CN101422056B - 使用数据对象普及性测量改进无线广播系统中的服务质量感知的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于与所广播的数据对象相关联的普及性测量来分配广播传递容量的系统、方法、装置和设备。通过基于普及性测量来分配广播传递容量，可通过减少接收失败的数目、缩短所述数据对象存取延迟和/或减少无线装置资源(例如，电池功率和处理能力)的消耗而改进服务质量(QoS)感知。

Description

使用数据对象普及性测量改进无线广播系统中的服务质量感知的方法和设备

依据35U.S.C.§119主张优先权

本专利申请案主张2006年4月14日申请的题为“为改进QOS感知的普及性测量(POPULARITY MEASURE FOR IMPROVED QOS PERCEPTION)”的第60/792,036号临时中请案的优先权，所述临时中请案转让给本受让人并以引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

所揭示的方面涉及无线广播系统，且更特定来说涉及使用数据对象普及性测量以改进无线广播系统中的服务质量感知的系统和方法。

背景技术

在无线通信网络上大规模部署大众媒体服务/媒体对象可利用广播/多播网络能力。如由电信规范制定计划(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)和第三代合作伙伴计划2(3GPP2))所提出的多媒体广播与多播服务(MBMS)和广播与多播服务(BCMCS)以及由加利福尼亚州圣地亚哥市的高通公司(Qualcomm Incorporated)研发并供应的MediaFLO^TM技术的目标是能够在无线信道上传送多媒体内容到手持式通信装置。MediaFLO^TM广播网络提供允许传送媒体对象(例如数字电影剪辑、体育广播、视频剪辑和音乐文件)的服务。这些媒体对象由内容提供者传递到MediaFLO^TM网络，在安排好的传输时间之前所述媒体对象被存储在所述网络上。

广播服务的一重要特征是无线电传输成本与小区中的订户数目无关。此特征提供一种资源节约型方法以将服务/媒体对象传递到大量用户群，且因此改进网络的可缩放性(scalability)。然而，资源节约型广播/多播通信具有若干潜在的低效率。举例来说，在发送器与其许多接收器之间的不同信道条件使得提供可靠传送的问题成为一项具挑战性的任务。前向误差校正(FEC)技术将需要冗余程度足以克服在最差状况无线电信道中接收器的传输损失。因此，系统资源，例如信道数据速率，信道码率、传输功率等，基本上依据最差状况无线电信道而变化。

因此，需要研发一种在广播/多播网络中“智能地”分配网络资源(例如处理容量/带宽)的方法。网络资源的智能分配将克服当前基于最差状况用户/无线电信道分配资源的低效率。

发明内容

所揭示的设备和方法提供使用数据对象普及性测量以确定无线广播系统容量的分配。

特定来说，提出提供用于确定广播系统容量(例如处理带宽)的分配的数据对象普及性测量的装置、方法、设备、计算机可读媒体和处理器。普及性测量可结合例如优化问题的理论数学等式用于计算用于数据对象的容量。或者，普及性测量可结合试探性模拟来确定用于数据对象的容量。经分配的容量可在对数据对象的传递速率的调整中反映，例如，调整在给定时间周期中发送数据对象的码率，或经分配的容量可在对码块中所传递的冗余信息的量的调整中反映。通过基于普及性测量来分配容量，以最小化接收失败、最小化接收误差或缺陷、最小化数据对象存取延迟和最小化无线装置资源(例如电池功率和处理能力)的使用的形式实现所感知的服务质量(QoS)。

与向广播系统中所有数据对象均等地分派信道容量相比，优化信道容量分派可引起广播系统中接收失败的数目减少。此容量分派方法提供服务质量(QoS)的感知的改进。经由减少接收失败、缩短存取延迟和减少无线装置功率消耗而感知QoS的改进。

可依据在用户之间对象的效用或重要性测量来定义数据对象普及性。在基于因特网的数据对象请求型式中的非均一性是有文件记录的现象。许多研究，例如描述于阿尔梅达(Almeida)等人的“对教育媒体服务器工作负荷的分析(Analysis of Educational MediaServer Workloads)”，NOSSDAV2001和阿恰雅(Acharya)等人“表征用户对环球网上的视频的存取(Characterizing User Access to Videos on the World Wide Web)”，ACM/SPIE多媒体计算和联网(Multimedia Computing and Networking)，2000年1月中的研究，已展示数据与网络对象的偏斜的普及性。数据/媒体服务器工作负荷的分析展示存取的高度局部性：在服务器上所存取文件中的14-30％占90％的数据/媒体会话。因此，由于大部分用户对最普及的数据对象感兴趣，因而改进那些对象的传递性能会改进总体用户体验。

在一个方面中，定义一种方法，所述方法经提供用于公式化数据内容在无线广播系统中的传递。所述方法包括接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量。所述方法另外包括：基于所述普及性测量来分配用于至少一个数据对象的传递的无线广播系统容量；以及根据所分配的无线广播系统容量公式化至少一个数据对象的传递。所述方法可应用于数据内容的实时与非实时传递。

在一些方面中，分配无线广播系统容量可需要作为普及性测量的函数而计算容量，如此对与广播系统分配目的有关的优化问题求解。或者，分配无线广播系统容量可需要试探性模拟方法。一旦已分配容量，所述方法可通过调整传递速率来实施分配，例如，在给定时间周期中增加/减少传递重复或调整在经编码块中的冗余信息量。

在另一方面中，定义至少一个处理器，所述至少一个处理器经配置以执行以下动作：接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量；基于所述普及性测量来分配用于至少一个数据对象的传递的无线广播系统容量；以及根据所分配的无线广播系统容量公式化至少一个数据对象的传递。

通过一种机器可读媒体定义一相关方面，所述机器可读媒体包括存储于其上的指令。所述指令包括：用于接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量的第一指令集合；用于基于所述普及性测量来分配用于至少一个数据对象的传递的无线广播系统容量的第二指令集合；以及用于根据所分配的无线广播系统容量公式化至少一个数据对象的传递的第三指令集合。

