BR112014000407B1

BR112014000407B1 - Método implementado por computador para estabelecer sessão de comunicação em tempo real e meio legível por máquina

Info

Publication number: BR112014000407B1
Application number: BR112014000407-2A
Authority: BR
Inventors: Ramu Sunkara; Alexander Markov
Original assignee: Microsoft Technology Licensing, Llc
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2012-07-08
Publication date: 2022-12-06
Also published as: AU2012282824A1; JP2014528183A; US8638356B2; AU2012282824B2; JP6101997B2; WO2013009663A1; EP2719147A1; US20130010054A1; MX2014000242A; CN103650455A; EP2719147B1; KR20140037201A; CA2840972C; CA2840972A1; KR101952474B1; RU2611969C2; BR112014000407A2; RU2013158698A; CN103650455B

Abstract

MÉTODO IMPLEMENTADO POR COMPUTADOR PARA ESTABELECER SESSÃO DE COMUNICAÇÃO EM TEMPO REAL E DISPOSITIVO CLIENTE. A presente invenção refere-se a um sistema e método implementados por computador para melhorar a qualidade da experiência (QoE) de sessões de vídeo em tempo real entre usuários móveis. Por exemplo, um método de acordo com uma modalidade da invenção compreende: configurar um ou mais servidores de relé no perímetro de uma rede de provedor de serviço através de um servidor de fluxo de dados através da Internet; no servidor de fluxo de dados, receber um pedido de um primeiro dispositivo móvel para estabelecer uma sessão de comunicação em tempo real com um segundo dispositivo móvel; no servidor de fluxo de dados subsequentemente prover o primeiro e o segundo dispositivos móveis com informações de rede para conectar através de servidor(es) de relé que é(são) localizado(s) perto de pelo menos um do primeiro ou segundo dispositivo móvel; e estabelecer a sessão de comunicação em tempo real através do(s) servidor(es) de relé.

Description

ANTECEDENTES Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se, de um modo geral, ao cam po de comunicação por rede de dados. Mais particularmente, a invenção refere-se a um sistema de comunicação de dados melhorado.

Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Usuários da Internet hoje em dia podem se comunicar usando uma variedade de aplicações de cliente diferentes incluindo aplicações de mensagens em tempo real (por exemplo, aplicações de mensagem de instante ou de "bate-papo") e aplicações em tempo real, de vídeo de duas vias. Por exemplo, certas aplicações do cliente (tais como, por exemplo, o cliente "Qik" desenvolvido por Qik, Inc.), permitem aos usuários participar de bate-papo de vídeo de duas vias em redes de telefone celular de 3G e 4G.

[0003] As Figuras 1a-b ilustram uma configuração exemplar em que dois dispositivos móveis 101-102 participam de um bate-papo de vídeo de duas vias. A Figura 1a ilustra roteiro de dados de contro- le/sinalização usado para estabelecer uma conexão de vídeo de duas vias, e a Figura 1b ilustra os dados da mídia (isto é, os fluxos de vídeo atuais) sendo transmitidos entre os dois dispositivos móveis 101-102. O controle/sinalização é tipicamente realizado usando um protocolo de controle de transmissão (TCP) ou protocolo de datagramas do usuário (UDP) transporte de rede e dados da mídia são tipicamente realizados usando um transporte de rede UDP.

[0004] Como ilustrado, um caminho tomado por ambos, contro- le/sinalização e dados da mídia, inclui uma sub-rede de telefone 105 que pode ser uma rede de celular sem fio padrão (por exemplo, tal como uma rede de 3G ou 4G). A sub-rede de telefone 105 é conectada a uma sub-rede de serviços 115 através de um roteador 110. A sub-rede de serviços é uma rede de dados usada para tráfego de dados de suporte móvel e rotear o tráfego de dados sobre a Internet 125 através da via de uma barreira de proteção externa 120. A sub-rede de telefone 105 e sub-rede de serviços 115 são mantidas por um provedor de serviços sem fio tal como T-Mobile™, AT&T™, ou Verizon™.

