CN104737518B - 用于数据表示和传输的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供系统和方法来改进网络的数据传输效率。该改进通过降低数据表示中的冗余度来实现。数据被划分为多个数据部分。所述数据部分用于对多个压缩数据部分进行编码，其中所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集并且包括比所述数据部分的所述子集少的冗余数据。还根据剩余数据部分中的数据对所述压缩数据部分进行编码。根据数据部分序列发送所述压缩数据部分，而不是发送具有所述剩余数据部分的所述数据部分的子集。当接收到指示数据部分序列中的先前数据部分或压缩数据部分的成功传输的确认(ACK)消息时，发送所述压缩数据部分中的每一个。

Description

用于数据表示和传输的系统和方法
本发明要求2012年10月22日申请的发明名称为“用于数据表示和传输的系统和方法”的美国非临时专利申请第13/657,559号的优先权，该申请在本文中通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及数据传输领域，以及在具体实施例中，涉及用于通过互联网或其它网络进行内容表示和传输的系统和方法。
背景技术
媒体流业务，例如电影或音乐流业务，由媒体业务提供商(例如，Netflix)提供作为over-the-top(OTT)内容。该内容通过互联网和/或一个或更多个其它网络从提供商的服务器向终端用户进行流式传输。OTT内容通常在互联网业务提供商没有参与内容本身的控制或分发的情况下通过互联网进行递送。例如，媒体业务还通过无线核心网提供给移动设备。媒体传输由网络协议和技术例如基于超文本传输协议的动态自适应流(DASH)来控制。DASH协议提供同一媒体的多个表示例如具有不同数据速率，以支持改变网络传输带宽。较低的数据速率表示具有较低的视频质量，而在带宽不足的情况下发送较高速率的媒体可能造成流式媒体的延迟或中断，这影响了用户体验质量(QoE)。期望的是改进媒体表示来利用满足带宽和QoE要求。
发明内容
在一个实施例中，一种用于提供数据内容的方法包括：使用针对数据内容的多个数据部分对多个压缩数据部分进行编码，其中所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集、包括比所述数据部分的子集少的冗余数据，并且根据所述剩余数据部分中的数据进行编码；以及根据数据部分序列发送所述压缩数据部分而不是发送具有所述剩余数据部分的数据部分的所述子集。
在另一个实施例中，一种用于提供数据内容的网络组件包括处理器和用于存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：使用针对数据内容的多个数据部分对多个压缩数据部分进行编码，其中所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集、包括比所述数据部分的子集少的冗余数据，并且基于所述剩余数据部分中的数据进行编码；以及根据数据部分序列发送所述压缩数据部分而不是发送具有剩余常规片段的所述数据部分的子集。
在另一个实施例中，一种用于获取数据内容的方法包括：发送请求以下载数据内容；以及接收数据部分序列中的多个数据部分和压缩数据部分，其中通过移除包括在所述数据部分中的冗余数据对所述压缩数据部分进行编码。
在另一个实施例中，一种用于获取内容数据的网络组件包括处理器和用于存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令以：发送请求以下载内容数据；以及接收数据部分序列中的多个数据部分和压缩数据部分，其中通过移除包括在所述数据部分中的冗余数据对所述压缩数据部分进行编码。
在另一个实施例中，一种用于传输数据内容的无线电接入节点包括处理器和用于存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：接收从服务器发送并且包括数据部分序列中的压缩数据部分的用户数据报协议(UDP)包，其中通过移除包括在其它数据部分中的冗余信息对所述压缩数据部分进行编码；向客户端转发所述UDP包；以及当将所述UDP包成功转发给所述客户端时，向所述服务器发送确认(ACK)消息。
在另一个实施例中，一种用于传输数据内容的无线电接入节点包括处理器和用于存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：接收从服务器发送的数据内容的多个压缩数据部分以响应于转发来自客户端的多个ACK消息；将所述压缩数据部分转换为所述客户端处的媒体播放器所支持的多个对应数据部分；以及向所述客户端发送所述对应数据部分，其中所述压缩数据部分具有比所述对应数据部分少的冗余数据，并且基于在其它发送的数据部分中的信息进行编码。
在又一个实施例中，一种用于传输数据内容的无线电接入节点包括处理器和用于存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：接收从服务器发送的数据内容的数据部分序列中的多个数据部分以响应于转发来自客户端的多个ACK消息；将所述数据部分转换为多个对应压缩数据部分；以及向所述客户端发送所述对应压缩数据部分，其中所述压缩数据部分具有比所述对应数据部分少的冗余数据，并且基于在其它发送的数据部分中的信息进行编码。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，在附图中：
