplicação multimídia rodando no dispositivo móvel (3). Além do mais, os dispositivos móveis (3) também estão configurados para executar pelo menos uma das ações do grupo conformado por abaixar a luminosidade da tela do dispositivo móvel

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 42/64

11/15 (3) e desativar processos secundários previamente autorizados pelo assinante.

[039] Referindo-se agora à Figura 4, o servidor principal (2) mantém um histórico de consumo (13) de conteúdo multimídia de cada assinante, dado pela quantidade porcentual do conteúdo que o assinante usualmente assiste quando usa o serviço. Com base nesse valor, o servidor principal (2) decide a quantidade de conteúdo a ser carregado no buffer (12) da aplicação multimídia rodando no dispositivo móvel (3), definindo-se um tamanho máximo de carga (14) do buffer (12), e a quantidade mínima de conteúdo no buffer (12) antes que uma nova requisição de pacote com dados seja feita, definindo-se um tamanho mínimo de carga (15) no buffer (12); sendo que a aplicação multimídia rodando no dispositivo móvel (3) é a encarregada de definir o tamanho mínimo global (16) necessário para que a aplicação funcione. Nesse contexto, o dispositivo móvel (3) está configurado para fechar a conexão TCP (17) com o servidor quando o buffer (12) da aplicação multimídia tiver alcançado o tamanho máximo de carga (14), voltando a abrir a conexão (18) quando o buffer (12) da aplicação multimídia alcançar um tamanho mínimo de carga (15), minimizando-se o consumo de energia no dispositivo móvel (3).

[040] Referindo-se agora à Figura 5, em uma região (19) do sistema (1), o dispositivo móvel (3) e um ou mais servidores secundários (4) estão conectados a uma mesma rede de área local (20) através de uma rede sem fio (21) ou mista (cabeada + sem fio), de modo que os downloads no dispositivo móvel (3) são realizados à velocidade permitida pela rede de área local (20), diminuindo o atraso e, portanto, reduzindo o consumo da bateria do dispositivo móvel (3). Além disso, o computador (4) e o dispositivo móvel (3) podem pertencer a um mesmo assinante, de modo que esse assinante sempre tenha um servidor secundário (4) disponível para enviar o conteúdo multimídia ao dispositivo móvel (3).

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 43/64

12/15 [041] Em relação à Figura 6, o dispositivo móvel (3) proporciona informação ao assinante através de mensagens não intrusivas (22), as mesmas que são ativadas ou desativadas por meio de uma interface de configuração. Em uma modalidade da presente invenção, o dispositivo móvel (3) está configurado para informar ao assinante o tempo restante do conteúdo multimídia a uma determinada qualidade (23), assim como quanto tempo teria caso comutasse a uma qualidade mais baixa (24), oferecendo ao assinante a opção de reduzir a qualidade do conteúdo multimídia (25), de modo a prolongar a duração da batería do dispositivo móvel (3). Para isto, e agora com referência à Figura 7, o dispositivo móvel está configurado para estabelecer a relação existente entre a qualidade do conteúdo multimídia (26) e o consumo de batería (27), pois uma maior qualidade do conteúdo requer maior processamento, e conseguintemente consome mais energia; sendo que essa relação é obtida a partir de testes experimentais, isolando o fluxo de conteúdo multimídia de outras aplicações, e monitorando o estado da batería para cada uma das qualidades de conteúdo testadas. Estas medições consideram a unidade mAh para quantificar o consumo de energia.

[042] De acordo com uma modalidade da presente invenção o conteúdo multimídia é vídeo; a qualidade do conteúdo multimídia é a resolução de vídeo e a existência, ou não, de interrupções temporais e degradações espaciais; e os vídeos providos pelos servidores, nas diferentes resoluções, estão particionados em segmentos de duração configurável. Nesse sentido, outro dos parâmetros de aplicação é o tamanho do segmento de vídeo.

