CN101431720A - 一种流媒体的传输方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流媒体的传输方法，包括以下步骤：接收终端上报的终端上接收缓存的状态；根据所述接收缓存的状态，调整对所述终端的流媒体传输策略。本发明还公开了一种用于流媒体的传输控制的设备。通过使用本发明，接入网络侧根据终端上报的接收缓存的状态，可以动态调度流媒体数据的发送策略，从而大大提高流媒体业务无线资源利用率，提升系统容量。

Description

一种流媒体的传输方法和设备

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种流媒体的传输方法和设备。

背景技术

流媒体业务是从Internet上发展起来的一种多媒体应用，指使用流(Streaming)方式在网络上传输的多媒体文件，包括音频、视频和动画等。移动流媒体业务就是流媒体技术在移动网络和终端上的应用，主要是利用目前2.5G或3G的移动通信网，为手机终端提供音频、视频的流媒体服务。移动流媒体业务的内容包括新闻资讯、影视、MTV、体育、教育、行业和专项应用等多种形式。

流媒体传输技术的主要特点是以流(Streaming)的形式进行多媒体数据的传输。把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，客户端在播放前并不需要下载整个媒体文件，而是在将缓存区中已经收到的信息进行播放的同时，多媒体文件的剩余部分将持续不断地从服务器下载到客户端，即“边下载，边播放”。

随着3GPP规范的不断演进和发展，流媒体技术也日趋成熟，包括流媒体网络结构及逻辑功能划分、媒体描述协议、流媒体传输协议、流媒体编码器集等方面。分组流媒体网络结构如图1所示。

流媒体终端(Streaming Client)与流媒体内容服务器(Content Server)之间建立流媒体业务之后，流媒体传输技术需要保证媒体传输的质量。对于移动网络中的流媒体传输来说，保证流媒体业务质量的重要环节在于无线接入侧承载的质量，即流媒体终端与接入网之间的传输质量，例如对于UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)，UMTS接入网即为UTRAN。

UMTS接入网包括RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)和NodeB(基站)，其中RNC负载无线承载QoS(业务质量，Quality Of Service)的控制，包括来自于SGSN(Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点)的QoS参数到无线承载参数的映射。PS(Packet Switched，分组交换)域的流媒体业务传输承载建立过程中，SGSN向RNC指配PS域的流业务(Streaming)，并要求RNC保证相应的传输速率和时延要求。目前，PS域支持4种业务等级(Traffic Class)，包括会话业务(Conversational)、流业务(Streaming)、交互业务(Interactive)、背景业务(Background)。其QoS要求逐次降低，其中会话业务和流业务有保证速率的要求，而后2种没有保证速率要求。

由于流业务需要提供相应的保证速率，因此RNC在执行QoS映射的时候，需要提供机制来确保无线承载能够满足流业务的要求。如果无线接入侧使用DCH(Dedicated Channel，专用信道)，则RNC将根据QoS要求分配合适的信道码资源，这些资源将由对应的流业务承载所专用；但随着HSDPA(HighSpeed Downlink Packet Access，高速下行链路分组接入)技术的引入，由于HSDPA码资源利用率高的优点，在无线接入侧流业务将逐渐采用HSDPA来承载。

使用HSDPA(对应的传输信道为HS-DSCH)来承载流业务的时候，为了保证流业务QoS要求得到满足，接入网将采用事先确定的原则进行数据的发送，以满足流业务的保证速率、时延要求，因为接入网侧(如RNC和NodeB)无法估计流媒体终端中缓存了多少数据。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺陷：

流媒体传输技术的基本原则是先缓存一定量的数据(缓存的时间以及相应的数据量大小，由流媒体终端的实现情况决定)，然后边播放边接收数据，保证业务连续的前提是缓存(buffer)中必须时刻存放待播放的媒体数据。

相对于DCH来说(一直占用无线资源，如码资源)，HSDPA可以在短时间内将资源调度特定UE并发送大量数据(期间该UE使用无线资源)，也可以不发送数据(期间该UE不使用资源)。在接入网侧无法获知流媒体终端(即UE)当前缓存数据量的情况下，为了保证缓存中一直存放足够播放的媒体数据，接入网侧必须保证有数据(来自于核心网)即尽力调度UE并向其发送数据。

对于移动流媒体来说，流媒体终端(UE)的移动性是不确定的，因而无线环境(信道条件)是时变的。信道条件好的情况下发送数据时无线资源利用的效率较高，而信道条件差的情况下则效率较低。在目前条件下，接入网侧不能根据流媒体终端(UE)信道条件的好坏来动态调整调度策略(发送或不发送，以及发送的速率)，不能充分利用信道条件的变化情况，因而不能达到更高的无线资源利用率。