图1示出了示例内容分发系统。
图2是根据DASH的典型客户端-服务器模型的方框图。
图3是典型媒体表示的方框图。
图4是冗余度降低的实施例媒体表示的方框图。
图5是用于发送具有降低的冗余度的媒体的实施例方法的流程图。
图6A和图6B示出了使用典型媒体表示和冗余度降低的改进的媒体表示的视觉质量。
图7A和图7B示出了使用相比于典型媒体表示的冗余度降低的改进的媒体表示的带宽节省。
图8是用于发送用户数据报协议(UDP)包的确认(ACK)消息的实施例系统的方框图。
图9是用于支持传统媒体播放器的实施例系统的方框图。
图10是用于支持传统媒体播放器的另一实施例系统的方框图。
图11是用于支持传统媒体播放器的另一实施例系统的方框图。
图12是可以用于实施各种实施例的处理系统的方框图。
具体实施方式
下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解的是，本发明提供可以在各种具体情境下被实施的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以制作和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
本文所公开的是提供新的数据表示以总体提高内容业务(例如OTT内容)或数据的传输效率和用户体验质量(QoE)的系统和方法。传输效率和用户QoE通过降低基于一个或多个网络(例如互联网和移动核心网)发送的内容或数据的表示中的冗余度而得到提高。在基本上没有降低内容(例如视频)质量或数据完整性的情况下，降低数据表示中的冗余度。例如，数据可以表示为基于一个或多个网络单独(和连续)发送的一个或多个数据部分。至少一些数据部分中的冗余度被降低，以提高传输效率和QoE。
这些系统和方法可以应用于不同类型的数据或内容流量，例如视频流、音频流、网页浏览、文件下载，以及包括DASH和其它协议的网络传输协议。以下实施例与媒体业务(例如视频/音频流)有关，其中媒体表示使用形成内容(例如视频)的多个媒体片段来表示。然而，本文中的实施例、系统和方法可以扩展并应用于任意类型的数据或内容表示，以提高传输效率(例如降低比特率或传输带宽)和QoE(例如减少业务或下载的延迟或中断)。
图1示出了包括一个或多个网络的示例内容分发系统100。系统100包括耦接至互联网102的一个或多个OTT内容服务器101、耦接至移动(或无线)核心网104的一个或多个移动运营商内容服务器103，以及一个或多个用户设备(UE)110。OTT内容服务器101被配置成使用实时协议(RTP)和DASH来发送媒体业务(例如视频和/或音乐业务)。媒体内容经由互联网102和移动核心网104向(一个或多个)UE110发送。移动运营商内容服务器103被配置成经由移动核心网104、使用增强型多媒体广播多播业务(eMBMS)和DASH向UE 110发送媒体业务。在其它实施例中，其它技术和协议可以用于向用户发送媒体内容。
内容可以经由例如移动核心网104的边缘处的网关105、在互联网102和移动核心网104之间进行传输。内容经由一个或多个路由器106通过移动核心网104来转发，路由器106耦接至移动运营商内容服务器103和网关105。路由器106还耦接至例如移动核心网104的边缘处的一个或多个无线电接入节点107，其也称作基站或蜂窝塔。无线电接入节点107与(一个或多个)UE110进行通信，以向(一个或多个)UE110转发媒体内容。此外，通过移动核心网104转发的至少一些内容在例如网关105和/或任意无线电接入节点107处的一个或多个缓存单元108中缓存。
图2示出了根据DASH的典型客户端-服务器模型200，该模型可以在系统100中实现。服务器201(例如HTTP服务器)包括例如在一个或多个存储器单元或队列202中的多个媒体文件210。每一个媒体文件210被划分为多个较短的片段212，这些片段可以例如在几秒内通过网络进行传输。每一个媒体片段212可以具有使用不同比特率进行编码的多个表示。基于网络使用任意合适的协议例如超文本传输协议(HTTP)将片段212从服务器201传输到客户端250(例如HTTP流客户端)。客户端250例如位于UE处。客户端250包括协议接口251(例如HTTP接入客户端)和流控制单元253(例如HTTP流控制)，其中，协议接口251接收片段212，流控制单元253接收来自服务器201的媒体表示描述并且(例如经由调度器)向协议接口251发送对片段的请求。片段随后被转发至客户端250处的媒体播放器252，以对片段进行解码并且播放媒体内容。
客户端250向服务器201发送GET命令以下载多个媒体片段212。因为信道带宽可能随时间而变化，所以客户端250可以采用不同的速率请求不同的媒体表示，使得媒体比特率不高于所支持的或可用的网络带宽。例如使用传输控制协议(TCP)在服务器201和客户端250之间交换多个媒体片段212。TCP允许客户端250在接收片段212之后向服务器201发回确认(ACK)消息，以便服务器201获知媒体片段212是否被客户端250成功接收并解码。