通过一种用于分配广播传递容量的无线网络装置定义另一方面。所述网络装置包括计算机平台，所述计算机平台包括处理器和存储器。网络装置还包括存储于存储器中且可由处理器执行的容量分配模块。容量分配模块包括容量分配逻辑，其可操作以接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量，并基于所述普及性测量来确定用于至少一个数据对象的传递的无线网络广播容量的分配。所述网络可任选地包括传递机制，其可操作以根据所分配的无线广播系统容量传递至少一个数据对象。

或者，可通过用于接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量的装置和用于基于所述普及性测量来分配用于至少一个数据对象的传递的无线广播系统容量的装置，来定义用于分配广播传递容量的网络装置。

依据一种在无线装置处接收数据内容的方法来定义又一方面。所述方法包括：将数据对象使用信息提供到网络实体；以及接收基于与所述使用信息相关联的普及性测量被分配得到无线广播系统容量的一个或一个以上经广播的数据对象。所接收的经广播的数据项目可具有与普及性测量相关联的传递速率或可具有与普及性测量相关联的冗余数据数量。由于接收基于与使用信息相关联的普及性测量被分配得到无线广播系统容量的所述一个或一个以上经广播的数据对象的缘故，所述方法可提供失败的平均数目的减少、数据对象存取延迟的缩短和/或无线装置上功率消耗的减少。

在一相关方面中，定义至少一个处理器，所述至少一个处理器经配置以执行以下动作：将数据对象普及性信息提供到网络实体；以及接收基于与所述普及性信息相关联的普及性测量被分配得到无线广播系统容量的一个或一个以上经广播的数据对象。

通过一种机器可读媒体定义另一相关方面，所述机器可读媒体包含存储于其上的指令。所述指令包括：用于将数据对象普及性信息提供到网络实体的第一指令集合；以及用于接收基于与所述普及性信息相关联的普及性测量被分配得到无线广播系统容量的一个或一个以上经广播的数据对象的第二指令集合。

在又一方面中，定义一种无线通信装置，所述无线通信装置包括计算机平台，所述计算机平台包括处理器和存储器。所述无线装置还包括：数据对象使用报告模块，其存储于所述存储器中且可由处理器执行，其中所述数据对象使用报告模块可操作以将数据对象使用信息提供到网络实体；以及通信模块，其可由处理器操作且可操作以接收基于与所述普及性信息相关联的普及性测量被分配得到无线广播系统容量的一个或一个以上经广播的数据对象。

另外，为一种无线通信装置定义一方面，所述无线通信装置包括：用于将数据对象普及性信息提供到网络实体的装置；以及用于接收基于与所述普及性信息相关联的普及性测量被分配得到无线广播系统容量的一个或一个以上经广播的数据对象的装置。

因此，本发明的方面提供基于与所广播的数据对象相关联的普及性测量的广播传递容量的分配。通过基于普及性测量来分配广播传递容量，可通过减少接收失败的平均数目、缩短数据对象存取延迟和/或减少无线装置资源(例如电池功率和处理能力)的消耗而改进服务质量(QoS)感知。

附图说明

图1是根据一方面用于基于数据对象普及性测量来分配广播网络容量的系统的框图；

图2是根据一方面用于基于数据对象普及性测量来分配广播网络容量的网络装置的框图；

图3是根据另一方面用于接收已基于数据对象普及性测量被分配得到网络容量的经广播数据对象的无线装置的框图；

图4是根据一方面用于基于数据对象普及性测量来分配广播网络容量的方法的流程图；

图5是根据一方面用于提供数据对象使用信息并接收基于与数据对象使用信息相关的普及性测量被分配得到网络容量的经广播数据对象的方法的流程图；

图6是根据一方面将广播系统接收失败描绘为所分配容量的函数的x-y曲线图；

图7是根据另一方面将广播系统接收失败描绘为用于均等和最佳容量分配的对象普及性分布参数的函数的x-y曲线图。

具体实施方式

现将参看附图在下文中更全面地描述本发明的装置、设备、方法、计算机可读媒体和处理器，在附图中展示本发明的各方面。然而，所述装置、设备、方法、计算机可读媒体和处理器可以多种不同形式实施且不应理解为限于本文所陈述的方面；事实上，提供这些方面以使得木揭示内容将全面且完整，并向所属领域的技术人员完全传达本发明的范围。通篇相同的数字指代相同的元件。

图1是用于基于数据对象普及性测量来分配广播网络容量的系统的框图。所述系统包括数据传递系统10，其从一个或一个以上内容提供者14接收例如媒体内容的数据对象12，并将所述数据对象以无线方式传递到例如无线电话16、个人数字助理18和便携式计算装置20的无线装置。数据传递系统10可位于操作中心位点且可包括一个或一个以上网络装置的实施，所述网络装置例如服务器、存储单元和可操作以接收并传递数据对象、存储数据对象和普及性测量并提供计算处理以基于普及性测量来分配广播网络容量的类似装置。数据对象12可包括媒体对象，例如视频文件、音频文件、多媒体文件等，或供一个或一个以上用户消耗的任何其它形式的数据。内容提供者14可通过任何已知方式(例如电子方式、人为方式等)将内容传递到数据传递系统10。电子传递可为无线或有线的且因此可包括使用卫星、例如因特网等通信网络。数据对象12可以实时传输或非实时通信在无线网络34上传达到无线装置。举例来说，可从加利福尼亚州圣地亚哥市的高通公司购得的的MediaFLO^TM系统提供依靠仅仅前向链路技术的无线多媒体传递系统。

