CN105165096A

CN105165096A - 缓冲-感知无线电资源管理

Info

Publication number: CN105165096A
Application number: CN201480024886.1A
Authority: CN
Inventors: 维什瓦纳思·拉马穆尔蒂; 厄兹格尔·欧伊曼
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2034-06-05
Also published as: US9854623B2; CN105165096B; US9497682B2; US10085299B2; EP3005593A1; WO2014197719A1; HK1218810A1; EP3005813A4; EP3005593A4; CN106851761A; EP3005798A1; US20170006659A1; US20140362752A1; EP3005793B1; HK1218824A1; EP3005798A4; HUE037306T2; EP3005813A1; US9215637B2; CN105164949A

Abstract

本文普遍讨论的是被配置来调度访问蜂窝网络资源的设备的系统和装置。本文还讨论了形成和使用该系统和装置的技术。根据示例，技术可以包括：根据设备的当前和先前缓冲水平计算媒体缓冲水平差、基于缓冲水平变化率计算针对该设备的优先级表征参数、基于该优先级表征参数计算设备访问蜂窝网络资源的优先级、以及基于计算的优先级调度设备时间以访问蜂窝网络资源。

Description

缓冲-感知无线电资源管理

相关申请

本申请要求2013年12月27日递交的美国专利申请No.14/141,940的权益和优先权，其所有公开内容通过引用合并于此，其中美国专利申请No.14/141,940要求2013年6月7日递交的美国临时专利申请No.61/832,644的优先权。

技术领域

示例通常涉及确定设备访问蜂窝网络带宽的优先级，更具体地，基于从设备接收到的当前或先前的媒体缓冲水平或信道质量信息来确定设备访问的优先级。

背景技术

蜂窝网络(例如，长期演进(LTE))可以允许设备与其它设备进行连接或通信。现代设备可以流式传输视频或从邮件服务器或网络服务器下载文件。蜂窝网络可以包括确定设备访问蜂窝网络资源的优先级的基站。

附图说明

在未必按比例绘制的附图中，相似的编号可以描述不同视图中相似的组件。具有不同字母后缀的相似编号可以表示相似组件的不同实例。通常，附图通过示例但非限制的方式示出本文档中讨论的各种实施例。

图1示出蜂窝网络的一部分的示例。

图2A和2B示出蜂窝网络的一部分的通信图的示例。

图3示出针对媒体缓冲水平感知蜂窝网络资源管理的技术的示例。

图4示出用于更新表征参数的决策图的示例。

图5A示出设备的媒体缓冲的示例。

图5B示出设备缓冲状态转换图的示例。

图6示出用于更新定时参数的决策图的示例。

图7示出用于更新调谐参数的决策图的示例。

图8示出可以在其上执行本文所述的任意一种或多种技术(例如，方法)的机器的示例的框图。

具体实施方式

在无线蜂窝网络中进行调度，比如在类似超文本传输协议(HTTP)自适应流媒体(HAS)的视频传送系统的环境中。HAS协议基于设备到基站链路的条件调整视频质量。当前在无线网络中多用户调度算法是基于机会性(关于无线信道变化)和公平性(关于平均吞吐量)的原则，但是缺少视频感知意识。

本文所描述的是包括机会性、公平性或视频感知原则的视频感知调度架构。该调度架构可以只基于来自视频客户端的周期性缓冲水平信息反馈。此类反馈在第三代合作伙伴计划(3GPP)HTTP动态自适应流(DASH)标准TS26.647中被标准化。在该调度架构中，缓冲水平反馈的周期是可调的，比如，在不影响性能的情况下减少反馈量。视频感知调度架构能够比如通过利用来自客户端的缓冲水平反馈来减小为视频客户端重新缓冲的可能性。该调度架构可以提高蜂窝基站的能力。