图3示出了可以在根据DASH的典型客户端-服务器模型200中使用的典型媒体表示300。媒体内容例如视频内容可以采用多个版本存储在(例如内容或媒体服务器处的)存储器301中，作为使用不同比特率进行编码的不同视频表示。例如，存储器301包括具有低比特率的第一视频表示310和具有高比特率的针对同一内容的第二视频表示320。每一个视频表示被保存为可以单独地和连续地发送并因此接收的多个片段(例如10个片段)的组合。每一个片段包括一个或多个图像组(GoP)。通常，媒体片段约为2至10秒长并且包括一个GoP。客户端软件使用(采用HTTP的)GET命令以下载来自存储器301的片段。在高容量信道(具有相对较高的带宽)的情况下，客户端请求使用高比特率进行编码的第二视频表示320。在低容量信道(具有相对较低的带宽)的情况下，客户端请求使用低比特率进行编码的第一视频表示310。
尽管DASH提供了许多优点，但是冗余度是例如当链路带宽有限时可能降低媒体业务的传输效率和/或降低用户QoS的问题中的一个。至少一些片段或GoP被独立地编码，这允许了媒体质量的刷新和在编码后的媒体流之间的快速切换。在服务器处独立地对媒体片段进行编码，这允许了在客户端处独立地对片段进行解码。然而，这需要在不同片段中引入数据冗余。在某些场景中例如为了支持可伸缩视频编码(SVC)，某些片段可以依赖于其它片段进行解码。例如，一个片段包括媒体的基本层，而其它片段包括增强层。然而，同一媒体层的片段仍然独立地进行编码。因为后续片段之间的GoP因其处于同一个场景而基本上相关，所以两个后续(或连续)媒体片段之间的信息冗余可以是显著的。这造成了独立地递送编码后的GoP/片段的带宽浪费。
为了提高媒体编码效率，可以增加片段中GoP的大小(例如更多图像组成一个片段)。然而，增加GoP的大小增加了一个视频片段中用于传输的文件大小，这对传输提出了挑战(这就是将媒体文件划分为较小的片段或文件进行传输的原因)。此外，如果用户停止观看，那么就浪费了较大的已传输文件中的剩余已下载媒体比特。
图4示出了冗余度降低的实施例媒体表示400。媒体表示400基于降低或移除片段之间例如后续视频片段之间的信息冗余。这降低了视频传输的带宽要求，即提高了传输效率，并且进一步提高了用户QoE。媒体内容(例如视频内容)可以采用不同比特率存储在(例如内容服务器处的)存储器401中，例如具有低比特率的第一视频表示410和具有高比特率的第二视频表示420。视频表示410和420均被划分为可以单独地发送并因此接收的多个片段(例如10个片段)。
此外，针对视频表示410和420中的每一个对辅助媒体表示进行编码并存储。这包括与第一视频表示410关联的第一辅助视频表示412，以及与第二视频表示420关联的第二辅助视频表示422。辅助视频表示412和422可以和对应的视频表示412和422一起存储在同一个存储器401中。辅助视频表示412和422中的每一个也被划分为可以单独地发送并因此接收的相同数目的片段(例如10个片段)。
辅助视频表示412的某些片段例如片段1和6分别与第一视频表示410中它们对应的片段相同。辅助视频表示412的剩余片段是第一视频表示410中它们对应的片段的压缩版本。类似地，辅助视频表示422的片段1和6与视频表示420中它们对应的片段相同，并且辅助视频表示422的剩余片段是视频表示420中它们对应的片段的压缩版本。如下所述，辅助视频表示412和422中的片段(本文中还称为辅助片段)通过移除视频表示410和420中它们对应的常规片段中的冗余数据来创建。压缩辅助片段可以具有比其对应的常规片段低的比特率。
在辅助视频表示412和422中，压缩辅助片段依赖于全尺寸片段1和6。例如，片段2依赖于片段1。这意味着片段2使用片段1中的某些信息在接收器或客户端处进行解码。因此，如果成功接收并解码片段1，则可以只解码片段2。类似地，片段3、4和5中的每一个均依赖于片段1。在另一实施例中，至少一些后续辅助片段也相互依赖。这进一步移除了辅助片段中的数据冗余。例如，片段3可以依赖于片段2，片段2反过来依赖于片段1。因此，片段3依赖于片段1和2。这意味着如果成功接收并解码片段1和2，则可以只解码片段3。
可以通过以下方案中的任意一个方案来生成辅助片段。例如，片段1和2包括非独立GoP，其中片段1包括I图像帧(I帧)，并且片段1和2的其它图像帧基于该I帧进行编码。为了进一步移除数据冗余并实现带宽节省，片段2中的I帧由编码效率更高的图像帧例如P帧或B帧来替代。该方案在本文中被称为片段间编码。为了节省存储空间，辅助视频片段可以通过代码转换单元在运行中创建，例如视频关键帧(例如H.264标准中的I或IDR帧)可以在运行中进行转码。
在另一示例中，片段1和2包括独立GoP，其中媒体压缩独立应用于两个片段中的GoP。两个片段中的GoP的编码媒体比特随后由相同的比特或符号压缩软件程序进行压缩，使得可以在运行中实现解压(同时流式片段正在客户端处接收)。这确保了片段1被独立地解码，并且依赖于片段1的片段2随后基于片段1进行解码。在这种情况下，数据冗余移除和带宽节省通过符号级或比特级压缩来获取，其中符号级或比特级压缩联合应用于这两个片段。该方案在本文中被称为片段间压缩。