发明内容

本发明的实施例提供一种流媒体的传输方法和设备，用于实现对终端发送流媒体数据的动态调整。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种流媒体的传输方法，包括以下步骤：

接收终端上报的终端上接收缓存的状态；

根据所述接收缓存的状态，调整对所述终端的流媒体传输策略。

本发明的实施例还提供一种流媒体的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态；

接收所述接入网络侧控制实体发送的流媒体数据。

本发明的实施例还提供一种接入网络侧控制实体，包括：

缓存状态获取单元，用于获取终端上报的接收缓存的状态；

传输策略调整单元，用于根据所述缓存状态获取单元获取的所述终端上接收缓存的状态，调整对所述终端的流媒体传输策略。

本发明的实施例还提供一种终端设备，包括：

缓存状态上报单元，用于向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态；

数据接收单元，用于接收所述接入网络侧控制实体发送的流媒体数据。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

接入网络侧根据终端上报的接收缓存的状态，可以动态调度流媒体数据的发送策略，从而大大提高流媒体业务无线资源利用率，提升系统容量。

附图说明

图1是现有技术中分组流媒体网络结构的示意图；

图2是本发明的实施例一中一种流媒体的传输方法的流程图；

图3是本发明的实施例二中使用的缓冲长度与占用率的示意图；

图4是本发明的实施例二中UE将Buffer状态通过RNC通知NodeB的示意图；

图5是本发明的实施例二中UE将Buffer状态直接通知NodeB的示意图；

图6是本发明的实施例二中使用的一种动态调度策略的示意图；

图7是本发明的实施例三中一种流媒体传输的控制系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体的实施例，对本发明的实施方式做进一步说明。

本发明的实施例一中，一种流媒体的传输方法如图2所示，包括以下步骤：

步骤s201、终端向接入网侧上报终端上流媒体业务接收缓存的状态。

该步骤中，该接收缓存的状态可以包括缓存区大小和/或占用比例。对于不同的网络，该缓存的占用情况在上报时所采用的方式不同，该方式在以下结合具体的应用场景进行描述。

步骤s202、接入网控制实体根据该终端上报的接收缓存的状态，调整对该终端的流媒体传输策略。

该步骤中，接入网接收到终端上报的接收缓存的状态后，可以综合考虑该接收缓存的状态、以及当前信道条件的好坏等因素，动态调整流媒体数据的发送策略，以提高无线资源利用率。该发送策略具体包括：是否发送流媒体数据，以及发送流媒体数据时所使用的传输速率等。

以下结合具体的应用场景，对本发明的实施例一中一种流媒体的传输方法的实施方式做进一步说明。

本发明的实施例二中，一种流媒体的传输方法的具体实施方式如下：

接入网在流媒体业务建立过程中设定终端上报接收缓存状态的周期，还可以进一步设定门限值，该门限指可以包括一高门限值以及一低门限。终端在流媒体业务建立之后立即向接入网上报接收缓存状态。该状态主要包括Buffer size(缓存长度)如2Mbyte(兆字节)，以及Usage(占用率)如60％。其中，缓存长度与占用率的示意图如图3所示。

此后，终端按照接入网设定的周期上报接收缓存的状态。当接入网对门限值进行了设定时，终端在接收缓存占用率低于“低门限”或高于“高门限”时也需要立即上报。具体的，终端在每次上报接收缓存的状态时更新占用率。对于缓存长度，可以每次上报缓存状态时都携带，也可以只在缓存长度改变时携带。

以UMTS网络为例，对于UMTS网络中的UE，接入网为UTRAN，UMTS接入网中的控制实体包括RNC和NodeB。UMTS网络中，UE需要将接收缓存的状态上报给接入网中的基站NodeB。UE向接入网中的NodeB上报接收缓存的状态可以通过以下途径：

方式一：UE将接收缓存的状态先通知RNC，再由RNC将接收缓存的状态通知NodeB。该方式的示意图如图4所示，包括以下步骤：

步骤s401、UE向RNC通知接收缓存的状态。

该步骤中，UE可以通过L2，如RLC层(Radio Link Control，无线链路控制)；或L3，如RRC层(Radio Resource Control，无线资源控制)向RNC通知当前的接收缓存的状态。

