CN101116308A - 信号发送指示接收器缓冲区架构的缓冲区参数 - Google Patents

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Abstract

本说明书和附图提出了一种新的方法、系统、装置和软件产品，用于由终端将多缓冲区的参数进行信号发送到服务器，并且由服务器使用这些参数确定终端的多缓冲区状态，例如，用于由服务器提供给终端的多媒体流服务的适当速率适配。终端可以是(但是不限于)计算机、通信设备、无线通信设备、便携式电子设备、移动电子设备、移动电话等。

Description

信号发送指示接收器缓冲区架构的缓冲区参数
优先权和相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年2月3日提交的美国临时专利申请序号60/649,995的优先权。
技术领域
本发明涉及多媒体通信，更具体地，涉及信号发送指示接收器缓冲区状态的缓冲区参数。
背景技术
在2005年1月26日的DLNA(数字生活网络联盟)RTP-TF(实时协议-工作组)F2F(面对面)会议期间，当讨论用于位速率适配的方案时，问题被确定了。结论是可能需要考虑不同的接收器缓冲区模型，目的是为了接收器缓冲区反馈对于发送器具有意义，并且使发送器能够执行有效的适配。
给出了关于该主题的现有技术，例如，关于在3GPP(第三代伙伴计划)和3GPP2(第三代伙伴计划2)的规范中指定用于流传输的速率适配方案，如技术规范26.234 v.6.2.0“Transparent End-to-endPacket Switched Streaming Service(PSS)Protocols and Codecs”，以及技术规范C.P0046 v.0.1.7，“3G Multimedia Streaming Services”中描述的。
当前定义于3GPP/3GPP2中的缓冲区模型是单缓冲区，并且它包含RTP(实时协议)报头和净荷。为了支持不同的缓冲区模型，(例如，包含多于一个缓冲区)当前现有技术信号发送方案不足以保证可使用和有效的解决方案，例如，对于适当速率适配。
图1-图3示出了各种缓冲区架构，其可以根据现有技术被使用。
发明内容
一种新的方法、系统、装置和软件产品被提出，用于由终端将多缓冲区的参数进行信号发送到服务器，并且由服务器使用这些参数确定终端的多缓冲区状态，例如，用于由服务器提供给终端的多媒体流传输服务的适当速率适配。
根据本发明的第一方面，一种用于信号发送缓冲区参数的方法，包括以下步骤：将缓冲区参数从终端发送到服务器，其中缓冲区参数涉及N个终端的至少两个缓冲区，并且N是值至少为二的整数；在服务器接收来自于终端的缓冲区参数；以及由服务器使用缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态。
还根据本发明的第一方面，缓冲区参数可以包括以下至少一个：a)至少两个缓冲区的数量；b)至少两个缓冲区的缓冲区大小；c)至少两个缓冲区的缓冲区大小单位；d)至少两个缓冲区中的部分报头大小；以及e)缓冲区传输机制索引(index)，用于指示至少两个缓冲区之间的传输机制。而且，缓冲区参数还可以包括播放延迟(playout delay)单位，用于修改定时单位。
还根据本发明的第一方面，缓冲区参数可以包括：视频预解码器缓冲区指示符；和视频后解码器缓冲区指示符。
仍旧根据本发明的第一方面，至少两个缓冲区可以选自：a)去抖动缓冲区；b)预解码器缓冲区；和c)后解码器缓冲区。
还根据本发明的第一方面，至少两个缓冲区可以包括全部N个终端缓冲区。
根据本发明的第二方面，一种计算机程序产品包括：其上具有用于由计算机处理器执行的计算机程序代码的计算机可读存储结构，该计算机程序代码的特征在于它包括用于执行本发明第一方面步骤的指令，指示为由终端或者服务器的任何组件或者组件的组合所执行。
根据本发明的第三方面，一种通信系统，包括：终端，用于提供并且发送缓冲区参数，其中缓冲区参数涉及终端的N个终端缓冲区的至少两个缓冲区，其中N是值至少为二的整数；以及服务器，用于接收来自于终端的缓冲区参数和用于使用缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态。