在又一示例中，上述两种方案的组合可以用于生成两个非独立片段1和2，其中依赖性从片段间编码和片段间压缩中实现。在上述方案中的任意一个方案中，媒体压缩可以在运行中进行(同时片段在服务器处进行流式传输)。例如，当成功接收媒体片段n时，可以参照媒体片段n对媒体片段n+1(后续片段)进行压缩。
为了节省带宽或者在链路上的带宽减少的情况下，可以发送压缩且非独立的辅助片段，而不是发送它们对应的常规片段。例如，当用户观看流式视频时，对应媒体的片段从服务器向客户端发送。当成功接收并解码片段时，客户端设备(UE)(使用TCP)发送ACK消息。为了对接收每一个ACK消息作出回应，服务器发送片段序列中的继与ACK消息关联的最后一次发送的片段之后的后续或下一辅助片段。后续或下一辅助片段可以依赖于最后一次的先前发送并成功接收和解码的片段。如果服务器在发送片段后没有接收ACK消息，则服务器发送后续常规片段，而不是发送下一辅助片段。
图5示出了用于发送具有降低的冗余度的媒体的实施例方法500。例如，方法500在内容分发系统100中实施，以将媒体从服务器向客户端(UE)发送或进行流式传输。具体地，方法500使用包括(例如针对具有不同比特率的多个媒体表示的)压缩/非独立辅助片段的媒体表示400。方法500的以下步骤可按下述顺序或任意其它合适的顺序来实施。在步骤510处，接收对媒体进行下载或流式传输的请求。例如，移动运营商内容服务器103或OTT内容服务器101从UE 110接收下载媒体的请求。
在步骤520处，发送媒体表示的初始片段。初始片段属于数据率由来自客户端的请求或根据可用链路带宽来确定的媒体表示。初始片段是常规片段，例如高比特率视频表示420的片段1。在决策块530处，方法500确定是否接收到ACK消息。当成功接收并解码片段1时，根据TCP从客户端返回ACK消息。如果接收到ACK消息，则方法500前进到决策步骤540。否则，方法500前进到步骤580。
在决策步骤540处，方法500确定后续(或连续)的辅助片段例如媒体表示400中的片段2是否可用。如果步骤540中的条件为真，则方法500前进到步骤545。否则，方法500前进到步骤550。在步骤545处，发送后续的辅助片段。辅助片段依赖于先前发送的片段，其中两个片段之间的冗余被移除。随后客户端接收辅助片段，并且使用来自先前解码的片段中的信息对辅助片段进行解码。例如，发送高比特率视频表示422的压缩辅助片段2，其依赖于片段1中的信息进行编码。替代地，在步骤550处发送后续常规片段。常规片段可以包括具有先前发送片段的冗余信息，并且可以独立于先前的片段在客户端处进行解码。例如，发送高比特率视频表示420的常规片段2，其由于两个片段中的冗余数据可以独立于片段1在客户端处进行解码。在实施步骤545或550之后，方法500返回决策块530以完成发送辅助或常规片段直至所有媒体片段被发送为止。
在步骤580处，重新发送先前发送的片段(例如常规或辅助片段)。替代地，发送码本。该码本可以在运行中进行构建，并且包括一个或多个丢失或失败的先前片段的码字。客户端处的接收器可以使用重新发送的先前片段或者码本对后续发送的辅助片段进行解码。在步骤580之后，方法500前进到步骤540。在另一个实施例中，方法500实施替代步骤580，在替代步骤580中发送后续的常规片段。在替代步骤580之后，方法500返回决策块530以完成发送辅助或常规片段直至所有媒体片段被发送为止。
图6A和图6B示出了使用典型媒体表示和冗余度降低的改进的媒体表示的视觉质量。图6A示出了使用适应于带宽降低的典型媒体流方案的在时间与传输信道带宽下的流式图像或视频帧的序列。因此，当信道带宽降低时，高比特率媒体表示的片段由较低比特率表示的片段替代，这提供了较低的视频质量(例如较低的空间分辨率)。在另一场景中，具有较低比特率的片段包括更粗糙的视频信息元素的量化。例如，典型方案使用具有高和低比特率表示的典型媒体表示300。
图6B示出了使用媒体片段中冗余度降低的媒体表示的在时间与传输信道带宽下的流式帧的序列。因此，发送高比特率媒体表示的辅助片段(如果可用并且接收到ACK消息)，而不是发送常规片段，这大致保持了类似的视频质量(大致为相同的空间分辨率)。由于移除了辅助片段中的冗余信息，因此客观或主观质量可能出现忽略不计或相对较小的下降。例如，使用方法500发送第二辅助视频表示422的片段。当信道带宽降低时，可以发送具有片段间压缩(如上所述)的辅助片段以实现更多带宽节省。辅助片段可以在基本上不影响视频质量的情况下满足降低的信道带宽。因此，与图6A的方案相比，空间分辨率和用户QoE得到提高。
图7A和图7B示出了相比于典型媒体表示的使用冗余度降低的改进的媒体表示的带宽节省。与图6A类似，图7A示出了使用典型媒体流方案的在时间与传输信道带宽下的流式图像或视频帧的序列，该典型媒体流方案通过发送比特率下降的片段来降低带宽。
图7B示出了使用媒体片段中冗余度降低的媒体表示的在时间与信道带宽下的流式帧的序列。因此，发送高比特率媒体表示的压缩辅助片段(如针对上述图6B所述)，而不是发送常规片段。当信道带宽降低时，发送具有片段间压缩、片段间编码(如上所述)或者这两者的组合的辅助片段，以实现不同程度的带宽节省。可以发送带宽节省中进一步增加的后续片段。因此，可以避免业务延迟或中断以提供更好的QoE。然而，带宽节省进一步增加时，视频质量或分辨率可以进一步降低。