步骤s402、RNC向NodeB通知接收缓存的状态。

该步骤中，RNC可以通过Iub接口用户面承载，如FP(Frame Protocol，帧协议)向NodeB通知UE的Buffer状态。

方式二：UE也可以直接通过物理层向NodeB上报Buffer状态。该方式的示意图如图5所示，包括以下步骤：

步骤s501、UE向NodeB通知接收缓存的状态。

以LTE(Long Time Evolution，长期演进)网络为例，接入网为E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的网络结构)，E-UTRAN接入网控制实体为eNodeB(evolved NodeB，演进基站)。E-UTRAN接入网中，终端需要将接收缓存的状态上报给eNodeB。终端可以直接向接入网中的NodeB上报接收缓存的状态，该过程与图5描述的方式类似，在此不进行重复描述。

以上以UMTS网络和LTE网络为例，说明本发明实施例中终端上报接收缓存状态的方法，对于其他类型的网络以及对应的接入网，具体实现的原理相同，在此不一一进行列举。

接入网接收到终端上报的接收缓存的状态后，可以综合考虑该接收缓存的状态、以及当前信道条件的好坏等因素，动态调整流媒体数据的发送策略。该动态调度策略的主要原则是在确保终端的接收缓存中保持适量待播放数据的前提下，充分利用较好的信道条件发送流媒体数据，提高传输效率提高，避免在信道条件较差的情况下发送流媒体数据带来的效率降低。

本实施例中，一种动态调度策略的示意图可以参见图6

根据终端接收缓存(Buffer)占用率的状态以及信道条件的好坏，将所有可能的情况大致分为A、B、C、D共4个象限，各个象限的调度/发送原则如下：

对于象限A：信道条件好且终端接收缓存占用率低于“高门限”的状态下，接入网侧(如UMTS的NodeB)采用尽力发送的原则，即如果有待发送数据，则尽量使用更多的资源调度终端，尽快将数据发送完毕；

对于象限B：信道条件好但终端接收缓存占用率不低于“高门限”的状态下，接入网侧(如UMTS的NodeB)不调度终端，停止向终端发送数据；

对于象限C：信道条件差但终端接收缓存占用率不高于“低门限”的状态下，接入网侧(如UMTS的NodeB)以保证流媒体业务连续性的原则调度UE，即以接近保证速率或等于保证速率发送数据；

对于象限D：信道条件差但终端接收缓存占用率高于“低门限”的状态下，接入网侧(如UMTS的NodeB)不调度终端，停止向终端发送数据。

上述描述中，信道条件的好坏的衡量标准可以根据需要进行设定，如采用CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示符)作为信道条件的测量标准。对一个信道的CQI能够通过使用性能指标，例如SNR(Signal-to-NoiseRatio，信噪比)、SINR(Signal-to-noise plus Interference Ratio，信号与干扰加噪声比)、SNDR(Signal-to-Noise and Distortion Ratio，信号与噪声失真比)等信道的性能被计算。通常，一个高值的CQI表示一个信道有高的质量，反之亦然。

上述图6中所描述的情况只是动态调度策略的一个简单特例，本发明实施例的范围并不限定于该特例，在实际应用中可以根据需要设定不同的或更为复杂的动态调度策略，以符合实际需要。

通过以上本发明的实施例提供的方法，由接入网络侧根据终端上报的接收缓存的状态动态调度流媒体数据的发送策略，从而大大提高流媒体业务无线资源利用率，提升系统容量。

本发明的实施例三中提供了一种流媒体传输的控制系统，其结构如图7所示，包括：接入网络侧控制实体10以及终端设备20。其中接入网络侧控制实体10，用于获取终端上报的接收缓存的状态，并根据该终端上接收缓存的状态，调整对终端的流媒体传输策略。终端设备20，用于向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态，并接收接入网络侧控制实体发送的流媒体数据。

具体的，接入网络侧控制实体10进一步包括：

缓存状态获取单元11，用于获取终端上报的接收缓存的状态。该接收缓存的状态包括：缓存占用率和/或缓存大小

传输策略调整单元12，用于根据缓存状态获取单元11获取的终端20上接收缓存的状态，调整对终端的流媒体传输策略。

该接入网络侧控制实体10还包括：

上报条件设定单元13，用于设定终端发送上报接收缓存状态的周期、缓存占用率的低门限值和高门限值等上报条件，并将设定的上报条件在终端20初次接入时向终端20发送。

传输策略设定单元14，用于设定传输策略的调整策略，并提供给传输策略调整单元13作为传输策略调整的标准。该调整策略可以为综合考虑终端接收缓存的状态、以及当前信道条件的好坏等因素后所确定的调整策略。