还根据本发明的第三方面，缓冲区参数可以包括以下至少一个：a)至少两个缓冲区的数量；b)至少两个缓冲区的缓冲区大小；c)至少两个缓冲区的缓冲区大小单位；d)至少两个缓冲区中的部分报头大小；以及e)缓冲区传输机制索引，用于指示至少两个缓冲区之间的传输机制。而且，缓冲区参数还可以包括播放延迟单位，用于修改定时单位。
还根据本发明的第三方面，缓冲区参数可以包括：视频预解码器缓冲区指示符；和视频后解码器缓冲区指示符。
还根据本发明的第三方面，至少两个缓冲区可以选自：a)去抖动缓冲区；b)预解码器缓冲区；和c)后解码器缓冲区。
还根据本发明的第三方面，至少两个缓冲区可以包括全部N个终端缓冲区。
根据本发明的第四方面，一种终端，包括：N个终端缓冲区，其中N是值至少为二的整数；终端控制块，用于提供涉及N个终端缓冲区的至少两个缓冲区的缓冲区参数；和输入/输出终端块，用于将缓冲区参数从终端发送到服务器，用于通过服务器使用该缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态。
还根据本发明的第四方面，终端可以是计算机、通信设备、无线通信设备、便携式电子设备、移动电子设备或者移动电话。
还根据本发明的第四方面，输入/输出终端块和输入/输出终端块可以组合。
根据本发明的第五方面，一种服务器，包括：用于接收来自于终端的缓冲区参数的输入/输出块，其中缓冲区参数涉及终端的N个终端缓冲区的至少两个缓冲区，其中N是值至少为二的整数；以及用于使用缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态的服务器控制块。
还根据本发明的第五方面，服务器控制块可以根据状态和使用预定准则适配传输速率，并且其中输入/输出块使用适配的传输速率将媒体内容从服务器发送到终端。
本发明的优势包括但不限于以下内容：
-接收器使用信号发送将缓冲区参数通知给发送器，以便发送器可以更好地了解接收器缓冲区状态；并且
-信号发送允许缓冲区反馈信息可以扩展(scalable)。
附图说明
为了更好地理解本发明的性质和目的，参考下列结合附图的详细描述，在附图中：
图1-图3是示出根据现有技术的各种可能的接收器缓冲区架构的原理图；
图4是示出根据本发明的实施例从接收器(终端)发送到发送器(服务器)的信号发送指示缓冲区架构的缓冲区参数的框图；以及
图5是示出根据本发明的实施例从接收器(终端)发送到发送器(服务器)的信号发送指示缓冲区架构的缓冲区参数的流程图。
具体实施方式
提出了一种新的方法、系统、装置和软件产品，用于由终端将多缓冲区的参数进行信号发送到服务器，并且由服务器使用这些参数确定终端的多缓冲区状态，例如，用于由服务器提供给终端的多媒体流传输服务的适当速率适配。终端可以是(但是不限于)计算机、通信设备、无线通信设备、便携式电子设备、移动电子设备、移动电话等。
根据本发明的实施例，当多媒体流传输接收器(例如，DMP客户端，定义于DLNA中)连接到发送器(例如，DMS(DEKSI公用调制解调器组)服务器，定义于DLNA中)时，接收器发送指示下列内容的缓冲区参数(或者多缓冲区参数)中的至少一个，所述内容包括，但不限于，缓冲区的数量(例如，抖动缓冲区，预解码器缓冲区，后解码器缓冲区，等)，缓冲区大小，缓冲区大小单位，部分报头大小(例如，RTP报头的部分，参见IETF RFC 3550，“RTP：A Transport Protocol for Real-time applications”，2003年7月)，以及两个缓冲区之间的传输机制。而且，还根据本发明的实施例，接收器也发送用于播放延迟的时间单位，其定义于技术规范26.234v.6.2.0“Transparent End-to-end Packet Switched Streaming Service(PSS)Protocols and Codecs”中。
定义于3GPP/3GPP2中的当前缓冲区模型是单缓冲区，并且它包含RTP(实时协议)报头和净荷。如果使用双缓冲区模型，其中接收器向服务器暴露至少两个缓冲区而不是一个(例如，抖动缓冲区和预解码器缓冲区)，并且两个缓冲区的管理机制对于发送器是未知的，那么当前定义于3GPP和3GPP2中的接收器缓冲区信号发送将无意义。根据本发明的实施例，通过将缓冲区参数从接收器通知到发送器，发送器可以推断出正确的接收器缓冲区状态，例如，用于适当速率适配。
根据本发明的实施例，例如，缓冲区参数可以定义(但不限于)如下：
·缓冲区的数量，即，指示接收器缓冲区的数量；
·缓冲区大小，即，用于每个缓冲区的块的数量；