数据传递系统10包括容量分配模块22，其可操作以基于数据对象普及性测量24来分配广播网络容量。数据传递系统10可从任何可利用源获得普及性测量(另外被称作普及性量度、效用测量/量度、重要性测量/量度等)。举例来说，可从预订数据、在预定或随机基础上轮询用户、内容提供者或能够存取数据对象普及性数据的任何其它服务或实体处获得普及性测量。获得普及性测量所使用的方法和展示普及性测量的形式对于本文所揭示的全部发明概念是无关紧要的。另外，应注意，普及性测量可应用于单一数据对象或文件，或普及性测量可应用于一个以上数据对象的群组或集合。

容量分配模块22可包括容量分配逻辑26，其可操作以基于普及性测量24来确定广播网络容量的分配。容量分配逻辑26依靠可用传递容量28(例如，可用带宽)和普及性测量24来确定至少一个数据对象或数据对象的一个或一个以上集合的最佳(例如，普及性特定的(popularity-specific))容量分配30。在一个方面中，容量分配逻辑24可实施理论等式以基于普及性测量24计算数据对象的最佳容量分配30。在下文中展现基于普及性测量理论上计算经分配对象容量的详细实例。在其它方面中，容量分配逻辑26可实施专用试探性模拟/优化以导出每一数据对象或数据对象的每一群组的最佳容量分配30值。

数据传递系统10还包括传递机制32，其可操作以根据最佳容量分配而在无线网络34上分布数据对象。如前文所提及，分布机制32可与容量分配模块22驻留于相同的网络装置中，或在替代方面中，传递机制可驻留于单独的网络装置中。

图2是用于基于数据对象普及性来分配广播网络容量的网络装置40的框图说明。如前文所提及，网络装置可包含任何类型的网络装置中的至少一者，例如服务器、个人计算机、迷你计算机、大型计算机，或具有计算平台42、处理引擎44和存储器46的任何计算装置(专用或通用计算装置)。或者，网络装置40可包含一个以上网络装置。另外，在本文中描述为在网络装置16上操作或由网络装置16执行的模块、应用程序和逻辑可完全在单一网络装置上执行，或替代地，在其它方面中，单独的服务器或计算机装置可协调工作以向各方提供可用格式的数据，和/或在无线装置客户端与由网络装置40执行的模块和应用程序之间的数据流中提供单独控制层。

网络装置40可包括计算机平台42，其可操作以在无线网络34上传输和接收数据且其可执行例行程序和应用程序。计算机平台42可包括存储器46，其可包含易失性和非易失性存储器，例如只读存储器和/或随机存取存储器(RAM和ROM)、EPROM、EEPROM、快闪卡，或计算机平台常用的任何存储器。另外，存储器46可包括一个或一个以上快闪存储器单元，或可为任何二级存储装置或三级存储装置，例如磁性媒体、光学媒体、磁带，或软盘或硬盘。另外，计算机平台42还可包括处理引擎44，其可为专用集成电路(ASIC)或其它芯片集、处理器、逻辑电路或其它数据处理装置。

计算机平台42可进一步包括以硬件、固件、软件及其组合实施的通信模块48，其使得在网络装置40的各种组件之间，以及在网络装置40与无线网络34之间能够进行通信。就此来说，在一些方面中，通信模块48可用作传递机制33(在图1中展示)，其可操作以根据最佳容量分配在无线网络34上分布数据对象。通信模块可包括必需硬件、固件、软件和/或其组合以建立无线通信连接。

存储器46可包括一个或一个以上数据对象/内容12，其已由一个或一个以上内容提供者14提供到网络装置40。数据对象12可通过无线通信或有线通信或任何其它可行的内容传递方法传递到网络装置40。如先前所提及，在替代方面中，数据内容12可存储于与网络装置40不同但与网络装置40通信的单独网络装置或服务器中。存储器46还可包括普及性测量24，其已由(例如)一个或一个以上内容提供者或预订服务提供到网络装置40。或者，可在网络装置40处通过轮询各种服务提供者、预订服务或数据内容用户来计算或合计普及性测量，以确定数据对象或数据对象群组的普及性或重要性。应注意，可使用任何可接受方法来确定普及性测量，且因此可包括来自任何选定数据对象源和/或数据对象用户的普及性数据。普及性测量24可通过无线通信或有线通信或任何其它可行传递方法传递到网络装置40。如先前所提及，在替代方面中，普及性测量24可存储于与网络装置40不同但与网络装置40进行网络通信的单独网络装置或服务器中。

网络装置40的存储器46包括容量分配模块22，其可操作以基于数据对象普及性测量24来分配广播网络容量。容量分配模块22可包括容量分配逻辑26，其可操作以基于普及性测量24来确定广播网络容量的分配。容量分配逻辑26依靠可用传递容量28(例如，可用带宽)和普及性测量24来确定与广播传输相关联的至少一个数据对象或数据对象的一个或一个以上集合的最佳(例如，普及性特定的)容量分配30。在一个方面中，容量分配逻辑26可实施理论等式以基于普及性测量24来计算在一传输中的数据对象的最佳容量分配30。在其它方面中，容量分配逻辑24可实施专用试探性模拟/优化以导出在一传输中的一个或一个以上数据对象或数据对象的一个或一个以上群组的最佳容量分配30。

参看图3，根据一个方面，框图表示无线通信装置，其可操作以接收具有所分派的基于普及性测量被分配得到传递容量的一个或一个以上数据对象的广播传输。无线装置50可包括任何类型的计算机化无线装置，例如蜂窝式电话16、个人数字助理(PDA)18、双向文本寻呼机、便携式计算机20，和甚至具有无线通信入口且还可具有到网络或因特网的有线连接的单独计算机平台。用于接收广播传输的设备与方法可相应地在任何形式的包括无线通信端口的无线装置或无线计算机模块上执行，包括(但不限于)无线调制解调器、PCMCIA卡、无线接入终端，或其任何组合或子组合。