先前熟知的针对蜂窝网络的多用户调度算法通常只考虑：i)机会性(关于无线信道波动)，以及ii)用户间的公平性。此类算法的示例包括：i)轮询调度(只考虑公平性)，ii)最大吞吐量(MT)调度(只考虑机会性)，iii)比例公平(PF)调度(考虑机会性和公平性两者)。被称为具有障碍帧(BarrierFrame)的比例公平架构(PFBF)的基于缓冲水平反馈的视频感知调度算法被提出来试图减少重新缓冲。该算法通过修改PF算法的效用函数来给缓冲水平低于某阈值的设备以优先权，从而针对低缓冲水平给出紧急型响应。该紧急型响应使其它用户不利地进行重新缓冲，特别是在高加载的情况下，因而减小了算法的有效性。

图1示出蜂窝网络100的一部分的示例。蜂窝网络100可包括基站102、与基站102通信的多个设备104A、104B、104C、104D和104E。

基站102可以是增强型节点B(eNodeB)，比如当网络100是LTE网络时。基站102可以包括物理层，比如媒体访问控制(MAC)层106、无线资源控制(RRC)层110、无线链路控制(RLC)层112、以及物理(PHY)信道层114。MAC层106可以包括调度器108。调度器108可以被配置为确定优先访问蜂窝网络100的资源(比如下载或流式传输带宽)的设备104A-E。

设备104A-E可以是用户设备(UE)，比如当网络100是LTE网络时。设备104A-E可以是能够利用蜂窝网络100的通信协议进行通信的任意设备。可以是设备104A-E的设备的示例包括：便携式个人计算机(PC)(比如笔记本计算机、上网本、平板电脑、个人数字助理(PDA)、移动电话或智能电话)或非便携式个人计算机(PC)(比如，机顶盒(STB)、游戏机、网络设备、台式计算机、网络路由器、或交换机或桥接器)。

当多个设备104A-E试图通过基站102下载数据时，基站102可能没有足够的带宽来同时满足所有请求。在带宽受限的情况下这可能是一个问题，比如当设备104A-E试图通过无线连接与基站102通信时或者当设备104A-E正在流式传输视频或其它数据时。

用于蜂窝网络100的视频感知多用户调度架构可以基于来自设备104A-E的周期性媒体缓冲水平反馈。该架构可以包括以下原则：i)机会性，ii)公平性，以及iii)视频感知。在该架构内，设备104A-E的相对优先级可以基于来自设备104A-E的缓冲水平反馈以连续性原则进行调整(例如，由基站102)以减小设备104A-E重新缓冲的可能性。因此，该架构增大了可由蜂窝基站102服务的设备104A-E的能力，比如，具有确定目标重新缓冲性能。该架构通常足以适应任意凹形目标函数，该凹形目标函数包括基于比例公平、最大吞吐量或视频质量的目标函数并且仍约束视频用户间的重新缓冲。该架构中所需的反馈量可以通过自适应地调整反馈周期来减少，比如，在不影响用户性能的情况下。

考虑基站104服务(例如，LTEeNodeB)多个无线设备104A-E的情形。设备104A-E中一些设备被配置为用于自适应视频，而其它设备104A-E是弹性数据设备104A-E。如本文所用，弹性数据是在下载环境中可适时伸缩的数据。便携式数据格式(PDF)文件是弹性数据，因为下载时间是可伸缩的，而流视频不是可伸缩的因为在特定时间周期内需要最小的数据量来使视频正确显示。此外，为简单起见，假设弹性数据设备104A-E具有数据通过调度器108几乎始终可用的完整缓冲流量。

视频和弹性设备104A-E两者都将传输控制协议(TCP)作为传输协议，比如用于可靠的端对端通信。流量(例如，数据和请求)可以通过核心网络(CN)118从相应的服务器116传到服务网关(S-GW)120。CN118可以被建模为具有固定延迟。流量可以通过固定带宽的回传网络122(BN)从S-GW120被传到基站102。基站102可以是无线接入网络(RAN)的一部分。BN122可以被建模为具有带宽从而限制链路是基站102处的无线链路。在基站102处，每个设备104A-E可以具有单独的队列。设备104A-E可以共享相同的无线链路。基站102可以利用调度架构在无线链路上调度设备104A-E，比如通过使用调度器108。该架构可以是利用来自设备104A-E的信道质量反馈以及来自流视频设备104A-E的其它反馈的跨层调度架构。

