CN102480763A - 向移动设备提供数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及向移动设备提供数据的方法和装置。具体地，本发明的一个实施方式提供了一种向移动设备提供数据的方法，包括：预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表；确定移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽；基于带宽计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的流量；以及基于与流量相匹配的编码方式，向移动设备提供数据。本发明的另一实施方式，提供了一种向移动设备提供数据的设备。

Description

向移动设备提供数据的方法和装置

技术领域

本发明的各实施方式涉及数据处理，并且更具体地涉及一种向移动设备提供数据的方法、装置和相关计算机程序产品。

背景技术

移动通信技术的发展为广大用户提供了更加方便的数据传输方式，此时移动通信设备的功能已不再局限于语音通话服务、即时消息服务和多媒体消息服务等传统服务。并且随着移动设备自身通信能力和计算能力的提高，移动设备可以随时随地收发和处理各种数据。

然而在移动通信中，由于移动设备处于移动状态，不同小区向移动设备提供的带宽也不尽相同。当移动设备正处于高速运动的交通工具上、或者处于不同小区交叠的切换区中时，则可能出现频繁切换小区的情况。此时，对于实时性要求较高的数据传输(例如，视频流)，更需要确保能够稳定地向移动设备提供所需数据。

为支持用户可以观看到流畅的视频，一种解决方案是设置缓存区来缓存预先传输至播放设备的视频流。然而，尽管在移动设备中设置缓存区可以在一定程度上缓和播放视频等多媒体数据时存在的停顿现象，然而这并不能解决在移动设备切换小区时出现的各个小区可提供带宽不一致的问题。

发明内容

因此，在尽量不改变现有配置的前提下，如何实现向移动设备提供数据成为一项亟待解决的问题。为此，提供了一种基于比较移动设备在预定时间段内从各小区可获得的流量和所需流量，来基于适当编码方式以提供数据的方法、装置和计算机程序产品。

在一个实施方式中，提供了一种向移动设备提供数据的方法。该方法包括：预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表；确定移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽；基于带宽计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的流量；以及基于与流量相匹配的编码方式，向移动设备提供数据。

在一个实施方式中，预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表包括：获取移动设备所经过的小区的历史序列、以及所经过的小区内及附近的路网信息；以及基于历史序列和路网信息，预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区以加入列表。

在一个实施方式中，列表至少包括移动设备即将切换至的小区的标识信息以及在小区停留的时间信息。

在一个实施方式中，提供了一种向移动设备提供数据的装置。该装置包括：用于预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的装置；用于确定移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽的装置；用于基于带宽计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的流量的装置；以及用于基于与流量相匹配的编码方式，向移动设备提供数据的装置。

在一个实施方式中，用于预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的装置包括：用于获取移动设备所经过的小区的历史序列、以及所经过的小区内及附近的路网信息的装置；以及用于基于历史序列和路网信息，预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区以加入列表的装置。

在一个实施方式中，列表至少包括移动设备即将切换至的小区的标识信息以及在小区停留的时间信息。

采用根据本发明的各实施方式，可以尽量不改变移动通讯设备硬件配置的前提下，方便、可靠地向移动设备的用户连续无停顿地提供可接受质量的数据，并且还可以以易于部署的方式实现对移动通信网络的配置。本发明的实施方式，缓解了移动设备从不同小区可获得带宽不一致、以及期望向移动设备的用户连续无停顿地提供可接受质量数据之间的矛盾。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在附图中：

图1示意性示出了可在其中使用本发明实施方式的应用环境架构图；

图2示意性示出了在本发明一个实施方式中正在穿越不同小区的移动设备的运动；

图3示意性示出了根据本发明一个实施方式的向移动设备提供数据的方法的流程图；

图4示意性示出了根据本发明一个实施方式的用于预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的方法的流程图；

图5示意性示出了根据本发明一个实施方式的用于预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的具体实例；

图6示意性示出了根据本发明一个实施方式的选择在预定时间段内以不同编码方式向移动设备提供数据的示意图；以及

图7示意性示出了根据本发明一个实施方式的以可变码率向移动设备提供数据的系统的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的各实施方式。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在一个实施方式中，预测移动设备在预定时间段内即将切换至的一个或多个小区；确定该移动设备从至少一个小区可获得的带宽；按照与各小区带宽匹配的方式对发往移动设备的数据进行可伸缩式的编码。