无线装置50包括计算机平台52，其可接收在无线网络34上传输的数据、接收并执行例行程序和应用程序，且任选地显示从连接到无线网络34的无线网络装置40传输的数据。计算机平台52包括存储器54，其可包含易失性和非易失性存储器，例如只读存储器和/或随机存取存储器(RAM和ROM)、EPROM、EEPROM、快闪卡，或计算机平台常用的任何存储器。另外，存储器54可包括一个或一个以上快闪存储器单元，或可为任何二级存储装置或三级存储装置，例如磁性媒体、光学媒体、磁带，或软盘或硬盘。

另外，计算机平台52还包括处理引擎56，其可为专用集成电路(ASIC)或其它芯片集、处理器、逻辑电路或其它数据处理装置。处理引擎56或例如ASIC的其它处理器可执行应用编程接口(API)层58，所述API层58与存储于无线装置50的存储器54中的任何驻留程序(例如广播/多播播放器模块60)介接。API58通常是在各别无线装置上执行的运行时环境。一种此类运行时环境是由加利福尼亚州圣地亚哥市的高通公司所开发的Binary Runtime Environment for 

(

)软件。可利用(例如)操作以控制在无线计算装置上的应用程序的执行的其它运行时环境。

处理引擎56包括以硬件、固件、软件及其组合实施的各种处理子系统62，处理子系统62启用无线装置50的功能性和无线网络34上的无线装置的可操作性。举例来说，在一个方面中，处理引擎56可包括功率管理子系统64，其可操作以管理电源电池模块66的功率消耗。在一些方面中，最佳容量分配可引起数据对象存取延迟的最小化，其对应于无线装置的更少的功率消耗。存取延迟被定义为用户必须等待以接收所请求的数据对象的时间量。在其它方面中，处理引擎56可包括处理子系统62中的一者或处理子系统62的组合，例如：声音、非易失性存储器、文件系统、传输、接收、搜索器、物理层、链路层、呼叫处理层、主控、远程程序、音乐、音频、手持机、诊断、数字信号处理器、声码器、消息传递、呼叫管理器、

、

LPOS、位置确定、位置引擎、用户接口、休眠、数据服务、安全性、鉴认、USIM/SIM、语音服务、图形、USB、视频服务、相机/摄像机接口和相关联的显示驱动器、例如MPEG、GPRS等多媒体，以及其它功能性应用。应注意，子系统可包括可在无线装置上操作的任何数据或数据服务，其实施装置的可操作功能性。

计算机平台52可进一步包括以硬件、固件、软件及其组合实施的通信模块64，其使得在无线装置50的各种组件之间，以及在无线装置50与无线网络34之间能够进行通信。举例来说，通信模块可操作以从数据传递系统10或网络装置40接收一个或一个以上数据对象12。通信模块可包括必需硬件、固件、软件和/或其组合以建立无线通信连接，包括无线信号传输、接收、调制和解调组件。

存储器54可存储从网络传递系统10或网络装置40接收的一个或一个以上数据对象12，且数据对象12已基于普及性测量被分配得到预定最佳传递容量。在替代方面中，无线装置可执行(例如“播放”)数据对象12而未在无线装置上存储数据对象。存储器54还可存储数据/媒体播放器模块60，其可操作以播放已从网络传递系统10或网络装置40接收的数据对象。

存储器54可另外存储数据内容使用报告模块61，其可操作以提供传达到与数据传递系统10相关联的网络实体的数据对象使用信息。所述网络实体又使用数据对象使用信息来编译用于一个或一个以上数据对象的普及性测量。数据内容使用报告模块61可经配置以基于预定调度将数据对象使用信息提供到网络实体，或所述网络实体可轮询无线装置以根据需要来传达数据对象使用信息。数据对象使用信息可包括(但不限于)数据对象被下载和/或存取的次数、数据对象被下载和/或存取的日时或类似信息。

另外，无线装置50具有：输入机制66，其用于产生到通信装置中的输入；和输出机制68，其用于产生供通信装置的用户消耗的信息。举例来说，输入机制66可包括例如键或键盘、鼠标、触控式屏幕显示器、麦克风等机制。在某些方面中，输入机制66提供用户输入以激活通信装置上的应用程序。另外，例如，输出机制68可包括显示器、音频扬声器、触觉反馈机制等。举例来说，一个或一个以上输出机制可操作以向装置的用户展现数据对象12。

图4是描绘用于基于普及性测量来分配广播网络容量的方法的流程图。在事件200处，从内容提供者接收一数据对象或多个数据对象。数据对象可以是任何媒体对象，例如视频、音频或多媒体内容或能够在无线通信装置上分布与消耗的任何其它数据。可在中心分布点/操作中心接收数据对象以随后无线广播到无线装置。

在事件210处，获得与所接收的数据对象或数据对象的群组有关的普及性测量。可从通过预订服务、内容提供者或数据对象用户所提供的信息导出普及性测量。另外，可在数据传递系统内(例如，在中心分布点/操作中心)计算或另外导出普及性测量，或可在传达到数据传递系统之前(例如，在预订服务处或在内容提供者处)导出或另外计算出普及性测量。普及性测量可基于预定调度而更新或其可被持续更新以提供普及性信息的瞬时精确度。此外，普及性测量可定义用户对给定数据对象或数据对象的群组的偏好，或普及性测量可定义给定数据对象或数据对象的群组的重要性。

在事件220处，基于与数据对象或数据对象的群组相关联的普及性测量将无线广播系统容量分配到数据对象或数据对象的群组。在一些方面中，分配广播系统容量可进一步包括：(1)确定一传输的传递容量；(2)确定将包括于所述传输中的数据对象的预定身份与数目；和(3)基于普及性测量在预定对象之间分配给定传递容量。

在一个方面中，应用理论等式基于普及性测量来计算数据对象或数据对象的群组的容量值。容量值与在广播网络中当前可用的可用或剩余容量有关。最佳容量的分配可为优化平均接收失败、平均存取失败或任何其它广播目的的结果。在替代方面中，可应用专用试探性模拟以导出容量值。