[043] Referindo-se agora à Figura 8, no caso o nível de batería do dispositivo móvel (3) estiver abaixo de um valor mínimo previamente definido, o dispositivo móvel (3) está configurado para requisitar somente o componente de áudio do vídeo (28).

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 44/64

13/15 [044] Cabe salientar que, as opções apresentadas nas Figuras 6 e 8, podem ser escolhidas de forma manual pelo assinante ou de forma automática através da configuração previa do dispositivo móvel (3).

[045] Como se amostra na Figura 9, as mudanças de resolução (qualidade) de vídeo (29) são detectadas no dispositivo móvel (3). Quando essas mudanças são muito frequentes, o consumo de energia é maior. Para evitar isso, o dispositivo móvel (3) está configurado para garantir que a menor resolução seja escolhida, resultando em um ganho no desempenho do consumo da bateria. A frequência de comutações de resolução de vídeo é monitorada pelo dispositivo móvel (3), e se a frequência passar de um limiar (30), previamente estabelecido, a menor resolução do período de tempo no qual a frequência de comutações atingiu esse limiar (30) é escolhida e fixada por um tempo predeterminado.

[046] Referindo-se agora à Figura 10, o método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31) , caracterizado porque compreende os seguinte passos: criar e manter (32) , por parte de um servidor principal (2), uma lista de computadores (4) assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal (2), que cumpram com os requerimentos de hardware e conexão para receber/enviar conteúdo multimídia, e possuam a autorização do assinante, constituindo-se em servidores secundários (4); identificar (33), por parte do servidor principal (2), quais conteúdos multimídia são os mais acessados em determinadas regiões; enviar (34), por parte do servidor principal (2), os conteúdos multimídia identificados aos servidores secundários (4) de uma determinada região; requisitar (35), por parte de um dispositivo móvel (3) assinante do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal (2), um conteúdo multimídia ao servidor principal (2), onde dita requisição também envia informação sobre as características multimídia suportadas no dispositivo móvel (3); procurar e selecionar (36), por parte do servidor principal (2), na lista de servidores

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 45/64

14/15 secundários (4), um ou mais servidores secundários (4) mais próximos que possuam o conteúdo requerido, considerando também as características multimídia suportadas no dispositivo móvel (3) requisitando o conteúdo; enviar (37) o conteúdo multimídia requisitado, desde um ou mais servidores secundários (4) selecionados ou desde o servidor principal (2), ao dispositivo móvel (3) correspondente; e selecionar e comutar (38), por parte de um dispositivo móvel (3), a qualidade do conteúdo multimídia sendo recebido, baseado em pelo menos um dos fatores do grupo conformado por parâmetros de rede (10), parâmetros de radiofrequência (11), parâmetros de aplicação, parâmetros de QoS, parâmetros de QoE, nível de bateria do dispositivo móvel, histórico do número de comutações entre diferentes qualidades do conteúdo multimídia, informação espacial do conteúdo multimídia e informação temporal do conteúdo multimídia.

[047] Além do mais, em uma modalidade da presente invenção o método (31) ainda compreende executar (39), por parte do dispositivo móvel (3), pelo menos uma das ações do grupo conformado por abaixar a luminosidade da tela do dispositivo móvel (3), desativar processos secundários previamente autorizados pelo assinante, e fechar a conexão (17) com o servidor quando o buffer (12) da aplicação multimídia tiver alcançado um tamanho máximo de carga (14), voltando a abrir a conexão (18) quando o buffer (12) da aplicação multimídia alcançar um tamanho mínimo de carga (15) previamente estabelecido. Da mesma forma, é claro que outras características do método (31) resultam evidentes a partir do mencionado anteriormente.

[048] Cabe salientar que o servidor primário (2) é o encarregado de armazenar o conteúdo multimídia e de autenticar os assinantes do serviço, sendo que ele foi representado nas figuras como sendo um servidor só, no entanto, deve ser entendido que ele pode ser replicado, de modo que pode haver um ou vários servidores primários (2), sem que isso implique sair do escopo da presente invenção. Portanto, nesse documento, cada vez que se

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 46/64

15/15 mencione “servidor primário”, deve-se entender que ele também inclui a forma no plural: “servidores primários”. Além do mais, o termo “assinante” não está restrito somente a pessoa que paga pelo serviço ou tem cadastro do mesmo, mas também a pessoa que utiliza o serviço, nesse sentido, o termo “assinante” deve ser entendido como sendo sinônimo de “usuário”.