[0005] Atualmente, para possibilitar conversações por vídeo em tempo real entre os dispositivos móveis 101-102, cada um dos dispositivos móveis deve ser conectado através da Internet 125 para um conjunto comum de servidores de linha de fluxo de dados 150. Cada dispositivo móvel 101-102 abre seu próprio encaixe de datagramas de UDP para os servidores de fluxo de dados 105 e os servidores de fluxo de dados depois roteiam os datagramas contendo o conteúdo de vídeo através das soquetes (encaixes) de datagramas apropriados. Por exemplo, os servidores do vídeo da via de fluxo de dados 150 recebido do dispositivo móvel 101 sobre a conexão de datagramas do dispositivo móvel 102 e vice-versa.

[0006] Um inconveniente desta configuração é que, por causa de cada dispositivo móvel 101-102 ter dese conectar a um servidor de fluxo de dados pela Internet 125, a latência significativa pode ser introduzida. Consequentemente, uma maneira mais eficiente de rotear o vídeo entre os dispositivos móveis 101-102 seria desejável.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0007] Uma melhor compreensão da presente invenção pode ser obtida a partir da descrição detalhada a seguir em conjunto com os desenhos que seguem, em que:

[0008] FIGURAS 1a-b ilustram técnicas atuais para estabelecer sessões de vídeo em tempo real entre dois dispositivos móveis.

[0009] FIGURAS 2a-b ilustram técnicas para melhorar a latência colocando servidores de retransmissão no perímetro de uma rede de provedor de serviço de acordo com uma modalidade da invenção.

[00010] FIG. 3 ilustra um serviço de retransmissão posicionado no perímetro de uma rede de provedor de serviço roteando o conteúdo de vídeo entre um dispositivo móvel conectado através de uma conexão de WiFi e um dispositivo móvel conectado através de uma conexão de celular (por exemplo, uma conexão de 3G ou 4G).

[00011] FIGURAS 4a-b ilustram duas modalidades diferentes em que múltiplos servidores de retransmissão são usados para estabelecer comunicação entre dispositivos móveis.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00012] Na descrição a seguir, para os propósitos de explicação, numerosos detalhes específicos são mencionados a fim de prover uma compreensão completa das modalidades da invenção descritas abaixo. Será evidente, entretanto, para a pessoa versada na técnica que as modalidades da invenção podem ser praticadas sem alguns desses detalhes específicos. Por exemplo, as modalidades da invenção são descritas abaixo dentro do contexto de aplicações de vídeo em tempo real. Os princípios subjacentes da invenção não são limitados a qualquer tipo particular de comunicação de mídia. Adicionalmente, embora a discussão abaixo enfoque sobre redes provedoras de serviços específicos, os princípios subjacentes da invenção são aplicáveis às implementações sobre qualquer forma de redes de rádio. Finalmente, em alguns casos, estruturas e dispositivos bem conhecidos são mostrados em forma de diagrama de bloco para evitar obscurecer os princípios subjacentes das modalidades da invenção.

[00013] Uma modalidade da invenção melhora a qualidade da experiência para usuários finais quando conduz sessões de vídeo em tempo real implementando um conjunto de retransmissão em rede no perímetro das redes de provedor de serviço. Especificamente, como ilustrado nas Figuras 2a-b, nesta modalidade, um serviço de retransmissão é configurado para comunicar através da sub-rede de serviço 115, dentro da barreira de proteção 120 conectando a sub-rede de serviço 115 à Internet 125.

[00014] Figura 2a ilustra o roteiro dos dados de controle/sinalização usado para estabelecer uma conexão de retransmissão. Aplicações do cliente instaladas nos dispositivos móveis 101-102 descobrem esse(s) servidor(es) de retransmissão em rede 151 durante essa fase de con- trole/sinalização. Em uma modalidade, cada servidor de retransmissão em rede 151 é registrado com os servidores de fluxo de dados 150 usando a conexão de saída. Em uma modalidade, o dispositivo móvel 101 iniciando a sessão de vídeo inicialmente se conecta aos servidores de fluxo de dados 150 que depois proveem a informação de rede necessária para conectar o serviço de retransmissão (por exemplo, endereço de IP e porta) para ambos os clientes 101-102.