在事件230处，根据基于普及性测量的最佳容量分配来公式化数据对象或数据对象的群组以进行传递/广播。如先前所提及，最佳容量分配可引起接收失败的平均数目、平均存取延迟时间和/或无线装置处的电池功率消耗的最小化/优化。

图5是根据一个方面描绘用于报告数据对象使用信息和接收所广播的数据对象的方法的流程图。在事件250处，无线装置将数据对象使用信息提供到网络实体。可通过信息的无线通信而将数据对象使用信息提供到网络实体。在这些方面中，无线装置可基于预定调度传达数据对象使用信息，或替代地，在其它方面中，网络实体可轮询无线装置以按需要提供数据对象使用信息。网络实体与数据内容传递系统相关联且可与一实体操作或与一实体通信，所述实体可操作以使用数据内容使用信息米编译、计算或另外形成一个或一个以上数据对象的普及性测量。数据对象使用信息可包括(但不限于)数据对象被下载和/或存取/播放的次数、数据对象被下载和/或存取/播放的日时和类似信息。

在事件260处，无线装置接收一个或一个以上经广播的数据对象，其已基于普及性测量被分配得到无线广播系统容量，普及性测量至少部分基于由无线装置提供的数据对象使用信息而形成。在一个方面中，接收所述一个或一个以上经广播的数据对象包括接收具有与普及性测量相关联的传递速率的一个或一个以上经广播的对象。在另一方面中，接收所述一个或一个以上经广播的数据对象包括接收冗余数据数量与普及性测量相关联的一个或一个以上经广播的对象。所述经接收的广播的数据对象可以是实时广播的数据对象或非实时广播的数据对象。

在事件270处，无线装置用户存取或另外播放所述一个或一个以上经接收的数据对象中的一者以在无线装置处消耗所述数据对象。存取所述数据对象将构成可记录在数据内容使用日志中的事件，其随后可形成传达到网络实体的数据内容使用信息。

关于图5所描述的方法可引起发生于无线装置处的所感知接收失败的数目减少，和/或接收/下载数据对象的存取延迟缩短和/或功率消耗减少。

下文提供使用理论等式基于与数据对象相关联的普及性测量/量度来确定所述数据对象或数据对象的群组的容量分配值的一个假想实例。本文展示的等式仅是以举例方式且不应被视作具限制性。在不脱离本文所揭示的方面的情况下，还可使用其它理论等式基于普及性测量来确定容量分配。如前文所提及，基于普及性测量确定容量分配并不限于使用理论等式。基于普及性测量确定容量分配还可通过任何其它已知方法来执行，例如专用试探性模拟或类似方法。

在本文所描述的假想实例中，广播系统根据预定传输调度以不同频率传递数据对象使得在广播系统中的失败的平均数目最小。预定传输调度可被定义为在预定时间或带宽内所传递的数据对象的数目。失败的平均数目可被定义为给定对象未被应接收所传输对象的装置接收的实例的总数。在此类系统中，根据所描述的方面，所述调度可强调最普及对象且不强调较不普及对象。除了通过使无线装置处未可靠接收对象的实例的数目最小来提供改进的服务感知外，此方案还提供一种用于作为对象普及性/效用量度的函数来分配用于一对象或一组对象的系统容量(例如，处理量和/或带宽和/或信道容量)的模型。

对于定义为(i)的数据对象

L_i＝对象(i)的长度(以擦除控制区块的数目表示)；

C_i＝分配到对象(i)的信道容量(以位/时间为单位)；

ECB_size＝物理层包中的擦除控制区块大小；以及

PLP_size＝物理层包大小。

因此，在传递时间窗口内每(L_i×ECB_size×PLP_size)/C_i时间单位传输对象(i)。给定固定传递时间窗口大小为T，对应于对象(i)的迭代/重复的数目可被定义为：

$m_i=\frac{T}{(L_i\×\mathrm{ECB}\_\mathrm{size}\×\mathrm{PLP}\_\mathrm{size})/C_i,}$ 等式(1)

$=\frac{T\′}{L_i/C_i}.$

其中PLP_size是物理层包大小(以位为单位)，且：

T′＝T/(ECB_sizexPLP_size)。

出于此假想实例的目的，假定擦除控制区块的传输是独立的，且因此，由通信信道所引入的擦除并不在擦除控制区块上相关。因此，给定长度为L_i的对象(i)的迭代数目为m_i，无线装置处未成功接收对象(i)的机率给出如下：

${\left(P_{\mathrm{fail}}\right)}_i={[1-{(1-q)}^{L_i}]}^{m_i},$ 等式(2)

$={(1-d^{L_i})}^{m_i}.$

其中q是擦除控制区块内解码失败的机率，且：

d＝1-q。

此外，出于此假想的目的，广播系统包括传输窗口在时间上重叠的N数目个数据对象，R是广播系统用户的总数，且p_i是对象存取机率，例如，接收对象(i)的用户分数的估计值。给定对象存取机率p_i，容量分配模块可确定应分配到每一对象的带宽的最佳分数的。

在广播系统中的失败的平均数目给出如下：

$F=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(p_{\mathrm{fail}}\right)}_i\×p_i\×R,$

$=R\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(1-d^{L_i})}^{m_i}\×p_i=R\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(1-d^{L_i})}^{\frac{T\′C_i}{L_i}}\×p_i.$                  等式(3)

其中，

F＝失败的平均数目；

p_fail＝目的地装置处未接收特定对象的机率；以及

T′＝时间窗口。

因此，对于以使失败的平均数目最小为目的的优化问题，将被分配到对象(i)的信道容量C_i可通过对以下优化问题求解来确定：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(1-d^{L_i})}^{\frac{T\′C_i}{L_i}}\×p_i,$ 等式(4)

给定， $\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i\≤C_R.$ 等式(5)