在下文中，将仅以向移动终端提供多媒体数据为示例，具体阐明根据本发明的示例性实施方式的方法的处理流程、以及相应装置的工作原理。应当注意，根据本发明的一个实施方式，各种方法、装置和计算机程序产品并不仅限于应用于提供多媒体服务的提供者，而是还可以应用于在移动通信网络中提供其他数据服务的各种服务提供者。

对于多媒体数据传输尤其是视频流传输而言，用户通常很难忍受时断时续的播放状况。相对于较低的画面质量，用户一般更难以忍受播放时的停顿。应当注意，在用户以移动设备播放视频数据时，最期望的是可以始终保持高带宽的无停顿传输。在不能实现此类传输的情况下，通常用户希望的优先顺序是：中等带宽的无停顿传输、低带宽的无停顿传输、高带宽的有停顿传输、中带宽的有停顿传输和低带宽的有停顿传输。

图1示意性示出了可在其中使用本发明实施方式的应用环境架构图。应当理解，在图1中仅示意性示出了用于执行移动通信的两个小区，即小区一110和小区N 120，还可以存在更多其他小区用于移动通信。如图1所示，服务提供者一140和服务提供者M 150可以通过网络130，并经由基站111和121来分别与小区一110中的移动设备112、以及小区N 120中的移动设备122进行通信。应当注意，图示的移动设备可以在各个小区之间进行切换，例如，移动设备112可以从小区一110切换至小区N 120或者其他的小区。图1中仅示出了移动设备正处于特定小区中的情况。通常，当移动设备快速运动(例如，处于高速运动的交通工具上)时，移动设备将会频繁在不同小区之间切换。此时尤其需要保证移动设备可以连续无停顿或者尽可能少停顿的方式播放多媒体数据。

还应当注意，尽管在说明书中以移动台作为移动设备的具体示例，应当理解，移动设备还可以包括，诸如个人数字助理、智能电话以及便携式游戏设备等。此外，随着计算设备小型化以及与移动设备逐渐融合的趋势，移动设备还可以包括具备无线网络发射和接收功能的各种可移动计算设备，诸如，便携式计算机等。

应当注意，尽管本说明书中采用服务提供者作为以可变码率向移动设备提供数据的实体的示例，本发明的服务提供者并不仅限于提供各种数据的专业数据提供商，而是还可以包括个人、组织等其他实体。根据本发明的实施方式并不关心服务提供者位于何处，也并不关心所提供数据的内容如何，而是仅关注于如何以可变码率向移动设备提供数据的方式。

图2示意性示出了在本发明一个实施方式中正在穿越不同小区的移动设备的运动的图示200。图2分别以虚线示出了小区一230和小区二240的覆盖范围。当移动设备220处于小区一230和小区二240的重叠范围内时，则正处于两个小区的切换区210中。如果移动设备220继续沿箭头A所示方向移动，则将从小区二240切换至小区一230。

应当理解，能否获得流畅视频播放效果通常在于移动设备的可用带宽的大小，还在于该移动设备的缓存区中已经缓存了多少视频数据。移动设备的可用带宽关系到移动设备当前正在接收数据的速率，而缓存区中数据量的多少涉及在移动设备没有接收到新数据的情况下，还可以支持多长时间的流畅播放。针对现有技术中难以向不断切换小区的移动设备提供连续流畅视频播放的问题，本发明提出了一种可以向移动设备稳定地提供连续流畅视频播放的方法，该方法在于，预先估计移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的可用带宽和可获得的流量，并基于该可获得流量以适当编码方式向移动设备提供数据。

在不同小区的覆盖范围中，移动设备可以获得的带宽通常是不同的。为使移动设备可以在小区切换过程中获得流畅的视频效果，需要对该移动设备在下一时间段中即将到达的小区的可用带宽水平进行预测。

图3示意性示出了根据本发明一个实施方式的向移动设备提供数据的方法的流程图300。如图3所示，在步骤S302中，首先预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表。应当注意，在此所述的“预定时间段”是指用户期望保证可以在其间获得流畅视频效果的时间段。“预定时间段”的数值可以由用户自己设置，或者还可以使用预定义的默认值。例如，如果该值被设置为5分钟，则可以认为在即将到来的5分钟内，移动设备可以获得流畅视频效果。

应当理解，在此所述的将“预定时间段”设置为5分钟，并不是指需要在移动设备的数据缓存区中缓存5分钟或者更多的视频数据。而是表示，通过预测机制可以保证在未来的5分钟内可以连续流畅地播放视频数据；也即视频数据(包括已经存储在缓存区中的视频以及在预期的播放时刻之前将被接收至移动设备的视频)的供应速度可以满足视频数据的播放速度。还应当理解，在此所述的将“预定时间段”设置为5分钟，也并不必表示在未来的5分钟内，移动设备在每时每刻可获得的带宽都满足即时接收并播放视频数据所需的带宽，而是指在整个5分钟的时间段内，视频数据的供应速度可以满足视频数据的播放速度。