在实施例中，UE通过信令向媒体服务器指示媒体编码模式(例如片段间编码)、比特或符号压缩模式(例如片段间压缩)，或者这两者。例如，UE处的客户端软件在向UE发送片段之前发送消息，其指示了用于(静态地或在运行中)对片段进行编码和/或压缩的媒体编码模式和/或比特(或符号)压缩模式。可以在下载媒体的请求中或在降低传输带宽的请求中指示媒体编码模式和/或比特(或符号)压缩模式。
图8示出了用于发送用户数据报协议(UDP)包的ACK消息的实施例系统800。通常，如果媒体内容使用例如IPTV标准中的RTP和UDP进行递送，则ACK消息不可用。因此，服务器可能无法确定是否选择辅助片段而非常规片段(如在方法500中)。考虑到这点，系统800被配置成使用UDP在媒体服务器810和用户终端840(或UE)之间交换ACK消息。媒体服务器810和用户终端840可以通过网关820(例如移动媒体网关)和无线电接入节点(RAN)830进行通信。如图8所示，系统800的组件包括用于处理数据的多个层。
RAN 830被配置成处理(在媒体服务器810和用户终端840之间交换的)UDP包，以确定这些包属于哪些媒体片段。例如，RAN 830包括被配置成例如在IP层访问UDP包的功能(软件)、功能模块(硬件)，或者这两者的组合。因此，RAN 830能够确定片段是否(在UDP包中)成功传输给用户终端840，例如作为物理层消息。当验证到片段成功传输给用户终端840时，RAN 830(例如经由网关820)向媒体服务器810发送ACK消息或类似目的的消息，以通知媒体服务器810：片段(例如在UDP包中)成功传输给用户终端840。
在实施例中，当客户端未成功接收和/或解码(例如UDP或其它协议包中的)片段、并且媒体服务器没有接收到作为回应的ACK消息时，媒体服务器重新发送片段以允许客户端成功解码(或解压缩)片段。替代地，服务器向客户端(例如在运行中)发送码本，以使客户端能够成功解码或解压缩新发送的片段。码本包括(片段的)码字索引和它们的概率。
在另一场景中，同一媒体内容的媒体片段可以存储或分发在网络例如在内容分发网络(CDN)中的多个位置和组件中。这允许用户从不同服务器或缓存下载相同媒体内容。原始的媒体服务器可以包括所有常规和对应的辅助媒体片段或表示，而CDN中的一个或多个缓存可能例如由于存储有限而仅具有常规的媒体表示。在这种情况下，如果来自客户端软件的下载请求重定向到缓存，则该缓存被配置成具有代码转换和压缩功能，以便例如静态地或在运行中创建辅助媒体片段或表示。在运行中代码转换和压缩用于降低缓存的存储容量要求。
图9图示了用于支持在媒体服务器910和用户终端940处的传统媒体播放器(或编码器/解码器)的实施例系统900。在媒体服务器910的应用层处和类似地用户终端940的应用层处的传统媒体播放器(或编码器/解码器)未被配置成生成、识别或处理辅助媒体片段。为了例如经由网关920和RAN 930来实现在媒体服务器910和用户终端940之间辅助媒体片段的传输，媒体转换功能可以(经由软件和/或硬件)添加至用户终端940和媒体服务器910中的每一个。媒体转换功能被配置成在两端将传统媒体(例如常规片段)所支持的片段之间转换为辅助片段，以使得能够(经由网关920和RAN930)在链路上传输辅助片段，并且因此实现带宽节省。
如图9所示，系统900的组件包括用于处理数据的多个层。具体地，将第一媒体转换功能912添加至媒体服务器910的应用层和HTTP/RTP层之间。第一媒体转换功能912将媒体服务器910处的传统媒体播放器或编码器所支持的片段(例如常规片段)转换为随后向用户终端940发送的辅助片段。将第二媒体转换功能941添加至用户终端940的HTTP/RTP层和应用层之间。第二媒体转换功能941将从媒体服务器910接收到的辅助片段转换为用户终端940处的传统媒体播放器或解码器所支持的片段(例如常规片段)。
图10图示了用于支持在媒体服务器1010的应用层处和类似地在用户终端1040的应用层处的传统媒体播放器以使得能够传输辅助媒体片段的另一实施例系统1000。辅助片段经由媒体服务器1010和用户终端1040之间的网关1020和RAN1030进行传输。系统1000包括与系统900类似的组件。然而，在与系统900不同的层处将媒体转换功能添加至系统1000的两端。具体地，将第一媒体转换功能1011添加至媒体服务器1010的TCP/UDP层和IP层之间，以将传统媒体播放器或编码器所支持的片段(例如常规片段)转换为随后向用户终端1040发送的辅助片段。将第二媒体转换功能1041添加至用户终端1040的IP层和TCP/UDP层之间，以将从媒体服务器1010接收到的辅助片段转换为在用户终端1040处的传统媒体播放器或解码器所支持的片段(例如常规片段)。
图11图示了用于支持在用户终端1140的应用层处的传统媒体播放器、以使得能够传输由媒体服务器1110生成和发送的辅助媒体片段的又一实施例系统1100。片段经由媒体服务器1110和用户终端1140之间的网关1120和RAN 1130进行传输。系统1100包括与系统900和1000类似的组件。然而，媒体转换功能1131被添加至RAN1130，而不是添加至媒体服务器1110和用户终端1140。媒体转换功能1131被添加至RAN1130的HTTP/RTP层之上的应用层。媒体转换功能1131被配置成将从媒体服务器1110发送的辅助片段转换为在用户终端1140的应用层处的传统媒体播放器或解码器所支持的片段(例如常规片段)。在转换之后，RAN1130向用户终端1140发送片段。在这种情况下，在媒体服务器1110和RAN1130之间实现带宽节省。