其中，

C＝专用于广播传输的剩余信道容量。剩余信道容量被定义为在考虑归因于实时串流业务的容量消耗之后的可用容量。

可使用预定估计量等式(estimator equation)对优化问题求解。在所说明的实例中，使用拉格朗日乘数方法对优化问题求解。其中拉格朗日乘数方法如下：

$\mathrm{\ζ}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{(1-d^{L_i})}^{\frac{T\′C_i}{L_i}}+\mathrm{\γ}(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i-C_R).$ 等式(6)

其中，

γ＝拉格朗日乘数。

因此，优化问题简化为如下：

$\frac{\∂\mathrm{\ζ}}{\∂C_i}=p_i{(1-d^{L_i})}^{\frac{T\′C_i}{L_i}}\ln (1-d^{L_i})\frac{T\′}{L_i}+\mathrm{\γ}=0,$  1≤i≤N。等式(7)

和

$\frac{\∂\mathrm{\ζ}}{\∂\mathrm{\γ}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i-C_R=0.$ 等式(8)

优化容量分派应满足等式(7)和(8)。因此，对关于将分配到对象(i)的信道容量C_i的等式求解得出：

$C_i=\frac{L_i{.C}_R}{A.\ln (1-d^{L_i}).T\′}+\frac{L_i.B}{A.\ln (1-d^{L_i}).T\′}-\frac{\ln (-p_i.\mathrm{in}(1-d^{L_i}).(T\′/L_i).L_i)}{\ln (1-d^{l_i}).T\′},$ 1≤i≤N。等式(9)

其中，

$A=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{L_j}{\ln (1-d^{l_j}).T\′}\right)$ 及

$B=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{\ln (-p_j.\ln (1-d^{L_j}).(T\′/L_j)).L_j}{\ln (1-d^{L_j}).T\′}\right).$ 等式(10)和等式(11)

因此，在所说明的容量分配的假想实例中，较高的容量被保留用于具有较高用户机率的数据对象。如果所有数据对象具有相等的长度和相等的存取机率，那么等式(9)简化为：

$C_i=\frac{C_R}{N}.$ 等式(12)

和

$m_i=\frac{T\′}{L/C_i}=\frac{T\′.C_R}{L.N}.$ 等式(13)

其中L是固定对象长度。

图6是将广播系统中接收失败的数目302的变化描绘为剩余经分配容量304的函数的x-y曲线图300。系统包括经分配容量分别为C₁与C₂的两个对象，其中C₂＝C_R-C₁，且其中C_R是专用于广播传输的剩余信道容量。存取机率对于C₁为0.8且对于C₂为0.2，且对象长度的比例为L₁/L₂＝7/3。对应于(x，y)＝(0.5，690.4)的标记点306表示如果相等容量分配被提供到数据对象(例如，如果C₁＝0.5且C₂＝0.5)则会出现的失败的数目690.4。对应于(x，y)＝(0.82，178.78)的标记点308表示如果最佳容量分配被提供到数据对象(例如，如果C₁＝0.82且C₂＝0.18)则会出现的失败的数目178.78。通过应用上文所提及的等式(9)提供最佳容量分配。因此，最佳容量分配使接收失败的数目减少约512，例如，从相等容量分配的约690减少到基于普及性测量的容量分配的约178。

图7是将广播系统中接收失败的数目332的变化描绘为数据对象普及性分布参数334的函数的x-y曲线图330。所述曲线图说明在Zipf分布参数变化的状况下基于普及性测量的最佳容量分配曲线336与相等容量分配曲线338之间的比较。在此方面中，假定数据对象普及性遵循Zipf分布型式。然而，应注意，可利用其它分布模型。Zipf分布遵循Zipf定律，其是当等级由某一事件(P)的发生频率来确定时所述发生频率作为等级(i)的函数是幂定律函数P_i～1/i^a的观测，其中指数a接近于一(1)。在图7的所说明的实例中，广播系统包括100个数据对象，其中对象长度均一地分布于约0.7与约10媒体分钟(media minute)之间。如图所示，在Zipf参数介于0与1之间时，对于相等容量分配，失败的数目的范围为约630到约550，而相比之下，对于基于普及性测量的最佳容量分配，失败的数目的范围为约30到约10。

因此，与向系统中的所有数据对象分派相等容量分配相比，根据所描述方面的最佳信道分配致使广播系统中的接收失败的数目减少。因此，基于普及性测量的最佳容量分配提供通过将对象特定QoS换算为对象普及性测量来改进服务质量(QoS)的感知的机制。

除了使广播系统所经历的接收失败的数目最小外，普及性测量还可用于使平均存取延迟最短。存取延迟被定义为用户必须等待以接收数据对象(例如视频文件、音频文件等)的时间量。通过使存取延迟最短，尤线装置觉醒并收听以接收广播且因此消耗功率的时间缩短，从而节省电池寿命。以下理论等式说明使用普及性测量来使存取延迟最短的概念。

假定出于此实例的目的，数据对象(i)的连续发生率是等间隔的，且假设s_i定义对象(i)的间隔。此外，假定无线装置唤醒或请求在时间上均一分布，因此，对象(i)的平均存取时间为s_i/2。对象(i)的普及性测量被定义为w_i且对象的总数被定义为N。因此，总平均存取时间t被定义为：

$t=1/2\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{s}_i$ 等式(14)

如果所有对象的长度相同，那么使用从优化等式(6)所得的结果，当每一区段的间隔与数据对象的普及性的平方根成反比时，实现最短的总平均存取延迟。

$s_i\∝\frac{1}{\sqrt{w_i}}.$ 等式(15)

如果数据对象的长度l不同，那么等式(15)的一般化得出关于数据对象的间隔的以下条件。

$s_i\∝\sqrt{\frac{l_i}{w_i}}.$ 等式(16)