应当理解，获得流畅的视频效果并不意味着连续流畅地接收视频数据。如果移动设备可以连续流畅地接收视频数据，则此时可以获得流畅的视频效果。然而如果移动设备不能连续流畅地接收视频数据时，并不必然导致视频效果不流畅；由于数据缓存区的存在，如果其中缓存了大量视频数据，即使移动设备的接收速率为零，也有可能获得流畅的视频效果。

在一个实施方式中，可以设置用于缓存视频数据的缓存区。例如，可能存在这样的情况，用户将“预定时间段”设置为5分钟，而由于移动设备在前4分钟的可用带宽较高，在前4分钟内已经接收并缓存了可供播放5分钟或更多的视频数据。尽管在最后1分钟的可用带宽较低(例如，在最后1分钟内，每时每刻的可用带宽均低于播放视频数据所需带宽)，然而由于在缓存区中已经缓存了足够的视频数据，移动设备仍然可以在未来的5分钟内连续流畅地播放视频。此时，在最后1分钟内接收的数据，可以是用于下一个“预定时间段”播放的视频的数据。在缓存区中的数据被用尽并且当前的可用带宽低于实时播放视频数据所需带宽时，可以出现播放停顿的现象。

在一个实施方式中，“预定时间段”的大小可以基于用户自身需要动态地设置，或者还可以基于移动设备所处位置附近的小区通信能力和/或附近的路网信息而自动动态设置。例如，预测的小区的列表中的小区均具有良好通信能力时，可以设置较大的“预定时间段”；而当列表中的小区的通信能力参差不齐时，可以设置较小的“预定时间段”；还可以采用其他策略进行设置。

在步骤S304中，确定移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽。在一个实施方式中，在此所述的“可获得的带宽”可以指在预定时间段内获得的典型带宽，还可以是指预测在特定小区中停留时间段内的每个时刻可获得的瞬时带宽。引入可获得带宽的目的在于计算在至少一个小区中可获得的流量，进而计算从列表中全部小区可获得的总体流量。

在步骤S306中，基于带宽计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的流量。根据本发明的不同实施方式，将在下文中详细说明如何针对典型可获得带宽和瞬时可获得带宽计算可获得流量。

在步骤S308中，选择多个编码方式中与流量相匹配的编码方式，向移动设备提供数据。在此应当注意，根据本发明的方法可以以多个编码方式对数据进行编码。例如在视频数据的情况下，可以以可伸缩编码的方式进行编码。当利用不同编码方式时，从基本层到增强层的多个层级可以将视频数据以分层形式编码，当带宽不足时只对基本层的数据进行传输。尽管此时所传输视频质量不高，但可以满足用户的最基本观看要求。当带宽慢慢变大时，可以传输增强层的数据来提高视频质量。在一个实施方式中，基于多个编码方式中与流量相匹配的编码方式，以便在预定时间段内向移动设备提供画面质量较高的无停顿视频播放。

应当注意，在实施方式中，考虑了基于从至少一个小区可获得的带宽，计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的“流量”。该“流量”是在预定时间段内可获得的总流量，只要可获得的总流量高于所需总流量即可，而并不要求可获得带宽时时刻刻都高于在预定时间段内实时传输和播放视频数据的所需带宽。

还应当注意，当一个或者多个小区的通信能力极差以至于在该小区中的可获得带宽几乎为零时，可以继续播放缓存区中缓存的视频数据。而当缓存区中的数据被“耗尽”时，如果移动设备仍然位于可获得带宽极低的小区中时，则将会出现视频播放基本停止或者延迟相当严重的现象，直到所处小区的可提供带宽上升、或者移动设备切换至其他通信能力较好的小区才能继续正常传输视频。当小区通信能力恢复正常之后，仍然可以采用根据本发明实施方式的方法，进行下一轮的预测、确定、计算和提供操作。

图4示意性示出了根据本发明一个实施方式的用于预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的方法的流程图400。在一个实施方式中，在步骤S402中，获取移动设备所经过的小区的历史序列、以及所经过的小区内及附近的路网信息。例如可以基于移动设备的状态信息来获取其所经过小区的历史序列，状态信息可以包括移动设备的历史位置、移动设备的当前位置、移动设备的移动速度和移动方向等。