在另一场景中，例如由于内存或软件限制，可能不在媒体服务器处添加辅助媒体片段或表示。在这种情况下，可以在(媒体服务器和用户终端之间的)RAN处添加新的模块，以执行代码转换和压缩功能。新的模块拦截从媒体服务器向用户终端发送的所有媒体包或片段、存储常规媒体片段、创建对应的辅助媒体片段，并向用户终端转发辅助媒体片段。取决于最新的无线信道和空中接口加载条件，RAN可以选择合适的媒体表示以向用户终端发送。
图12是可以用于实施各种实施例的处理系统1200的方框图。具体的设备可以利用所有所示的组件或所述组件的仅一子集，并且设备与设备之间的集成程度可以不同。此外，设备可以包含组件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。处理系统1200可以包括配备有一个或多个输入/输出设备例如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、按键、键盘、打印机、显示器等的处理单元1201。处理单元1201可以包括中央处理器(CPU)1210、存储器1220、大容量存储设备1230、视频适配器1240以及连接至总线的I/O接口1260。总线可以为任何类型的若干总线架构中的一个或多个，该若干总线架构包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、视频总线等等。
所述CPU1210可包括任何类型的电子数据处理器。存储器1220可以包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)、其组合等等。在实施例中，存储器1220可以包括在开机时使用的ROM和在执行程序时用于程序和数据存储的DRAM。在实施例中，存储器1220是非瞬时的。大容量存储器设备1230可以包括任意类型的存储设备，其被配置成存储数据、程序和其它信息，并且使这些数据、程序和其它信息经由总线访问。大容量存储器设备1230可以包括例如以下中的一个或多个：固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。
视频适配器1240和I/O接口1260提供接口以将外部输入和输出设备耦接至处理单元。如所图示的，输入和输出设备的示例包括耦接至视频适配器1240的显示器1290和耦接至I/O接口1260的鼠标/键盘/打印机1270的任意组合。其它设备可以耦接至处理单元1201，并且可以利用添加的或更少的接口卡。例如，串行接口卡(未图示)可以用于为打印机提供串行接口。
处理单元1201还包括一个或多个网络接口1250(其可以包括例如以太网电缆等的有线链路和/或无线链路)以访问节点或者一个或多个网络1280。网络接口1250允许处理单元1201经由网络1280与远程单元进行通信。例如，网络接口1250可以经由一个或多个发射器/发射天线和一个或多个接收器/接收天线来提供无线通信。在实施例中，处理单元1201被耦接至局域网或广域网，以用于数据处理和与远程设备进行通信，该远程设备例如其它处理单元、互联网、远程存储设施等等。
虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对本发明做出各种变化、替代和更改。此外，本发明的范围并不意图局限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤的特定实施例。本领域的普通技术人员可从本发明的公开中轻易地了解到，可以根据本发明使用现有的或以后将被开发的过程、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤，上述这些基本上执行与本文所描述的相应实施例相同的功能或基本上实现与本文所描述的相应实施例相同的结果。因此，所附权利要求意图在其范围内包括这些过程、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤。

Claims (30)

1.一种用于提供数据内容的方法，所述方法包括：
使用针对数据内容的多个数据部分对多个压缩数据部分进行编码，其中所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集，包括比所述数据部分的子集少的冗余数据，并且根据剩余数据部分中的数据进行编码，所述剩余数据部分中的数据为所述数据部分的子集中除了所述压缩数据部分之外的数据；以及
当接收到指示所述数据部分序列中的先前数据部分或压缩数据部分的成功传输的确认(ACK)消息时，根据数据部分序列发送所述压缩数据部分中的每一个，而不是发送具有所述剩余数据部分的所述数据部分的子集。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
移除后续压缩数据部分之间的冗余数据；以及