如下，假定区段长度为l_i，且定义e(l_i)为以不可恢复的损失接收数据对象的机率。因此，具有不可恢复的损失的连续情况的预期数目被定义为e(l_i)/(1-e(l_i))。因此，平均对象存取延迟可表达为：

$t_i=\frac{s_i}{2}+s_i\frac{e\left(l_i\right)}{1-e\left(l_i\right)},$ 等式(17)

$=\frac{1}{2}{s}_i\frac{1+e\left(l_i\right)}{1-e\left(l_i\right)}.$

如果C是总容量且C_i是分派到对象(i)的容量，那么s_i＝l_i/C_i。因此，优化问题可陈述为：

最小化

$t=1/2\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(w_i{l}_i/C_i)((1+e\left(l_i\right))/(1-e\left(l_i\right)))$ 等式(18)

给定，

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i\≤C$

对所述优化问题求解，当满足以下条件时可使总平均存取延迟最短：

$s_i\∝\sqrt{\frac{l_i}{w_i}\frac{1-e\left(l_i\right)}{1+e\left(l_i\right)}}.$ 等式(19)

因此，根据此实例，如等式(19)所定义，当数据对象的连续情况之间的间隔与对象的长度的平方根成正比且与对象的普及性测量的平方根成反比时，平均存取延迟最短。

结合本文所揭示的实施例描述的各种说明性逻辑、逻辑区块、模块和电路可利用以下装置来实施或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或经设计以执行本文所描述的功能的其任何组合。通用处理器可以是微处理器，但替代地，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或一个以上微处理器，或任何其它此类配置。

另外，结合本文所揭示的方面描述的方法或算法的步骤和/或动作可直接以硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合实施。软件模块可驻留于RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM或在此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体可耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息和将信息写入到存储媒体。替代地，存储媒体可与处理器成一体式。另外，在一些方面中，处理器与存储媒体可驻留于ASIC中。另外，ASIC可驻留于用户终端中。替代地，处理器与存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端中。此外，在一些方面中，方法或算法的步骤和/或动作可作为一个指令或指令的任何组合或集合驻留于机器可读媒体和/或计算机可读媒体上。

虽然，前文的揭示内容展示说明性方面和/或实施例，但应注意，在不脱离由所附权利要求书界定的所描述方面和/或实施例的范围的情况下，可在其中作出各种变化与修改。另外，尽管所描述实施例的元件可能以单数形式描述或主张，但也涵盖复数形式，除非明确规定限于单数。此外，除非另有规定，否则任何方面和/或实施例的全部或一部分可与任何其它方面和/或实施例的全部或一部分一起利用。

因此，所描述方面提供基于与所广播数据对象相关联的普及性测量来提供广播传递容量的分配的系统、方法、装置和设备。通过基于普及性测量来分配广播传递容量，可通过减少接收失败的平均数目、缩短数据对象存取延迟和/或减少无线装置资源(例如电池功率和处理能力)的消耗而改进服务质量(QoS)感知。

本发明所属领域的技术人员将构想出具有前文描述内容和相关联图式中所展现的教示的益处的本发明的许多修改和其它实施例。因此，应了解，本发明并不限于所揭示的特定实施例，且修改和其它实施例希望包括于所附权利要求书的范围内。尽管在本文中采用特定术语，但其使用仅在一般和描述性意义上而非出于限制的目的。

Claims (40)

1.一种用于公式化无线广播系统中数据内容的传递的方法，所述方法包含：

接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量；

确定在无线装置处未成功接收所述至少一个数据对象的失败机率；

通过使用估计量等式求解优化问题来计算待分配给所述至少一个数据对象的无线广播系统容量，其中，所述估计量等式是基于所述普及性测量和所确定的失败机率的；

基于计算出的无线广播系统容量来分配用于所述至少一个数据对象的传递的无线广播系统容量；以及

根据所述经分配的无线广播系统容量来公式化所述至少一个数据对象的传递。

2.根据权利要求1所述的方法，其中公式化所述至少一个数据对象的传递进一步包含调整所述至少一个数据对象的传递速率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中公式化所述至少一个数据对象的传递进一步包含调整所述至少一个数据对象中的冗余数据数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中计算无线广播系统容量进一步包含求解与无线广播系统资源分配目的有关的优化问题。

5.根据权利要求4所述的方法，其中求解与无线广播系统资源分配目的有关的优化问题进一步将所述无线广播系统资源分配目的定义为选自由接收失败最小化、存取延迟最小化和接收装置功率消耗最小化组成的群组。

6.根据权利要求1所述的方法，其中使用预定估计量等式求解优化问题进一步包含使用拉格朗日乘数方法来求解优化问题。

7.根据权利要求1所述的方法，其中分配无线广播系统容量进一步包含基于试探性模拟来确定无线广播系统容量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量进 一步将所述至少一个数据对象定义为选自由非实时数据对象和实时数据对象组成的群组。

9.根据权利要求1所述的方法，其中接收普及性测量进一步包含从数据内容服务接收使用统计。

10.根据权利要求1所述的方法，其中接收普及性测量进一步包含从数据对象用户接收使用数据。

11.一种用于公式化无线广播系统中数据内容的传递的设备，所述设备包含：

用于接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量的装置；

用于确定在无线装置处未成功接收所述至少一个数据对象的失败机率的装置；

用于通过使用估计量等式求解优化问题来计算待分配给所述至少一个数据对象的无线广播系统容量的装置，其中，所述估计量等式是基于所述普及性测量和所确定的失败机率；

用于基于计算出的无线广播系统容量来分配用于所述至少一个数据对象的传递的无线广播系统容量的装置；以及

用于根据所述经分配的无线广播系统容量来公式化所述至少一个数据对象的传递的装置。

12.一种用于在无线广播系统中传递数据内容的方法，所述方法包含：

接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量；

确定在无线装置处未成功接收所述至少一个数据对象的失败机率；

通过使用估计量等式求解优化问题来计算待分配给所述至少一个数据对象的无线广播系统容量，其中，所述估计量等式是基于所述普及性测量和所确定的失败机率；

基于计算出的无线广播系统容量来确定用于所述至少一个数据对象的传递的无线网络广播容量的分配。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