[049] Finalmente, a presente invenção foi descrita acima com referência a modalidades específicas. Contudo, outras modalidades diferentes das acima descritas são igualmente possíveis dentro do escopo da invenção.

Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 47/64

1/9

Claims (36)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), caracterizado por compreender:

   um servidor principal (2) provedor de serviço de fluxo de conteúdo multimídia para assinantes, com a capacidade de prover diferentes qualidades de conteúdo multimídia aos assinantes;

   um ou mais dispositivos móveis (3) assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal (2);

   um ou mais computadores (4) assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal (2), sendo que tais computadores (4) têm a capacidade de armazenar conteúdo multimídia de diferentes qualidades para depois funcionar como servidores de fluxo de conteúdo multimídia para dispositivos móveis (3) assinantes, constituindo-se em servidores secundários (4);

   uma rede de comunicação (5) para conectar o servidor principal (2), os computadores (4) assinantes e os dispositivos móveis (3), de modo a permitir a transferência de dados;

   onde o servidor principal (2) está configurado para criar e manter uma lista dos computadores (4) assinantes habilitados para funcionar como servidores secundários (4) e para determinar e enviar o conteúdo multimídia a armazenar em tais computadores (4), de modo que, em resposta a uma requisição de conteúdo multimídia de um dispositivo móvel (3) assinante, o servidor principal (2) procura e seleciona da lista, se for o caso, um ou mais computadores (4) assinantes mais próximos desse dispositivo móvel (3), para lhe proporcionar o conteúdo multimídia requisitado; e onde os dispositivos móveis (3) estão configurados para poupar energia selecionando e comutando a qualidade do conteúdo multimídia sendo recebido, desde um ou mais servidores secundários (4) selecionados

   Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 48/64
2. 2/9 ou desde o servidor principal (2), baseado em pelo menos um dos fatores do grupo conformado por parâmetros de rede (10), parâmetros de radiofrequência (11), parâmetros de aplicação, parâmetros de QoS, parâmetros de QoE, nível de bateria do dispositivo móvel, histórico do número de comutações entre diferentes qualidades do conteúdo multimídia, informação espacial do conteúdo multimídia e informação temporal do conteúdo multimídia.

   2. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com a reivindicação

   1, caracterizado porque o conteúdo multimídia, sendo enviado aos dispositivos móveis (3), corresponde a dados colocados em um buffer (12) de uma aplicação multimídia rodando no dispositivo móvel (3).
3. 3. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com a reivindicação

   2, caracterizado porque os dispositivos móveis (3) também estão configurados para executar pelo menos uma das ações do grupo conformado por abaixar a luminosidade da tela do dispositivo móvel (3), desativar processos secundários previamente autorizados pelo assinante, e fechar a conexão (17) com o servidor quando o buffer da aplicação multimídia tiver alcançado um tamanho máximo de carga (14), voltando a abrir a conexão (18) quando o buffer (12) da aplicação multimídia alcançar um tamanho mínimo de carga (15) previamente estabelecido.
4. 4. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado porque a quantidade de dados colocados no buffer (12) da aplicação multimídia depende de um histórico de consumo (13) de conteúdo multimídia do assinante.
5. 5. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado porque um dos parâmetros de

   Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 49/64

   3/9 aplicação é o tamanho do buffer (12) da aplicação multimídia rodando no dispositivo móvel (3).
6. 6. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque os parâmetros de rede (10) são pelo menos um do grupo conformado por vazão, largura de banda, perda de pacotes, atrasos e variação de atrasos.
7. 7. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque os parâmetros de radiofrequência (11) são pelo menos um do grupo conformado por frequência de canal de rádio, intensidade do sinal recebido, localização do assinante, desvanecimento no canal e interferência co-canal.
8. 8. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque os parâmetros de QoE são pelo menos um do grupo conformado por preferência pelo conteúdo, custo do serviço e características técnicas do hardware do dispositivo móvel (3) .
9. 9. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque o dispositivo móvel (3) requisitando o conteúdo multimídia e um ou mais dos servidores secundários (4) que lhe proveem o conteúdo pertencem a uma mesma rede de área local (20).
10. 10. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque o servidor principal (2) seleciona o conteúdo multimídia a ser armazenado nos servidores

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 50/64

    4/9 secundários (4) por meio de um ranking do número de requisições feitas pelos assinantes em uma determinada região.
11. 11. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque o dispositivo móvel (3) proporciona informação ao assinante através de mensagens não intrusivas (22), as mesmas que são ativadas ou desativadas por meio de uma interface de configuração.
12. 12. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado porque o dispositivo móvel (3) está configurado para informar ao assinante o tempo restante do conteúdo multimídia a uma determinada qualidade (23), assim como quanto tempo teria caso comutasse a uma qualidade mais baixa (24).
13. 13. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque o conteúdo multimídia é vídeo.
14. 14. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado porque no caso o nível de bateria do dispositivo móvel (3) estiver abaixo de um valor mínimo previamente definido, o dispositivo móvel (3) está configurado para requisitar somente o componente de áudio do vídeo (28).
15. 15. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado porque a qualidade do conteúdo multimídia é a resolução de vídeo e a existência ou não de interrupções temporais e degradações espaciais.

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 51/64

    5/9
16. 16. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado porque os vídeos providos pelos servidores, nas diferentes resoluções, estão particionados em segmentos de uma duração configurável.
17. 17. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado porque um dos parâmetros de aplicação é o tamanho do segmento de vídeo.
18. 18. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque os dispositivos móveis (3) são pelo menos um do grupo conformado por smartphones, tablets e laptops.
19. 19. Sistema para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado porque o servidor principal (2) e os servidores secundários (4) têm instalado o padrão DASH.
20. 20. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), caracterizado por compreender:

    criar e manter (32), por parte de um servidor principal (2), uma lista de computadores (4) assinantes do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal (2), que cumpram com os requerimentos de hardware e conexão para receber/enviar conteúdo multimídia, e possuam a autorização do assinante, constituindo-se em servidores secundários (4);

    identificar (33), por parte do servidor principal (2), quais conteúdos multimídia são os mais acessados em determinadas regiões;

    enviar (34), por parte do servidor principal (2), os conteúdos multimídia identificados aos servidores secundários (4) de uma determinada

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 52/64

    6/9 região;

    requisitar (35), por parte de um dispositivo móvel (3) assinante do serviço de fluxo de conteúdo multimídia provido pelo servidor principal (2), um conteúdo multimídia ao servidor principal (2), onde dita requisição também envia informação sobre as características multimídia suportadas no dispositivo móvel (3);

    procurar e selecionar (36), por parte do servidor principal (2), na lista de servidores secundários (4), um ou mais servidores secundários (4) mais próximos que possuam o conteúdo requerido, considerando também as características multimídia suportadas no dispositivo móvel (3) requisitando o conteúdo;

    enviar (37) o conteúdo multimídia requisitado, desde o um ou mais servidores secundários (4) selecionados ou desde o servidor principal (2), ao dispositivo móvel (3) correspondente; e selecionar e comutar (38), por parte de um dispositivo móvel (3), a qualidade do conteúdo multimídia sendo recebido, baseado em pelo menos um dos fatores do grupo conformado por parâmetros de rede (10), parâmetros de radiofrequência (11), parâmetros de aplicação, parâmetros de QoS, parâmetros de QoE, nível de bateria do dispositivo móvel, histórico do número de comutações entre diferentes qualidades do conteúdo multimídia, informação espacial do conteúdo multimídia e informação temporal do conteúdo multimídia.
21. 21. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com a reivindicação 20, caracterizado porque o passo de enviar (37) o conteúdo multimídia requisitado ao dispositivo móvel (3) corresponde a colocar dados em um buffer (12) de uma aplicação multimídia sendo executada no dispositivo móvel (3).
22. 22. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com a reivindicação