取决于所述数据部分序列中的先前压缩数据部分中的数据加上所述剩余数据部分中的数据，进一步对所述后续压缩数据部分进行编码。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当成功发送所述数据部分序列中的先前数据部分或压缩数据部分时，在运行中对所述压缩数据部分中的每一个进行编码。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述剩余数据部分中的数据对所述压缩数据部分进行编码包括：
对所述剩余数据部分和所述压缩数据部分中的每一个独立地进行编码；以及
使用比特或符号压缩对具有所述数据部分序列中的所述剩余数据部分之后的所述压缩数据部分的编码剩余数据部分进行压缩。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当成功发送所述数据部分序列中的先前数据部分或压缩数据部分时，在运行中对所述压缩数据部分中的每一个进行压缩。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从客户端接收下载所述数据内容的请求；
发送第一剩余数据部分或第一压缩数据部分；
如果从所述客户端接收到确认(ACK)消息，则发送所述数据部分序列中的所述第一剩余数据部分或所述第一压缩数据部分之后的第二压缩数据部分；或者如果没有接收到ACK消息，或者如果所述第二压缩数据部分不可用，则发送所述数据部分序列中的所述第一剩余数据部分或所述第一压缩数据部分之后的第二剩余数据部分。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从客户端接收下载的请求；
发送第一剩余数据部分或第一压缩数据部分；
如果从所述客户端接收到确认(ACK)消息，则发送所述数据部分序列中的所述第一剩余数据部分或所述第一压缩数据部分之后的第二压缩数据部分；或者如果没有接收到ACK消息，则重新发送所述第一剩余数据部分或所述第一压缩数据部分。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从客户端接收下载的请求；
发送第一剩余数据部分或第一压缩数据部分；
如果从所述客户端接收到确认(ACK)消息，则发送所述数据部分序列中的所述第一剩余数据部分或所述第一压缩数据部分之后的第二压缩数据部分；或者如果没有接收到ACK消息，则发送包括一个或多个最后一次发送的数据部分的码字的码本。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据内容是媒体表示，所述数据部分是所述媒体表示的常规片段，并且所述压缩数据部分是替代所述常规片段的压缩辅助片段。
10.一种用于提供数据内容的网络设备，所述网络设备包括：
处理器；以及
存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令以：
使用针对数据内容的多个数据部分对多个压缩数据部分进行编码，其中所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集，包括比所述数据部分的子集少的冗余数据，并且基于剩余数据部分中的数据进行编码，所述剩余数据部分中的数据为所述数据部分的子集中除了所述压缩数据部分之外的数据；以及
当接收到指示所述数据部分序列中的先前数据部分或压缩数据部分的成功传输的确认(ACK)消息时，根据数据部分序列发送所述压缩数据部分中的每一个，而不是发送具有剩余数据部分的所述数据部分的子集。
11.根据权利要求10所述的网络设备，其中，所述程序包括进一步的指令以：
将所述网络设备的媒体播放器所支持的多个数据部分转换为多个对应压缩数据部分，其中所述数据部分在应用层和超文本传输协议(HTTP)或实时协议(RTP)层之间进行转换；以及
发送所述对应压缩数据部分。
12.根据权利要求10所述的网络设备，其中，所述程序包括进一步的指令以：
将所述网络设备的媒体播放器所支持的多个数据部分转换为多个对应压缩数据部分，其中所述数据部分在传输控制协议(TCP)或用户数据报协议(UDP)层和互联网协议(IP)层之间进行转换；以及
发送所述对应压缩数据部分。
13.根据权利要求10所述的网络设备，其中，所述数据部分在所述网络设备处本地缓存，并且其中，当发送所述数据部分序列中的每一个先前压缩数据部分时，在运行中对所述压缩数据部分进行编码。
14.一种用于获取数据内容的方法，所述方法包括：
发送下载数据内容的请求；以及
接收数据部分序列中的多个数据部分和压缩数据部分，其中通过移除所述数据部分中包括的冗余数据对所述压缩数据部分进行编码，所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集，包括比所述数据部分的子集少的冗余数据；以及
当成功接收所述数据部分和所述压缩数据部分中的每一个时，发送确认(ACK)消息。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
当发送所述ACK消息时，接收下一压缩数据部分；以及
如果没有发送所述ACK消息，则接收下一数据部分。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
当发送所述ACK消息时，接收下一压缩数据部分；以及