根据所述经分配的无线广播系统容量来传递所述至少一个数据对象。 

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

根据所述经分配的无线广播系统容量来调整所述至少一个数据对象的传递速率。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括：

根据所述经分配的无线广播容量来调整所述至少一个数据对象中的冗余数据数量。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括：

求解与无线广播系统资源分配目的有关的优化问题。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述与无线广播系统资源分配目的有关的优化问题进一步将所述分配目的定义为选自由数据对象接收失败最小化、存取延迟最小化和接收装置功率消耗最小化组成的群组。

18.根据权利要求12所述的方法，还包括：

使用拉格朗日乘数方法求解优化问题。

19.根据权利要求12所述的方法，还包括：

基于试探性模拟来确定无线广播系统容量。

20.一种用于在无线广播系统中传递数据内容的设备，所述设备包含：

用于接收与至少一个数据对象相关联的普及性测量的装置；

用于确定在无线装置处未成功接收所述至少一个数据对象的失败机率的装置；

用于通过使用估计量等式求解优化问题来计算待分配给所述至少一个数据对象的无线广播系统容量的装置，其中，所述估计量等式是基于所述普及性测量和所确定的失败机率；以及

用于基于计算出的无线广播系统容量来分配用于所述至少一个数据对象的传递的无线广播系统容量的装置。

21.一种用于在无线装置处接收数据内容的方法，其包含： 

将数据对象使用信息提供到网络实体；以及

接收基于经计算的信道容量而被分配得到无线广播系统容量的一个或多个经广播的数据对象，其中，所述经计算的信道容量是通过使用估计量等式求解优化问题而计算出的，其中，所述估计量等式是基于从提供到所述网络实体的所述使用信息导出的普及性测量和在所述无线装置处未成功接收所述数据对象的失败机率的。

22.根据权利要求21所述的方法，其中接收经广播的数据对象进一步包含接收具有与所述普及性测量相关联的传递速率的经广播的数据对象。

23.根据权利要求21所述的方法，其中接收经广播的数据对象进一步包含接收具有与所述普及性测量相关联的冗余数据数量的经广播的数据对象。

24.根据权利要求21所述的方法，其中由于接收基于与所述使用信息相关联的普及性测量而被分配得到无线广播系统容量的所述一个或多个经广播的数据对象的缘故，接收失败的数目减少。

25.根据权利要求21所述的方法，其中由于接收基于与所述使用信息相关联的普及性测量而被分配得到无线广播系统容量的所述一个或多个经广播的数据对象的缘故，数据对象存取延迟缩短。

26.根据权利要求21所述的方法，其中由于接收基于与所述使用信息相关联的普及性测量而被分配得到无线广播系统容量的所述一个或多个经广播的数据对象的缘故，在所述无线装置上的功率消耗减少。

27.根据权利要求21所述的方法，其中接收一个或多个经广播的数据对象进一步包含接收一个或多个实时广播的数据对象。

28.根据权利要求21所述的方法，其中接收一个或多个经广播的数据对象进一步包含接收一个或多个非实时广播的数据对象。

29.根据权利要求21所述的方法，其中将数据对象普及性信息提供到网络实体进一步包含响应于数据对象使用轮询请求。 

30.根据权利要求21所述的方法，其中将数据对象普及性信息提供到网络实体进一步包含基于预定调度将数据对象使用数据提供到网络服务。

31.一种用于在无线装置处接收数据内容的设备，所述设备包含：

用于将数据对象使用信息提供到网络实体的装置；

用于接收基于经计算的信道容量而被分配得到无线广播系统容量的一个或多个经广播的数据对象的装置，其中，所述经计算的信道容量是通过使用估计量等式求解优化问题而计算出的，其中，所述估计量等式是基于从提供到所述网络实体的所述使用信息导出的普及性测量和在所述无线装置处未成功接收所述数据对象的失败机率的。

32.根据权利要求31所述的设备，其中，用于接收经广播的数据对象的装置还包括用于接收具有与所述普及性测量相关联的传递速率的经广播的数据对象的装置。

33.根据权利要求31所述的设备，其中，用于接收经广播的数据对象的装置还包括用于接收具有与所述普及性测量相关联的冗余数据数量的经广播的数据对象的装置。

34.根据权利要求31所述的设备，其中由于接收基于与所述使用信息相关联的普及性测量而被分配得到无线广播系统容量的所述一个或多个经广播的数据对象的缘故，接收失败的数目减少。

35.根据权利要求31所述的设备，其中由于接收基于与所述使用信息相关联的普及性测量而被分配得到无线广播系统容量的所述一个或多个经广播的数据对象的缘故，数据对象存取延迟缩短。

36.根据权利要求31所述的设备，其中由于接收基于与所述使用信息相关联的普及性测量而被分配得到无线广播系统容量的所述一个或多个经广播的数据对象的缘故，在所述无线装置上的功率消耗减少。

37.根据权利要求31所述的设备，还包括用于接收基于与所述普及性信息相关联的普 及性测量而被分配得到无线广播系统容量的一个或多个实时广播的数据对象的装置。

38.根据权利要求31所述的设备，其中，用于接收一个或多个经广播的数据对象的装置还包括用于基于与所述普及性信息相关联的普及性测量而被分配得到无线广播系统容量的一个或多个非实时广播的数据对象的装置。

39.根据权利要求31所述的设备，其中，用于将数据对象普及性信息提供到网络实体的装置还包括用于响应于数据对象使用轮询请求的装置。

40.根据权利要求31所述的设备，其中，用于将数据对象普及性信息提供到网络实体的装置还包括用于基于预定调度而将数据对象使用数据提供到网络服务的装置。 

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