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 53/64

    7/9

    21, caracterizado porque também compreende executar (39), por parte do dispositivo móvel (3), pelo menos uma das ações do grupo conformado por abaixar a luminosidade da tela do dispositivo móvel, desativar processos secundários previamente autorizados pelo assinante, e fechar a conexão (17) com o servidor quando o buffer (12) da aplicação multimídia tiver alcançado um tamanho máximo de carga (14), voltando a abrir a conexão (18) quando o buffer (12) da aplicação multimídia alcançar um tamanho mínimo de carga (15) previamente estabelecido.
23. 23. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 22, caracterizado porque a quantidade de dados colocados no buffer (12) da aplicação multimídia depende de um histórico de consumo (13) de conteúdo multimídia do assinante.
24. 24. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado porque um dos parâmetros de aplicação é o tamanho do buffer (12) da aplicação multimídia rodando no dispositivo móvel (3).
25. 25. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 24, caracterizado porque os parâmetros de rede (10) são pelo menos um do grupo conformado por vazão, largura de banda, perda de pacotes, atrasos e variação de atrasos.
26. 26. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 25, caracterizado porque os parâmetros de radiofrequência (11) são pelo menos um do grupo conformado por frequência de canal de rádio, intensidade do sinal recebido, localização do assinante, desvanecimento no canal e interferência co-canal.

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 54/64

    8/9
27. 27. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 26, caracterizado porque os parâmetros de QoE são pelo menos um do grupo conformado por preferência pelo conteúdo, custo do serviço e características técnicas do hardware do dispositivo móvel (3).
28. 28. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 27, caracterizado porque no passo enviar (37) o conteúdo multimídia requisitado ao dispositivo móvel (3), o um ou mais servidores secundários (4) e o dispositivo móvel (3) pertencem a uma mesma rede de área local (20).
29. 29. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 28, caracterizado porque também compreende proporcionar, por parte do dispositivo móvel (3), informação ao assinante através de mensagens não intrusivas (22), as mesmas que são ativadas ou desativadas por meio de uma interface de configuração.
30. 30. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com a reivindicação 29, caracterizado porque o passo de proporcionar informação ao assinante compreende informar ao assinante o tempo restante do conteúdo multimídia a uma determinada qualidade (23), assim como quanto tempo teria caso comutasse a uma qualidade mais baixa (24).
31. 31. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 30, caracterizado porque o conteúdo multimídia é vídeo.
32. 32. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com a reivindicação

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 55/64

    9/9

    31, caracterizado porque também compreende requisitar, por parte do dispositivo móvel (3), somente o componente de áudio do vídeo (28) sendo enviado ao dispositivo móvel (3), no caso o nível de bateria do dispositivo móvel estiver abaixo de um valor mínimo previamente definido.
33. 33. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 31 a 32, caracterizado porque a qualidade do conteúdo multimídia é a resolução de vídeo e a existência ou não de interrupções temporais e degradações espaciais.
34. 34. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 31 a 33, caracterizado porque no passo enviar o conteúdo multimídia requisitado, os vídeos estão particionados em segmentos de uma duração configurável.
35. 35. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com a reivindicação 31, caracterizado porque um dos parâmetros de aplicação é o tamanho do segmento de vídeo.
36. 36. Método para economia de energia em dispositivos móveis no serviço de fluxo de conteúdo multimídia (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 35, caracterizado porque o servidor principal (2) e os servidores secundários (4) têm instalado o padrão DASH.

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 56/64

    1/7

    X X

    X / / ✓

    X

    X

    X X ι

    ι I

    I

    I t

    I I / /

    /

    Petição 870170026984, de 25/04/2017, pág. 58/64

    2/7