可以采用不同的方式获取这些状态信息，例如，可以在移动设备中安装专门的应用，以便随时报告自己的当前位置；可以从移动服务提供商的服务器获取每个移动设备的当前位置；还可以在各个小区的基站处获取该小区中的移动设备的当前位置等。基于不同的实现，可以采用不同机制实现获取移动设备所经过的小区的历史序列。

根据本发明的实施方式的方法并不仅限于由移动通信服务的提供商来执行，还可以由服务提供者或者其他机构执行，只要其能够获取预测移动设备即将切换至的小区的列表的数据、并且能够获取列表中至少一个小区可提供的带宽即可。例如，视频服务提供者、提供以可变编码率向移动设备提供数据的专业中介机构甚至个人，均可实现根据本发明的向移动设备提供数据的方法和装置。

在本文中所述的路网信息是指表示适于交通工具行走或者人们步行的各种路径的信息，例如与陆地交通相关的高速公路、道路、街道等，还可以包括地下交通(如地铁)、水面交通(如河流、湖泊、海洋运输)甚至空中交通(如航线)。

在步骤S404中，基于历史序列和路网信息，预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区以加入列表。考虑路网信息的目的之一在于，可以结合移动设备的历史位置信息预测移动设备正在沿哪条道路行进，并且可以将该道路沿途所经过的小区加入小区列表。

为进一步说明步骤S404，可以返回图2。如图2所示，例如从移动设备220获取的历史位置信息判断出该移动设备正在朝向箭头A所示的方向沿地铁线路移动，则可以将地铁沿线的下一小区(即，小区一230)加入小区列表。又例如，当移动设备220的当前位置和移动方向显示其正在沿箭头B所示方向移动时，则可以判断移动设备220已经离开地铁，并沿“西四北五条”大街向西运动。此时便可将“西四北五条”所处的小区(在图2中未示出)加入小区列表。在一个实施方式中，通过结合移动设备所经过的小区的历史序列、以及所经过的小区内及附近的路网信息，可以更方便准确地预测移动设备即将切换至的小区。

在一个实施方式中，列表至少包括移动设备即将切换至的小区的标识信息以及在小区停留的时间信息。在下文中将参考图5给出进行预测的具体实例。如图5所示，移动设备520正在朝图中箭头所示方向沿道路R移动。道路R530沿线的小区分别是小区C₁ 511、小区C₂ 512、小区C₃ 513、小区C₄ 514、小区C₅ 515、小区C₆ 516和小区C₇ 517。此时移动设备520已经经过了小区C₁ 511、小区C₂512、小区C₃ 513。

可以基于用户当前的位置(即移动设备520当前所在小区)、移动设备520的移动速度和移动方向，来预测移动设备520即将切换至的小区列表。移动设备520当前的位置是已知的，且该移动设备520的移动速度和移动方向可以基于上文所述方法而从移动设备520自身或者从移动通信网络获得。继而，可以记录移动设备经过的小区的标识和相应的时间，如下文表1所示。

表1小区列表

序号	小区标识	时间
			1	25357	192428
2	32853	192603
			3	8249	193041
4	32853	193115
			5	8249	193152
6	25302	193204
			7	4626	193228
8	8393	193238
			9	8249	193302
10	8249	193326
			11	32851	193503
12	34082	193541

13	34081	193947
			14	34082	194010
15	3612	194219

表1中的“小区标识”一列记录了移动设备经过的小区的标识，而“时间”一列记录了移动设备进入第二列中所示小区的时刻。应当注意，表1中“小区标识”一列中示出了以数字序号方式表示的小区标识符，不同的序号表示不同的小区。根据本发明的其他实施方式，标识符中还可以包括附加字段以表示其他信息，例如小区所处的地理位置、小区范围的大小、小区通信能力的水平等。表1中“时间”一列采用了“时分秒”的方式记录时间。例如，序号为“1”的一行表示的含义是，移动终端在19点24分28秒进入了标识符为25357的小区。

从表1可以获得知：

T_i＝t_i+1-t_i    公式(1)

其中T_i为移动设备在小区C_i中停留的时间t_i+1为移动设备进入下一小区的时刻，而t_i表示移动设备进入当前小区的时刻。应当注意，在本说明书中，下标中的“i”、“j”均为正整数。

例如，可以使用二元组(C_i，T_i)表示每个小区的信息，该二元组含义为移动设备520在小区C_i中停留的时间为T_i。在获得移动设备520已经经过的多个小区的序列之后，即可推断得出移动设备520当前所在的道路(例如，推断得出移动设备520正在沿道路R530移动)。这是因为小区的覆盖范围是相对固定的，并且如果沿给定道路移动，则移动设备520经过的小区序列是相对固定的，因而穿越每个小区的距离(即小区C_i与道路R530的交叠长度)是相对固定的。