[00015] Em uma modalidade, um servidor de retransmissão 151 que fica relativamente "perto" de um ou ambos os dispositivos móveis 101, 102 na rede, é selecionado pelos servidores de fluxo de dados 150. Observe que a proximidade do servidor de retransmissão 151 para os dispositivos móveis 101, 102 pode ser determinada com base nas informações da rede providas pelos servidos de fluxo de dados 150 (por exemplo, os endereços de TCP/IP dos dispositivos móveis e/ou servidos de retransmissão 151). O local de cada servidor de retransmissão pode ser registrado com os servidores de fluxo de dados 150 e os servidores de fluxo de dados 150 podem usar esta informação para determinar melhor servidor de retransmissão para atender cada pedido. Outras informações tais como a carga atual em cada um dos servidores de retransmissão 151 pode também ser decomposta em fatores para a decisão.

[00016] Desde que os dois dispositivos móveis 101-102 têm as informações da rede, eles conectam ao(s) servidor(es) de retransmissão 151, que estabelece uma sessão de sessão de vídeo em tempo real entre os dispositivos, como ilustrado na Figura 2b. Em uma modalidade, as conexões da mídia entre os dispositivos móveis 101-102 e o servidor de retransmissão 151 compreendem soquete de datagramas UDP. O(s) servidor(es) de retransmissão 151 recebe(m) o conteúdo de vídeo compactado em datagramas do dispositivo móvel 101 sobre uma primeira soquete de datagramas UDP, e roteia os datagramas sobre uma segunda soquete de datagramas UDP para o dispositivo móvel 102, que depois extrai e decodifica o conteúdo do vídeo a partir dos datagramas UDP. Ao contrário, o servidor de retransmissão(s) 151 recebe vídeo compactado em datagramas do dispositivo móvel 102 sobre a segunda soquete de datagramas UDP, e faz o roteamento dos datagramas sobre a primeira soquete de datagramas UDP para o dis-positivo móvel 101, que depois extrai e decodifica o conteúdo dos da- tagramas UDP.

[00017] Em uma modalidade, o roteador 110 é um dispositivo bem conhecido por rotear pacotes de rede para um destino apropriado, como identificado pelo endereço de destinação em cada cabeçalho de pacote. Por exemplo, os dispositivos móveis 101, 102 podem usar o endereço de TCP/IP dos servidores de fluxo de dados 150 quando enviando pedidos de conexão para os servidores de fluxo de dados 150. O roteador 110 depois vai rotear os pedidos para os destinos apropriados.

[00018] Quando as modalidades da invenção mostradas nas Figuras 2a-b são comparadas contra a implementação mostrada nas Figuras 1a-b, os benefícios são claros. Porque os fluxos da mídia não necessitam passar através da barreira de proteção externa 120 e sobre a Internet 125, a latência é significativamente reduzida, desse modo me- lhorando o QoE para o usuário final. A título de exemplo, e sem limitação, os testes atuais mostram uma redução de latência de 252 ms para 110 ms.

[00019] Enquanto a modalidade descrita acima usa datagramas UDP, deverá ser observado que os princípios subjacentes da invenção não são limitados a quaisquer protocolos de comunicação de rede particulares.

[00020] A Figura 3 ilustra como o(s) servidor(es) de retransmissão 151 pode(m) também ser usado(s) para estabelecer uma sessão de vídeo de duas vias entre um dispositivo móvel 102 conectado através de uma conexão de WiFi e um dispositivo móvel 101 conectado através de um conexão de celular (por exemplo, uma conexão 3G ou 4G). Nesta modalidade, um dos dispositivos pode inicialmente contatar os servidores de fluxo de dados 150 para estabelecer a sessão de vídeo. Os servidores de fluxo de dados 150 podem depois notificar a parte chamada e prover as informações de rede necessárias para ambos os dispositivos móveis 101-102 para conectar com o serviço de retransmissão 151. O serviço de retransmissão 151 depois gerencia a sessão de vídeo em tempo real como descrito acima (por exemplo, estabelecendo soquete de datagramas UDP com cada um dos respectivos dispositivos 101-102). Para se comunicar com o dispositivo móvel 102 conectado via WiFi, o servidor de retransmissão 151 abre o orifício UDP 160 através da barreira de proteção externa 120. Técnicas para estabelecer um orifício UDP através de uma barreira de proteção são bem conhecidas e desta maneira não são descritas em detalhes aqui.