如果没有发送所述ACK消息，则接收最后一次发送的数据部分或压缩数据部分。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
当发送所述ACK消息时，接收下一压缩数据部分；以及
如果没有发送所述ACK消息，则接收包括一个或多个丢失或发送失败的数据部分的码字的码本。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：发送指示用于所述压缩数据部分和数据部分的编码模式的消息。
19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：发送指示用于所述压缩数据部分和数据部分的比特压缩模式的消息。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述请求指示所述数据内容的比特率。
21.根据权利要求14所述的方法，其中，所述数据内容是媒体表示，所述数据部分是所述媒体表示的常规片段，并且所述压缩数据部分是替代所述常规片段的压缩辅助片段。
22.一种用于获取内容数据的网络设备，所述网络设备包括：
处理器；以及
存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令以：
发送下载内容数据的请求；以及
接收数据部分序列中的多个数据部分和压缩数据部分，其中通过移除所述数据部分中包括的冗余数据对所述压缩数据部分进行编码，所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集，包括比所述数据部分的子集少的冗余数据；以及
当成功接收所述数据部分和所述压缩数据部分中的每一个时，发送确认(ACK)消息。
23.根据权利要求22所述的网络设备，其中，所述程序包括进一步的指令以：
当发送所述ACK消息时，接收下一压缩数据部分；以及
如果没有发送所述ACK消息，则接收下一数据部分。
24.根据权利要求22所述的网络设备，其中，所述程序包括进一步的指令以：
接收多个压缩数据部分；以及
将所述压缩数据部分转换为所述网络设备的媒体播放器所支持的多个对应数据部分，其中所述压缩数据部分在超文本传输协议(HTTP)或实时协议(RTP)层和应用层之间进行转换。
25.根据权利要求22所述的网络设备，其中，所述程序包括进一步的指令以：
接收多个压缩数据部分；以及
将所述压缩数据部分转换为所述网络设备的媒体播放器所支持的多个对应数据部分，其中所述压缩数据部分在互联网协议(IP)层和传输控制协议(TCP)或用户数据报协议(UDP)层之间进行转换。
26.一种用于传输数据内容的无线电接入节点，所述无线电接入节点包括：
处理器；以及
存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令以：
接收用户数据报协议(UDP)包，所述UDP包从服务器发送并且包括接收到的包括多个数据部分的UDP包的序列中的压缩数据部分，其中通过移除所接收到的UDP包的序列中的剩余数据部分中包括的冗余信息，对所述压缩数据部分进行编码，所述压缩数据部分对应于所述数据部分的子集，包括比所述数据部分的子集少的冗余数据；
向客户端转发所述UDP包；以及
当将所述UDP包成功转发给所述客户端时，向所述服务器发送确认(ACK)消息。
27.一种用于传输数据内容的无线电接入节点，所述无线电接入节点包括：
处理器；以及
存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令以：
从服务器接收包括多个压缩数据部分的数据内容的数据部分序列，其中基于所述数据部分序列中的其它接收到的数据部分中的信息，对所述压缩数据部分进行编码；
将所述压缩数据部分转换成客户端处的媒体播放器所支持的多个对应数据部分，其中所述压缩数据部分具有比所述对应数据部分少的冗余数据；
向所述客户端发送包括所述对应数据部分而不是所述压缩数据部分的所述数据部分序列；以及
当成功发送所述数据部分序列中的每一个数据部分时，将确认(ACK)消息从所述客户端转发给所述服务器。
28.一种用于传输数据内容的无线电接入节点，所述无线电接入节点包括：
处理器；以及
存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令以：
从服务器接收数据内容的数据部分序列；
将所述数据部分序列中的数据部分子集转换为多个对应压缩数据部分，其中所述压缩数据部分具有比所述数据部分子集少的冗余数据，并且基于所述数据部分序列中的剩余数据部分中的数据进行编码；
向客户端发送包括所述压缩数据部分而不是所述数据部分子集的所述数据部分序列；以及
当成功发送所述数据部分序列中的每一个数据部分时，将确认(ACK)消息从所述客户端转发给所述服务器。
29.根据权利要求28所述的无线电接入节点，其中，当发送所述数据部分序列中的每一个先前数据部分时，在运行中对所述数据部分子集进行转换。
30.根据权利要求28所述的无线电接入节点，其中，包括所述数据部分子集和所述对应压缩数据部分的所述数据部分序列在所述无线电接入节点处本地缓存。
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