再次参见图5，假设移动设备520正在沿道路R530运动，并且已经经过和即将经过的小区序列是(C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₃，C₇)，基于运动状态的不同，而使移动设备520在每个小区停留的时间有所差异。对于给定道路R530，将该道路R530与小区C_i的交叠长度表示为L(R，C_i)。在知晓移动设备520在小区C_i停留时间为T_i的条件下，可以获得移动设备520的通行速度为L(R，C_i)/T_i。

继续参见图5，假设当前时刻为t并且移动设备520正处于小区C₃513，并且从历史记录可知移动设备520之前经过的小区序列为(C₁，C₂，C₃)，进入各小区的时刻分别为(t₁，t₂，t₃)。因为移动设备520已经完整地穿过小区C₁ 511和C₂ 512，可以推知该移动设备520沿经过道路R530即将离开小区C₃ 513并进入小区序列(C₄，C₅，C₆，C₇)。可以估计移动设备520当前时刻的通行速度为：

s(t)＝(L(R，C₁)+L(R，C₂))/(T₁+T₂)    公式(2)

其中，T₁＝t₂-t₁且T₂＝t₃-t₂。

继而，可以计算出移动设备520在小区C₃ 513停留的剩余时间为L(R，C₃)/s(t)-(t-t₃)，这里的剩余时间是指移动设备520还将在小区C₃513中继续停留的时间。由此，在时刻t到L(R，C₃)/s(t)+t₃这段时间内，移动设备520将位于小区C₃ 513中。在时刻L(R，C₃)/s(t)+t₃到时刻L(R，C₄)/s(t)+L(R，C₃)/s(t)+t₃这段时间内，移动设备520将位于小区C₄514中。以此类推，可以计算出移动设备520在小区C_i(i＞3)中停留的时间段为

至

应当注意，估计的速度s(t)可以随着移动设备520穿过新的小区动态更新，使得移动设备520的速度估计更准确。

在一个实施方式中，确定移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽包括：基于以下至少一项确定带宽：至少一个小区的通信能力、用户密度、平均信道质量。可以通过监控移动小区的运行状况来获得上述三个影响因素，例如通过查询移动通信网络中的服务器来获得上述信息；还可以设置专用装置来实时地或者定时地从移动通信网络中采集上述信息。

应当理解，在小区中可用带宽总量有限的情况下，分配给小区中的每个移动终端的可用带宽会受到限制：小区通信能力越强、用户密度越低、平均信道质量越高，则小区中的移动终端可获得的带宽则越高；反之，则移动终端可获得的带宽越低。根据本发明的另一实施方式，计算可用带宽时还可以考虑其他因素。

已知的是，由于影响可获得带宽的多个因素会随着时间而变化，因而移动设备在不同时刻可获得的带宽并非恒定，另外由于移动设备在小区所处位置不同也可能使可获得的带宽受到影响。在一个实施方式中，可以简化影响从小区中可获得带宽的因素，并且采用一个典型带宽b_i作为小区C_i中可用带宽。在一个实施方式中，可以基于上述多个影响因素来定期动态更新每个小区的典型带宽b_i，以便在简化运算的同时尽可能保证计算的准确性。

在一个实施方式中，还可以实时地计算在特定小区中停留时间段内每个时刻可获得的瞬时带宽。此处的瞬时带宽则是与时间以及上述多个因素相关联的函数b(t)，采用这种方式计算的结果更准确但复杂性稍高。在一个实施方式中，上文表1中还可以包括表示移动设备从各小区可获得带宽的列。

在一个实施方式中，为进一步简化计算，还可以将移动通信网络中的各小区进行分组，即将情况类似的小区划分至相同的分组，并且以一个具有代表性的分组带宽来指示分组中各个小区中向移动设备可提供的带宽。例如，可以基于小区地理位置的相邻性、小区通信能力的相似性等因素划分分组。

在一个实施方式中，基于带宽计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的流量包括：基于所确定的移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽、以及移动设备在列表中的至少一个小区中的预期停留时间，计算流量。在此所述的流量表示，在预定时间段内，移动设备从即将切换至的小区的列表中的一个或者多个小区可以获得的总数据传输能力，以便在后续操作中选择提供数据的编码方式。