·缓冲区大小单位，即，用于缓冲区的块大小。当前3GPP FBS(空闲缓冲区空间)字段(例如，见技术规范26.234 v.6.2.0“Transparent End-to-end Packet Switched Service(PSS)Protocols andCodecs”)定义了包括64字节的块；这个参数(即，FBS字段)可以修改指示每个块指示任意数量字节的单位(例如，一个块可以定义为以128字节为单位)；
·部分报头大小，即，缓冲区中的部分RTP(实时协议)报头大小；
·数据传输机制(或者缓冲区传输机制)索引：该索引指示在缓冲区之间使用何种传输机制；
·播放延迟单位，即，播放延迟定时单位；当前3GPP播放延迟定义为以ms为单位；这个信号被用于修改定时单位，等。
还根据本发明的实施例，信号发送可以使用选自多个协议的协议进行承载，所述多个协议可以是(但不限于)RTSP(实时流协议)，SDP(会话描述协议)，XML(可扩展标记语言)，RTCP(实时会议协议)，例如，APP(应用)分组或者RTP/AVPF(视听特征反馈)等。
可选地，还根据本发明的实施例，可以对缓冲区关系作出隐含的假定，并且因而可以组合上述参数中的一些。例如，缓冲区参数可以包括下列二进制指示符：
·视频预解码器指示符：
a)当预解码器缓冲区指示符是1时，接收器包含视频预解码器缓冲区，其操作相同于使用中的视频编码标准的假设参考解码器(HRD)中的编码图像缓冲区(CPB)；
b)当预解码器缓冲区指示符是0时，视频预解码器缓冲区不存在(即，它与去抖动缓冲区合并了)或者预解码器缓冲区的操作没有被指定；以及
·视频后解码器指示符：
a)当后解码器缓冲区指示符是1时，接收器包含视频后解码器缓冲区，其操作相同于使用中的视频编码标准的假设参考解码器(HRD)中的编码图像缓冲区(DPB)；如果HRD中没有指定DPB，那么接收器包含最小重排序缓冲区，如下指定：如果图像的解码顺序和它们的输出顺序相同，则最小重排序缓冲区是不存在的，或者如果根据MPEG(移动图像专家组)标准(例如，MPEG-2，MPEG-4部分2)或者根据标准H.263的B图像存在于接收流中，则最小重排序缓冲区保持一个图像；
b)当后解码器缓冲区指示符是0时，后解码器缓冲区的存在和操作没有指定。
当这些二进制指示符存在时，那么假设指示的缓冲区大小覆盖接收、去抖动缓冲区以及(如果使用的话)去交叉缓冲区，并且具有该给定数量的空间，用于完成应用数据单元(ADU)，包括后面的RTP报头和RTP净荷报头字段。不能被用作去抖动、去交叉或者重传缓冲区的任何预解码器缓冲区不被包括于指示的缓冲区大小中。当二进制指示符等于1时，那么预解码器和/或后解码器缓冲区的大小由使用中的视频编码配置和等级确定。
下面是一个解释的例子，根据本发明的实施例，使用用于带有下列参数的两个缓冲区的RTSP(实时流协议)：
url＝″rtsp://server.example.com/media.mp4″；
NB＝2；
BF1(第一缓冲区大小)＝5000；
BSU1(第一缓冲区大小单位)＝1024；
BF2(第二缓冲区大小)＝800；
BSU2(第二缓冲区大小单位)＝512；
PHS(部分报头大小)＝12；
BTM(缓冲区传输机制)＝0；以及
PDU(播放延迟单位)＝10。
缓冲区#(NB) 缓冲区大小(BF，块) 缓冲区单元(BSU，字节) 部分报头(PHS，字节)
  1   5000   1024   0
  2   800   512   12
第一缓冲区大小是5000*1024字节并且第二缓冲区大小是800*512字节。第一缓冲区包含全部RTP报头和净荷，因此部分报头大小不被信号发送。第二缓冲区包含12字节的部分报头。当使用H.264 RTP净荷(参见IETF RFC 3984，“RTP payload format for H.264video，2005年1月”)中的交叉分组时，部分RTP报头大小是重要的。
例如，缓冲区大小单位可以由仅仅几个比特来表示。如果值为0，那么64字节缓冲区块被使用。如果值为1，那么128字节缓冲区块被使用。如果值为2，那么256字节缓冲区块被使用，以此类推。
缓冲区传输机制(BTM)可以如下定义：
·0：当第二缓冲区具有空白空间时，则第一缓冲区(例如，去抖动)将立刻传输数据；
·1：根据分组的时间戳传输数据；
·2：根据帧速率传输数据；例如，视频可以为30fps并且音频可以是50fps；
·3：仅仅当第一缓冲区为满时，数据被传输到第二缓冲区；