[00021] Na implementação particular mostrada na Figura 3, o dispositivo móvel 102 é conectado através de uma conexão de WiFi durante uma empresa WLAN 127, que é conectada à Internet 125 através de uma empresa NAT/barreira de proteção. Enquanto isso pode representar uma configuração comum, tal configuração não é requeri- da para agir de acordo com os princípios subjacentes da invenção.

[00022] Em uma modalidade, múltiplos servidores de retransmissão podem ser colocados em locais convenientes ao longo de todo o perímetro da rede do provedor de serviços. Adicionalmente, múltiplos servidores de retransmissão podem ser usados para suportar a comunicação ao longo das sub-redes de serviço de diferentes provedores de serviços.

[00023] A Figura 4a ilustra uma modalidade em que o servidor de retransmissão 151 e o servidor de retransmissão 152 se comunicam um com o outro para rotear datagramas UDP entre os dispositivos móveis 101 e 102. Como em modalidades anteriores, o dispositivo móvel 101 ao iniciar a conexão pode primeiro contatar os servidores de fluxo de dados 150. Em resposta, os servidores de fluxo de dados 150 proveem as informações da rede de dispositivo móvel 101 necessárias para conectar com o servidor de retransmissão 151 e o dispositivo móvel 102 comunicando interrede às informações necessárias para conectar com o servidor de retransmissão 152. Mediante conexão, os servidores de retransmissãos 151-152 depois estabelecem um soque- te de datagrama UDP entre um e o outro para rotear o tráfego de da- tagrama UDP contendo os dados de vídeo.

[00024] A Figura 4b ilustra uma implementação alternada em que o servidor de retransmissão 151 recebe o tráfego de datagramas UDP contendo dados de vídeo do dispositivo móvel 101 e faz o roteamento dele para o dispositivo móvel 102 e o segundo servidor de retransmissão 152 recebe o tráfego de datagrama de UDP contendo dados de vídeo do dispositivo móvel 102 e faz o roteamento dele para o dispositivo móvel 101. Como nas modalidades descritas acima, uma conexão inicial para os servidores de fluxo de dados 150 pode ser necessária para recuperar as informações da rede necessárias para conectar com os servidores de retransmissão 151-152.

[00025] Embora os servidores de retransmissão 151-152 são configurados dentro da sub-rede de serviço na discussão acima, em outras modalidades, alguns servidores de retransmissão podem ser configurados dentro da sub-rede de telefone 1056-106. Em tal caso, se ambos os dispositivos móveis são conectados à mesma sub-rede, um servidor de retransmissão naquela sub-rede pode ser usado para conectar os dispositivos. Se os dispositivos móveis estão em diferentes sub-redes de telefone, entretanto, depois um servidor de retransmissão na sub-rede de serviços 115 pode ser selecionado.

[00026] No relatório descritivo anterior, a invenção foi descrita com referência às modalidades exemplares específicas do mesmo. Será evidente que várias modificações podem ser feitas para esse fim sem se afastar do espírito e escopo mais amplo da invenção como estabelecido nas concretizações a seguir. O relatório descritivo e os desenhos devem, por conseguinte, ser encarados em um sentido ilustrativo em vez de sentido restritivo.

[00027] Modalidades da invenção podem incluir várias etapas como mencionado acima. As etapas podem ser incorporadas nas instruções executáveis pela máquina que produzem um processador de propósito geral e propósito especial realizar certas etapas. Alternativamente, essas etapas podem ser realizadas por componentes de hardware específicos que contêm lógica incorporada para realizar as etapas, ou por qualquer combinação de componentes de computador programados e componentes de hardware do cliente. Elementos da presente invenção podem também ser providos como um meio de transmissão de dados para armazenar o código do programa executável pela máquina. O meio de transmissão de dados pode incluir, mas não está limitado a, disquetes flexíveis, discos ópticos, CD-ROMs, e discos de magneto- óptico, ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, cartões magnéticos ou ópticos, ou outro tipo de meio de mídia/leitora de máquina apropriado para armazenar código de programa eletrônico.