如上文所述，根据本发明的不同实施方式，可以采用不同方式描述移动设备从各小区可获得的带宽，由此在计算移动设备可获得流量时计算方法也有所差异。假设预定时间段为T，当采用典型可获得带宽时，可以采用如下公式计算移动设备在预定时间段内可获得的流量为：

$\underset{i=0}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{b}_i{T}_i$ 公式(3)

其中，

b_i表示移动设备在小区C_i中的典型可获得带宽，而T_i表示移动设备在小区C_i中停留的时间，并且移动设备在列表中的全部小区C₁至C_K中停留的时间总和等于预定时间段T，并且其中K为正整数。

当采用瞬时可获得带宽时，可以采用如下公式计算移动设备在预定时间段内可获得的流量为：

$\underset{0}{\overset{T}{\∫}}b\left(t\right)\mathrm{dt}$ 公式(4)

其中b(t)表示移动设备在时刻t的瞬时可获得带宽或带宽估计，而T表示预定时间段。本领域技术人员可以理解，从数学表达方面，还可以将上述求和公式(3)作为积分公式(4)的特例。因而在下文选择编码方式的步骤中，将仅以积分求解流量的方式作为示例，本领域技术人员可以类似地实现针对公式(3)的计算。

在一个实施方式中，基于与流量相匹配的编码方式，向移动设备提供数据包括：选择在预定时间段内向移动设备提供数据所需的流量不超过但最接近流量的编码方式。可以基于如下公式来选择适当的编码方式：

$\underset{0}{\overset{T}{\∫}}b\left(t\right)\mathrm{dt}\≥\underset{0}{\overset{T}{\∫}}B\left(t\right)\mathrm{dt}$ 公式(5)

其中B(t)表示移动设备在时刻t时流畅播放视频所需带宽。也即上述公式表达含义为：应当选择在预定时间段内向移动设备提供数据所需的流量不超过但最接近流量的编码方式。

在一个实施方式中，编码方式包括可伸缩的编码方式。在一个实施方式中，数据包括多媒体数据。在一个实施方式中，多媒体数据包括视频流。

在下文中将参考图6详述如何选择以适当的编码方式提供数据。图6示意性示出了根据本发明一个实施方式的选择在预定时间段内以不同编码方式向移动设备提供数据的示意图600。针对作为多媒体数据典型代表的视频而言，可以采用可伸缩视频编码的形式，如图6所示，例如可以设置基本层610、增强层一620、增强层二630和增强层三640。其中基本层610的数据可以承载基本视频内容，只是基本层610的数据获得的视频图像质量较低。

在预定时间段可获得的流量较低的情况下，传输对应于基本层610的数据可以保证移动设备可以接收到可观看的视频图像，尽管画面质量较低但较为流畅。当在预定时间段可获得的流量较高的情况下，可以选择与可获得流量相匹配的较高的编码方式向移动设备提供数据(例如，提供增强层数据)，以提高帧率、分辨率或视频质量等。增强层是可以多层编码的，如图6所示的增强层一620、增强层二630和增强层三640，其视频质量依次升高。

如图6的横坐标轴时间所示，在时刻t_a和时刻t_b之间的预定时间段T_a期间，如果移动设备可获得的流量较小，则可以选择在此时间段T_a期间仅传输对应于基本层610的数据；在时刻t_b和时刻t_c之间的预定时间段T_b期间，如果移动设备可获得的流量开始升高但尚不足以传输对应于增强层二630的数据时，则可以选择在此时间段T_b期间传输对应于增强层一620的数据；又例如，在时刻t_d和时刻t_e之间的预定时间段T_d期间，如果移动设备可获得的流量足以传输最高质量的视频数据，则可以选择在此时间段T_d期间传输对应于增强层三640的数据。

在一个实施方式中，图6中所示的预定时间段T_a至T_d可以是相同的，还可以由用户或者以其他方式将上述预定时间段T_a至T_d设置为彼此不同的值，以满足用户需要或者根据具体情况获得最佳效果。

现在参见图7，该图示意性示出了根据本发明一个实施方式的以可变码率向移动设备提供数据的系统的示意图700。图7所示的实施方式公开了一种向移动设备提供数据的装置710。如虚线框所示，装置710包括：预测装置712，用于预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表；确定装置714，用于确定移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽；计算装置716，用于基于带宽计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的流量；以及提供装置718，用于基于与流量相匹配的编码方式，向移动设备提供数据。

在一个实施方式中，用于预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的装置包括：用于获取移动设备所经过的小区的历史序列、以及所经过的小区内及附近的路网信息的装置；以及用于基于历史序列和路网信息，预测移动设备在预定时间段内即将切换至的小区以加入列表的装置。