自适应视频设备104A-E可以利用HTTP自适应流(HAS)范式，比如用于视频速率自适应。在HAS中，视频内容被分成区块和片段，这些区块和片段在不同的自适应水平处被预编码并且在服务器116处可用。设备104A-E可选择或请求每个视频片段的适当的视频表现。不同视频表现水平的速率可以比如在媒体演示数据(MPD)阶段由服务器116传输至设备104A-E，媒体演示数据(MPD)阶段可以在视频传输和播放过程开始之前发生。为简单起见，假设片段大小是固定的并且等于S^seg帧。

尽管网络100包含多个视频设备104A-E，每个设备104A-E可以独立于其它设备104A-E动作。由代表设备104A-E请求的视频的不同表现可以用字母k指示。其中k＝1可以表示最低比特率的表现水平，并且k＝N可以表示最高表现水平。bk可以表示表现水平k的经编码的视频的比特率，b₁≤b₂≤b₃≤...≤b_N。

考虑缓冲的视频流的情形，其中，设备104A-E在开始播放视频之前将缓冲累积到一定程度。播放过程和速率自适应随视频帧的持续时间τ(“Tao”)的时间粒度发生。τ是视频帧速率F_r的倒数，即，τ＝1/F_r。一定的视频帧持续时间被称为帧隙，并且帧隙用字母i指示。

无线链路带宽自然波动。在一些蜂窝无线网络100中，设备104A-E(例如，UE)可以向基站102发送关于它们经历的无线链路的质量的反馈，比如以信道质量信息(CQI)的形式。设备104A-E发送的CQI可以被离散，从而使整个信道状态离散为“m”。基站102可以将CQI信息转化为峰值速率矢量表示设备j在信道状态m中的峰值可达速率。针对每个调度资源，基站102必须针对在该资源中调度哪个设备104A-E做出决定。总是调度具有最好连接性的设备104A-E会引起最大的基站102吞吐量但也可能导致差的公平性。以轮询方式调度资源可能导致不能利用可用的无线链路质量信息。无线网络中的典型资源分配或调度架构力图优化对设备104A-E的平均服务率R＝(R₁，R₂，R3，...R_N)，从而在所考虑的无线情形中使凹性效用函数H(R)服从容量(资源)限制被最大化。方程1总结了该方法：

基本调度：maxH(R)

s.t.R∈V

方程1

其中V表示速率或容量范围。效用函数可以采用如方程2所示的形式：

H (R) = \underset{j}{Σ} H_{j} (R_{j})

方程2

其中，每个H_j(R_j)是针对R_j＞0定义的凹性效用连续可微函数。比例公平(PF)和最大吞吐量(MT)是方程2形式的目标函数的特殊情况，分别是H_j(R_j)＝log(R_j)并且H(R_j)＝R_j。

考虑缓冲HTTP自适应流的情形，其中设备104A-E在播放视频之前首先将缓冲累积到一定水平。为了避免重复缓冲，视频片段需要以比视频片段的播放速率更快的速率被下载。让为设备j下载视频片段所用的持续时间，并且是被下载的片段的持续时间。然后不进行重复缓冲所需的条件如方程3所示：

T_{j}^{s e g} \leq \frac{τ_{j}^{s e g}}{(1 + δ)}

方程3

其中δ＞0是小的设计参数以说明由于变化的无线网络100条件造成的的可变性。取决于视频片段的大小以及用户j体验的数据速率。取决于HAS设备104A-E选择的视频内容和表现(自适应)水平。考虑受片段下载时间约束的调度，如方程4所示：