[00028] Ao longo da descrição anterior, para os propósitos de explicação, numerosos detalhes específicos foram mencionados a fim de prover uma compreensão completa da invenção. Será evidente, entretanto, para a pessoa versada na técnica que a invenção pode ser praticada sem alguns desses detalhes específicos. Por exemplo, será prontamente evidente para aqueles versados na técnica que os módulos funcionais e métodos descritos aqui podem ser implementados como software, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. Além do mais, embora algumas modalidades da invenção são descritas aqui dentro do contexto de uma aplicação P2P do cliente, os princípios subjacentes podem ser implementados na forma de uma aplicação de servidor ou qualquer outra forma de aplicação do cliente. Por conseguinte, o escopo e espírito da invenção devem ser julgados em termos das concretizações a seguir.

Claims

1. Método implementado por computador compreendendo as etapas de: implantar pelo menos um servidor de retransmissão (151) dentro de uma sub-rede de serviço (115) de uma rede de provedor de serviços, a sub-rede de serviço estando dentro de um firewall (120) conectando a sub-rede de serviço à Internet (125), o método caracterizado pelo fato de que ainda compreende: em um servidor de streaming (150) fora do firewall (120), receber um pedido de um primeiro dispositivo móvel (101) para estabelecer uma sessão de comunicação em tempo real com um segundo dispositivo móvel (102), pelo menos um dos primeiro e segundo dispositivos móveis estando localizado dentro do firewall (120); em resposta à recepção do pedido, o servidor de streaming fornece aos primeiro e segundo dispositivos móveis informações de rede para conectar ao pelo menos um servidor de retransmissão dentro da sub-rede de serviço da rede de provedor de serviços; e em resposta ao servidor de streaming fornecer aos primeiro e segundo dispositivos móveis as referidas informações de rede, os primeiro e segundo dispositivos móveis se conectarem a pelo menos um servidor de retransmissão (151), e o pelo menos um servidor de retransmissão estabelecer a sessão de comunicação em tempo real através do pelo menos um servidor de retransmissão em resposta à conexão com os primeiro e segundo dispositivos móveis.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que receber ainda compreende: registrar o pelo menos um servidor de retransmissão (151) no servidor de streaming (150).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sessão de comunicação em tempo real compreende uma sessão de comunicação de vídeo de duas vias em tempo real.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as informações de rede incluem um endereço de IP do pelo menos um servidor de retransmissão (151).

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o provedor de serviços compreende um provedor de serviços de celular.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dois ou mais servidores de retransmissão (151) são usados para estabelecer a sessão de comunicação em tempo real, em que um primeiro dos servidores de retransmissão (a) se comunica di-retamente com um primeiro dos dispositivos móveis (101) e um segundo dos servidores de retransmissão se comunica diretamente com um segundo dos dispositivos móveis (102) e em que o primeiro e o segundo servidores de retransmissão estabelecem conexões de so- quete entre si, ou (b) recebe um fluxo de entrada a partir de um primeiro dos dispositivos móveis e direciona o fluxo de entrada para um segundo dos dispositivos móveis e em que um segundo dos servidores de retransmissão recebe um fluxo de entrada a partir do segundo dos dispositivos móveis e direciona o fluxo de entrada para o primeiro dos dispositivos móveis.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um servidor de retransmissão (151) é configurado em uma sub-rede de telefone à qual os primeiro (101) e segundo (102) dispositivos móveis estão conectados.

8. Meio legível por máquina tendo instruções armazenadas no mesmo, as instruções executáveis por um sistema compreendendo: pelo menos um servidor de retransmissão (151) dentro de uma sub-rede de serviço (115) de uma rede de provedor de serviços, estando a sub-rede de serviço dentro de um firewall (120) conectando a sub-rede de serviço à Internet (125); um servidor de streaming (150) fora do firewall (120); um primeiro dispositivo móvel (101); e um segundo dispositivo móvel (102), em que pelo menos um do primeiro e segundo dispositivo móvel está localizado dentro do firewall (120); caracterizado pelo fato de que, as instruções quando executadas pelo sistema, levam o sistema a executar as operações do método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.