在一个实施方式中，列表至少包括移动设备即将切换至的小区的标识信息以及在小区停留的时间信息。

在一个实施方式中，用于确定移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽的装置包括：用于基于以下至少一项确定带宽的装置：至少一个小区的通信能力、用户密度、平均信道质量。

在一个实施方式中，用于基于带宽计算移动设备从列表中的至少一个小区可获得的流量的装置包括：用于基于所确定的移动设备从列表中的至少一个小区可获得的带宽、以及移动设备在列表中的至少一个小区中的预期停留时间，计算流量的装置。

在一个实施方式中，用于基于与流量相匹配的编码方式、向移动设备提供数据的装置包括：用于选择在预定时间段内向移动设备提供数据所需的流量不超过但最接近流量的编码方式的装置。

在一个实施方式中，编码方式包括可伸缩的编码方式。

在一个实施方式中，数据包括多媒体数据。

在一个实施方式中，多媒体数据包括视频流。

应当注意，尽管在图7中并未逐一详细示出用于以可变码率向移动设备提供数据的装置中的各组成部分，本领域人员可以基于说明书的公开而实现上述各组成部分。此外，图7中所示的各装置以及在图7中并未逐一绘出的各装置可以部分或者全部位于移动通信网络中的一个或者多个服务器中，或者可以位于服务提供者的服务器中，或者还可以位于一个或者多个其他的专用设备中。根据本发明的实施方式，并不限制向移动设备提供数据的装置的物理位置，而是该装置包括的各个装置可以以集中式或者分布式方式位于任何适当的物理设备中，只要这些装置在整体上能够实现本说明书中所述功能即可。

在一个实施方式中，向移动设备提供数据的方法可以响应于移动设备的用户请求访问特定类型的数据而启动。当用户请求访问诸如视频的多媒体数据时，例如当用户打开视频播放器并点播某视频时，可以启动根据本发明的实施方式的方法。

在一个实施方式中，可以在不改变移动设备自身配置的情况下实现向移动设备提供数据的方法和装置。在移动通信网络对外开放访问移动设备的历史状态信息以及各小区的运行状态信息的情况下，根据本发明的方法可以基于直接从移动通信网络中获取的信息而预测小区列表、确定可获得的带宽、计算可获得流量，继而实现基于适当编码方式来提供数据的操作。在不需要移动通信网络对外开放信息的情况下，还可以通过在移动设备中加载专用应用的方式，直接从移动设备获取其自身的历史信息。

应当注意，尽管本说明书中以可伸缩编码方式作为以可变码率向移动设备提供数据的示例性实施方式，然而本发明并不局限于本说明书中特指的可伸缩编码方式，而是可以包括可以适应于不同用户的需要和偏好、适应于不同移动设备的性能、适应于移动通信网络的状况，而以分级方式向移动终端提供数据的任何编码方式。

还应当注意，尽管本说明书中以视频流作为多媒体数据的示例而描述本发明的方法，然而该多媒体数据还可以包括例如以可变码率传输的高清音频数据等。

在实现向移动设备提供数据的方法时，如图7中所示服务提供者(诸如，服务提供者一140)、或者上述能够实现本发明的实施方式所述方法的第三方开发实体，可以将能够支持向移动设备提供数据的计算机程序产品部署在移动通信网络提供商的服务器设备上，进而形成了能够支持向移动设备提供数据的装置。在一个实施方式中，如图7所示的装置可以是计算机软件产品与服务器硬件结合后形成的。应当注意，实施根据本发明的方法和装置的主体可以是上述服务提供者或者第三方开发实体，也可以是提供硬件服务器以及网络连接服务的移动通信网络提供商。移动通信网络提供商也可以不实施根据本发明的方法和装置，而仅提供了实现本发明所述的方法和装置的硬件平台和相关网络服务。

本发明可以采取硬件实施方式、软件实施方式或既包含硬件组件又包含软件组件的实施方式的形式。在优选实施方式中，本发明实现为软件，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。

而且，本发明还可以采取可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，这些介质提供程序代码以供计算机或任何指令执行系统使用或与其结合使用。出于描述目的，计算机可用或计算机可读机制可以是任何有形的装置，其可以包含、存储、通信、传播或传输程序以由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用。

介质可以是电的、磁的、光的、电磁的、红外线的、或半导体的系统(或装置或器件)或传播介质。计算机可读介质的例子包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。目前光盘的例子包括紧凑盘-只读存储器(CD-ROM)、压缩盘-读/写(CD-R/W)和DVD。