具有片段下载时间限制的调度：maxH(R)

s.t.R∈V

T_{j}^{s e g} \leq \frac{τ_{j}^{s e g}}{(1 + δ)}

方程4

需要注意的是同于服务率被限制的最佳和机会调度的架构，本调度架构对片段下载时间加以限制。因此，与之前的方法不同，我们的方法与视频流量的自适应特性紧密相连。

现在讨论解决方程4中的优化问题的基于缓冲水平反馈的重新缓冲感知梯度算法(BRAGA)。BRAGA可以是基于梯度的调度架构，该调度架构将限制应用于视频片段下载时间，比如，以帮助避免重新缓冲。这是基于在3GPPDASH标准中作为反馈机制定义的周期性缓冲水平反馈。基本架构在图1中示出。除了作为3GPP蜂窝网络中的标准的信道质量信息(CQI)反馈之外，每个视频设备104A-E可以向基站102调度器108，例如，周期性地反馈媒体缓冲水平信息。这可以在RAN上直接完成(见图2A)或者直接通过视频服务器116完成(见图2B)。

图2A和2B分别示出蜂窝网络100的一部分的通信图200A和200B的示例。设备104F或104G可以包括视频客户端220，视频客户端220包括被配置为访问由视频服务器116使之可用的服务的硬件和软件。视频客户端220可以将缓冲水平信息直接传输至基站102调度器108，例如，如图2A所示，或视频客户端220可以通过视频服务器116将缓冲水平信息传输至基站102，例如，如图2B所示。这些通信协议依照DASH标准并且不假定某设备104A-G的播放行为，因为设备104A-G的缓冲水平可以被周期性地反馈回基站102。

图3示出用于缓冲水平感知蜂窝网络100资源管理的技术的示例。在302处，比如可在调度器108或基站102处从设备104A-G接收CQI。在304处，比如可在基站102或调度器108处从设备104A-G接收缓冲水平信息。在306处，(设备104A-G中的视频缓冲的)缓冲水平变化率可以基于先前缓冲水平和当前缓冲水平(例如，设备104A-G的视频缓冲的连续缓冲水平)、先前缓冲水平、或连续缓冲水平被计算。

在308处，表征参数(例如，设备104A-G特定表征(W_j)，比如优先级指示表征)可以基于所计算的缓冲水平变化率被计算。在310处，时间标度参数(例如，设备104A-G特定时间标度参数(a_j))可以基于接收到的缓冲水平信息(例如，在304处)被计算。在312处，设备104A-G优先级可以基于以下各项被计算：接收到的CQI、计算的表征参数W_j、计算的时间标度参数a_j、平均设备速率R_j、效用函数H(R_j)、或其组合。在314处，可以对具有最高优先级的设备104A-G进行调度。在316处，可以例如针对与调度器108或基站102通信的所有设备104A-G更新平均设备104A-G速率R_j。在318处，可以更新调谐参数M，例如，以增加或减少从设备104A-G接收到的缓冲水平反馈量。缓冲水平反馈量可以通过调度设备104A-G较低频地传输缓冲水平信息来减少，并且缓冲水平反馈量可以通过调度设备104A-G更高频地传输缓冲水平信息来增加。调谐参数的值的增大可以对应于提供的缓冲水平反馈量的减小。现在对本技术的一些部分进行更详细地描述。

当信道状态是m(t)时调度时隙t中的调度决定可以如方程5所示：

B M G A : j = \underset{j &Element; N}{\arg \max} [e^{a_{j} W_{j} (t)} &dtri; H (R_{j} (t)) \cdot μ_{j}^{m (t)}]

方程5

其中R_j(t)是按方程6进行更新的平均设备104A-G速率(例如，设备104A-G下载视频或其它内容的平均服务速率)估计：

R_j(t+1)＝(1-β)R_j(t)+βμ_j(t)