具体的，终端设备20进一步包括：

缓存状态上报单元21，用于向接入网络侧控制实体10上报本地接收缓存的状态。该接收缓存的状态包括：缓存占用率和/或缓存大小。具体的，在初次接入上述接入网络侧控制实体10时，上报本地的接收缓存的状态；在流媒体传输过程中，周期向接入网络侧控制实体10上报本地接收缓存的状态；还可以在流媒体传输过程中，在本地缓存的占用率低于接入网络侧控制实体设定的低门限值或高于接入网络侧控制实体设定的高门限值时，向接入网络侧控制实体10上报本地接收缓存的状态。

数据接收单元22，用于接收接入网络侧控制实体10发送的流媒体数据。

该终端设备20还包括：

上报条件存储单元23，用于存储接入网络侧控制实体10发送的上报接收缓存状态的周期、缓存占用率的低门限值和高门限值等上报条件，并将上报条件提供给缓存状态上报单元21。

通过以上本发明的实施例提供的系统和设备，由接入网络侧根据终端上报的接收缓存的状态动态调度流媒体数据的发送策略，从而大大提高流媒体业务无线资源利用率，提升系统容量。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种流媒体的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收终端上报的终端上接收缓存的状态；

根据所述接收缓存的状态，调整对所述终端的流媒体传输策略。

2、如权利要求1所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述终端上接收缓存的状态包括：缓存占用率和/或缓存大小。

3、如权利要求2所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述接收终端上报的终端上接收缓存的状态前，还包括：

在终端初次接入时，向所述终端发送上报接收缓存状态的周期、以及缓存占用率的低门限值和高门限值。

4、如权利要求2所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述接收终端上报的终端上接收缓存的状态具体为：

在终端初次接入时，接收所述终端上报的缓存大小和/或缓存占用率。

5、如权利要求3所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述接收终端上报的终端上接收缓存的状态具体为：

流媒体传输过程中，接收所述终端按照所述周期上报的接收缓存的状态；和/或

流媒体传输过程中，接收所述终端在所述终端上接收缓存的占用率低于所述低门限值或高于所述高门限值时上报的接收缓存的状态。

6、如权利要求1所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述根据接收缓存的状态调整对所述终端的流媒体传输策略具体为：

根据所述接收缓存的状态、以及当前信道条件，调整对所述终端的流媒体传输策略；

所述流媒体传输策略具体包括以下策略中的一种或多种：

停止向所述终端发送所述流媒体的数据；或

使用更多的资源最快将所述流媒体的数据向所述终端发送完毕；或

以保证流媒体业务连续性的速率向所述终端发送所述流媒体的数据。

7、一种流媒体的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态；

接收所述接入网络侧控制实体发送的流媒体数据。

8、如权利要求7所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态前还包括：

初次接入所述接入网络侧控制实体时，接收所述接入网络侧控制实体发送的上报接收缓存状态的周期、和/或

缓存占用率的低门限值和高门限值。

9、如权利要求8所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态具体为：

初次接入所述接入网络侧控制实体时，上报本地的接收缓存大小以及缓存占用率。

10、如权利要求8所述流媒体的传输方法，其特征在于，所述向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态具体为：

流媒体传输过程中，按照所述周期向所述接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态；和/或

流媒体传输过程中，在本地缓存的占用率低于所述低门限值或高于所述高门限值时，向所述接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态。

11、一种接入网络侧控制实体，其特征在于，包括：

缓存状态获取单元，用于获取终端上报的接收缓存的状态；

传输策略调整单元，用于根据所述缓存状态获取单元获取的所述终端上接收缓存的状态，调整对所述终端的流媒体传输策略。

12、如权利要求11所述接入网络侧控制实体，其特征在于，还包括：

上报条件设定单元，用于设定终端上报接收缓存状态的上报条件，并将所述设定的上报条件在所述终端初次接入时向所述终端发送，所述上报条件包括上报接收缓存状态的周期、和/或

缓存占用率的低门限值和高门限值。

13、如权利要求11所述接入网络侧控制实体，其特征在于，还包括：

传输策略设定单元，用于设定传输策略的调整策略，并提供给所述传输策略调整单元作为传输策略调整的标准。

14、一种终端设备，其特征在于，包括：

缓存状态上报单元，用于向接入网络侧控制实体上报本地接收缓存的状态；

数据接收单元，用于接收所述接入网络侧控制实体发送的流媒体数据。

15、如权利要求14所述终端设备，其特征在于，还包括：

上报条件存储单元，用于存储所述接入网络侧控制实体发送的上报条件，并将所述上报条件提供给所述缓存状态上报单元，所述上报条件包括上报接收缓存状态的周期、和/或

缓存占用率的低门限值和高门限值。

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