适合于存储/或执行程序代码的数据处理系统将包括至少一个处理器，其直接地或通过系统总线间接地耦合到存储器元件。存储器元件可以包括在程序代码的实际执行期间所利用的本地存储器、大容量存储器、以及提供至少一部分程序代码的临时存储以便减少执行期间从大容量存储器必须取回代码的次数的高速缓存存储器。

输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指点设备等等)可以直接地或通过中间I/O控制器耦合到系统。

网络适配器也可以耦合到系统，以使得数据处理系统能够通过中间的私有或公共网络而耦合到其他数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、线缆调制解调器以及以太网卡仅仅是当前可用的网络适配器类型的几个例子。

从上述描述应当理解，在不脱离本发明真实精神的情况下，可以对本发明各实施方式进行修改和变更。本说明书中的描述仅仅是用于说明性的，而不应被认为是限制性的。本发明的范围仅受所附权利要求书的限制。

Claims (18)

1.一种向移动设备提供数据的方法，包括：

预测所述移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表；

确定所述移动设备从所述列表中的至少一个小区可获得的带宽；

基于所述带宽计算所述移动设备从所述列表中的所述至少一个小区可获得的流量；以及

基于与所述流量相匹配的编码方式，向所述移动设备提供所述数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中预测所述移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表包括：

获取所述移动设备所经过的小区的历史序列、以及所经过的小区内及附近的路网信息；以及

基于所述历史序列和所述路网信息，预测所述移动设备在所述预定时间段内即将切换至的小区以加入所述列表。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述列表至少包括所述移动设备即将切换至的小区的标识信息以及在所述小区中的预期停留时间信息。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中确定所述移动设备从所述列表中的至少一个小区可获得的带宽包括：

基于以下至少一项确定所述带宽：所述至少一个小区的通信能力、用户密度、平均信道质量。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中基于所述带宽计算所述移动设备从所述列表中的所述至少一个小区可获得的流量包括：

基于所确定的所述移动设备从所述列表中的所述至少一个小区可获得的带宽、以及所述移动设备在所述列表中的所述至少一个小区中的预期停留时间，计算所述流量。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中基于与所述流量相匹配的编码方式，向所述移动设备提供所述数据包括：

选择在预定时间段内向所述移动设备提供所述数据所需的流量不超过但最接近所述流量的编码方式。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述编码方式包括可伸缩的编码方式。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述数据包括多媒体数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多媒体数据包括视频流。

10.一种向移动设备提供数据的装置，包括：

用于预测所述移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的装置；

用于确定所述移动设备从所述列表中的至少一个小区可获得的带宽的装置；

用于基于所述带宽计算所述移动设备从所述列表中的所述至少一个小区可获得的流量的装置；以及

用于基于与所述流量相匹配的编码方式，向所述移动设备提供所述数据的装置。

11.根据权利要求10所述的装置，其中用于预测所述移动设备在预定时间段内即将切换至的小区的列表的装置包括：

用于获取所述移动设备所经过的小区的历史序列、以及所经过的小区内及附近的路网信息的装置；以及

用于基于所述历史序列和所述路网信息，预测所述移动设备在所述预定时间段内即将切换至的小区以加入所述列表的装置。

12.根据权利要求10所述的装置，其中所述列表至少包括所述移动设备即将切换至的小区的标识信息以及在所述小区中的预期停留时间信息。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的装置，其中用于确定所述移动设备从所述列表中的所述至少一个小区可获得的带宽的装置包括：

用于基于以下至少一项确定所述带宽的装置：所述至少一个小区的通信能力、用户密度、平均信道质量。

14.根据权利要求10至12中的任一项所述的装置，其中用于基于所述带宽计算所述移动设备从所述列表中的所述至少一个小区可获得的流量的装置包括：

用于基于所确定的所述移动设备从所述列表中的所述至少一个小区可获得的带宽、以及所述移动设备在所述列表中的所述至少一个小区中的预期停留时间，计算所述流量的装置。

15.根据权利要求10至12中的任一项所述的装置，其中用于基于与所述流量相匹配的编码方式，向所述移动设备提供所述数据的装置包括：

用于选择在预定时间段内向所述移动设备提供所述数据所需的流量不超过但最接近所述流量的编码方式的装置。

16.根据权利要求10至12中的任一项所述的装置，其中所述编码方式包括可伸缩的编码方式。

17.根据权利要求10至12中的任一项所述的装置，其中所述数据包括多媒体数据。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述多媒体数据包括视频流。

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