·4：除上述传输机制以外的其他传输机制。
以上BTM的定义仅代表一个例子并且使用不同数量的选项的其他BTM定义也是可以的。
以上例子中的播放延迟单位(PDU)修改器是10x，其意味着时间单位现在是10ms。例如，如果最初播放延迟是200ms，那么新值是2000ms。其他例子可能是仅仅使用一比特。如果比特是1，则该单位被表示为一秒的1/100。如果比特是0，那么该单位被表示为毫秒。
应该注意，根据本发明的实施例，多缓冲区参数可以涉及选自N个终端缓冲区的至少两个缓冲区，其中N是值至少为二的整数。而且，至少两个缓冲区可以包括全部N个终端缓冲区或者从N个终端缓冲区中选出的缓冲区。
图4根据本发明的实施例，示出了其框图的例子，该框图阐明了通信系统11中从接收器(终端)12发送到发送器(服务器)14的指示缓冲区架构的缓冲区参数的信号发送。终端12对于本发明而言被称为接收器，是因为它是媒体(内容)信号22的接收者，媒体信号22包括例如来自于服务器14的多媒体服务。接收器/终端12具有N个缓冲区16-1，16-2，...，16-N1，连接到终端控制块18，终端控制块18接着连接到输入/输出终端块20。如图所示，服务器可以被看作具有相似的内部结构，包括输入/输出服务器块24，服务器控制块26和服务器缓冲区块28，至少用于本发明的目的。
根据以上描述的本发明的实施例，图4中的终端控制块18将涉及N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)的至少两个缓冲区的缓冲区参数提供给块20，块20将缓冲区参数(信号10)发送给服务器14的相应块24。缓冲区信息然后被转发到服务器14的服务器控制块26。块26使用接收的缓冲区参数确定终端12的至少两个缓冲区的状态。基于该状态，服务器14(使用服务器控制块26)可以使用预定准则适配传输速率并且使用适配的传输速率将媒体内容信号22从服务器14(使用块24)发送到终端12。
根据本发明的实施例，块20、18、24、26、16-1，16-2，...，16-N和28可以实施为软件、硬件块或者它们的组合。并且，块20、18、24、26、16-1，16-2，...，16-N和28可以实施为分开的块或者可以和终端12或服务器14的其他标准块组合，或者它可以根据它们的功能被分成几个块。
图5示出了根据本发明的实施例，阐明了在通信系统11中从接收器(终端)12发送到发送器(服务器)14的指示缓冲区架构的缓冲区参数的信号发送的流程图。
图5的流程图仅代表一个其中可能的场景。在方法中，根据本发明的第一实施例，在第一步骤40中，终端12根据本发明的实施例生成至少两个缓冲区的缓冲区参数，并且将这些参数(信号10)发送到服务器14。在下一步骤42中，服务器14接收来自终端12的缓冲区参数。在下一步骤44中，服务器14使用缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态。在下一步骤46中，服务器14根据该状态并且使用预定准则适配传输速率。最后，在下一步骤48中，服务器14使用适配的传输速率将媒体内容(信号22)发送到终端12。
如上所解释的，本发明提供了方法和相应的设备两者，设备由提供了用于执行方法步骤的功能的各种模块组成。模块可以实施为硬件，或者可以实施为用于由计算机处理器执行的软件或固件。特别是，在固件或软件的情形中，本发明可以被提供为包括计算机可读取存储结构的计算机程序产品，计算机可读取存储结构其上具有由计算机处理器执行的计算机程序代码(即，软件或固件)。
应该理解，上面描述的配置仅仅是本发明原理的应用阐释。很多修改和替换配置可以由本领域的技术人员在不偏离本发明的范围的前提下设计出来，并且所附权利要求意图覆盖这样的修改和配置。

Claims (18)

1.一种用于信号发送缓冲区参数的方法，包括步骤：
从终端(12)向服务器(10)发送(40)缓冲区参数，其中所述缓冲区参数涉及N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)的至少两个缓冲区，并且N是值至少为二的整数；
在服务器(14)接收(42)来自于终端(12)的缓冲区参数；以及
由服务器(14)使用所述缓冲区参数确定(44)至少两个缓冲区的状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述缓冲区参数包括以下至少一个：