方程6

方程6中平均吞吐量的更新与PF调度算法中的平均吞吐量的更新相似。0＜β≤1是帮助决定平均的时间标度的参数。如果在时隙t中服务设备j那么否则，μ_j(t)＝0。W_j(t)表示在时间t处设备j的缓冲感知表征。W_j(t)可以基于来自设备104A-G的缓冲水平反馈被更新。W_j(t)是对视频支持设备104A-G实施重新缓冲约束的关键参数。定时参数a_j可以帮助确定可以实施重新缓冲约束的时间标度。该定时参数可以基于媒体缓冲水平反馈进行更新。表征参数W_j(t)可以基于缓冲水平本身或例如反馈周期中的媒体缓冲水平差进行更新。参数a_j可以基于缓冲水平本身被更新。

现在更详细地描述用于例如在308处更新(例如，计算)表征参数W_j(t)的过程的示例。在视频持续时间单元中使表示在帧隙i中的缓冲水平。从帧隙(i-1)到帧隙i的缓冲水平之间的差可以如方程7所示：

方程7

可以确定设备104A-G的缓冲从先前时隙的演进。可表示缓冲大小有效增大了例如，在先前帧隙的短时间内，而可表示缓冲大小减小了并且可表明缓冲水平与先前帧隙中的缓冲水平没有变化。为了避免重新缓冲，缓冲水平的变化率应该大于按方程8进行计算的某一正参数，比如参数δ：

\frac{B_{j}^{i} - B_{j}^{i - 1}}{τ} = \frac{B_{j}^{i, d i f f}}{τ} > δ, δ > 0

方程8

应该注意的是，设备104A-G缓冲水平的演进可以由方程9给出：

B_{j}^{i} = B_{j}^{i - 1} + A_{j}^{i} - P_{j}^{i}

方程9

其中，和分别表示在时隙i中被下载和播放的视频持续时间。将这些值代入方程8中它们各自的位置得到方程10：

\frac{A_{j}^{i}}{τ} - \frac{P_{j}^{i}}{τ} > δ, δ > 0

方程10

方程10可以被解释成数据到达速率至少超过数据的播放速率以值δ。缓冲感知表征可以被用于根据视频流设备104A-G在缓冲变化率(例如，和的相对值)方面的表现来管理视频流设备104A-G的相对调度优先级。可以为设备104A-G中的至少一些设备(例如，在基站102处具有待定分组的设备104A-G)更新从而给缓冲速率变化低于阈值δ的设备104A-G以相对更高的调度优先级。表征参数W_j(t)可以在每个帧隙进行更新。W_j(t)可以表示表征的连续对应物。在帧隙i内，设备104A-G的表征可以被假设成常数，例如，如方程11所示：

对于iτ≤t＜(i+1)τ

方程11

图4示出显示表征参数W是如何例如在308处被计算的决策图示例。图4示出用于在调度时隙i更新设备j的表征参数的过程。在402处，确定设备是否在使用视频流(例如，自适应视频流)。如果设备104A-G(例如设备j)没有使用视频流，那么可以将该设备104A-G的表征参数设为0。如果设备104A-G在使用视频流，那么在406处可以计算先前和当前缓冲水平之间的差。

在408处，可以确定先前和当前缓冲水平之间的差是否小于(或等于)阈值δτ，(即，)。如果差不小于阈值，则表征参数可以如方程12所示并且在410处被更新：

W_{j}^{i} = M a x (W_{j}^{i - 1} - (B_{j}^{i, d i f f} - δ τ), 0)

方程12

因为缓冲变化率大于阈值，表征参数可以被减去量来抵消先前完成的任何优先级增大。在一个或多个实施例中表征参数可以是严格正数或0(例如，没有减小为低于零)。此类实施例可以给一个或多个设备104A-G以相同的优先级(例如，0)，这些设备104A-G具有前后一致大于阈值的缓冲变化率。在一个或多个实施例中，在缓冲变化率大于阈值的设备104A-G中，设备104A-G可能不具有相对优先级。