a)至少两个缓冲区的数量；
b)至少两个缓冲区的缓冲区大小；
c)至少两个缓冲区的缓冲区大小单位；
d)至少两个缓冲区中的部分报头大小；以及
e)缓冲区传输机制索引，用于指示至少两个缓冲区之间的传输机制。
3.根据权利要求3所述的方法，其中所述缓冲区参数还包括播放延迟单位，用于修改定时单位。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述缓冲区参数包括：
视频预解码器缓冲区指示符；以及
视频后解码器缓冲区指示符。
5.根据权利要求1所述的方法，其中至少两个缓冲区选自：
a)去抖动缓冲区；
b)预解码器缓冲区；以及
c)后解码器缓冲区。
6.根据权利要求1所述的方法，其中至少两个缓冲区包括全部N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)。
7.一种计算机程序产品，包括：计算机可读存储器结构，其上具有用于由计算机处理器执行的计算机程序代码，所述计算机程序代码的特征在于它包括用于执行权利要求1的方法的步骤的指令，指示为由所述终端(12)或者服务器(12)的任何组件或者组件的组合所执行。
8.一种通信系统(11)，包括：
终端(12)，用于提供以及发送缓冲区参数，其中所述缓冲区参数涉及所述终端(12)的N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)的至少两个缓冲区，其中N是值至少为二的整数；以及
服务器(14)，用于接收来自于终端的缓冲区参数以及用于使用所述缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述缓冲区参数包括以下至少一个：
a)至少两个缓冲区的数量；
b)至少两个缓冲区的缓冲区大小；
c)至少两个缓冲区的缓冲区大小单位；
d)至少两个缓冲区中的部分报头大小；以及
e)缓冲区传输机制索引，用于指示至少两个缓冲区之的传输机制。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述缓冲区参数还包括播放延迟单位，用于修改定时单位。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述缓冲区参数包括：
视频预解码器缓冲区指示符；以及
视频后解码器缓冲区指示符。
12.根据权利要求8所述的系统，其中至少两个缓冲区选自：
a)去抖动缓冲区；
b)预解码器缓冲区；以及
c)后解码器缓冲区。
13.根据权利要求8所述的系统，其中至少两个缓冲区包括全部N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)。
14.一种终端(12)，包括：
N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)，其中N是值至少为二的整数；
终端控制块(18)，用于提供缓冲区参数，所述缓冲区参数涉及所述N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)的至少两个缓冲区；以及
输入/输出终端块(20)，用于将所述缓冲区参数从终端(12)发送到服务器(14)，用于由服务器使用所述缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态。
15.根据权利要求14所述的终端，其中所述终端(12)是计算机、通信设备、无线通信设备、便携式电子设备、移动电子设备或者移动电话。
16.根据权利要求14所述的终端，其中所述输入/输出终端块(20)和所述输入/输出终端块(20)是组合的。
17.一种服务器(14)，包括：
输入/输出块(24)，用于接收来自于终端(12)的缓冲区参数，其中所述缓冲区参数涉及所述终端(12)的N个终端缓冲区(16-1，16-2，...，16-N)的至少两个缓冲区，其中N是值至少为二的整数；以及
服务器控制块(26)，用于使用缓冲区参数确定至少两个缓冲区的状态。
18.根据权利要求17所述的服务器，其中所述服务器控制块(26)根据所述状态并使用预定准则适配传输速率，并且其中所述输入/输出块(24)使用所述适配的传输速率从所述服务器(14)向所述终端(12)发送媒体内容。
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