如果缓冲水平差小于或等于阈值δτ(即，)，那么在412处，可以确定设备104A-G是在重新缓冲状态还是启动模式。在414处，如果设备104A-G不在重新缓冲状态或启动模式，那么表征参数可以如方程13所示并且在414处被更新：

W_{j}^{i} = W_{j}^{i - 1} + (δ τ - B_{j}^{i, d i f f})

方程13

因为缓冲变化率低于阈值，表征W_j(t)可以被增大以给相应的设备j相应更高的权重。表征参数可以被增大量该量能够反映具有低于阈值的缓冲变化率的相关损失。另一情况是当到达率低于阈值并且设备104A-G在重新缓冲状态(例如，不进行播放)。在这种情况下表征可以如方程14所示并且在416处被更新，例如，以得到比播放速率更高的速率。这种情况可以被归纳为并且设备104A-G是在重新缓冲状态或在启动模式。在这种情况下，表征参数可以如方程14所示并且在416处被更新：

W_{j}^{i} = W_{j}^{i - 1} + ((1 + δ) τ - B_{j}^{i, d i f f})

方程14

基于跟踪被反馈至基站102或调度器108的设备104A-G的缓冲水平，基站102可以确定设备104A-G是否在重新缓冲状态或启动模式。需要注意的是每个HAS客户端保持跟踪被请求、被接收、被缓冲和被播放的帧以便确定其状态并且请求视频片段。

图5A示出由设备104A-G(例如，设备j)完成的帧跟踪500。帧跟踪500可以包括在帧隙i之前接收到的视频502、播放的视频504和缓冲的视频506。根据这些水平，HAS设备操作归纳为以下四种状态：i)508处启动、ii)510处瞬时、iii)512处稳定、iv)514处重新缓冲，例如，如图5B所示。

启动508是初始缓冲模式，在该模式期间，设备104A-G在开始播放之前将视频帧缓冲到一定程度，即其中是设备j在帧隙I中接收到的视频502，并且是在设备104A-G开始播放之前必须满足的接收到的视频阈值。稳定状态512表示其中媒体缓冲水平超过某阈值的状态，即瞬时状态510是在开始播放之后UE缓冲水平低于的状态，即当开始播放后设备104A-G的播放缓冲水平变为0时，设备104A-G进入重新缓冲状态514。一旦它进入重新缓冲状态514，就会保持在该状态直到它将它的缓冲水平重构至满意的水平以开始回放，即直到其中可等于或不等于

图6示出用于例如在310处在调度时隙i中更新设备j的时间标度参数a_j的决策图的示例。时间标度参数a_j确定在其上执行重新缓冲约束的时间标度，比如针对视频流用户。较大的a_j值能够暗示执行重新缓冲约束的紧急性。在HAS情形中，相对的a_j值可以被设置来反映该紧急性。

在602处，可以确定设备104A-G是否在使用视频流。如果设备没有使用视频流，那么在604处，时间标度参数可以被设为零，或者其它相对最小的数。如果设备104A-G在使用视频流，那么时间标度参数a_j可以如方程15所示并且在606处被计算：

a_{j} = 1 + Φ * m a x (\frac{B_{t h r e s h}^{S t e a d y} - B_{j}^{i}}{B_{t h r e s h}^{S t e a d y}}, 0)

方程15

其中，Φ是度量常数，B_j是设备j(例如，设备104A-G)在帧的数量上的当前缓冲水平，并且是用于设备j的稳定状态操作的阈值。如果设备j的缓冲水平B_j高于阈值那么a_j＝1，并且如果低于阈值，那么a_j可以缩放为给具有较低缓冲水平的设备以更高的优先级(例如，更大赋值的时间标度参数a_j)。

当缓冲水平信息B_j在基站102或调度器108处可用时可以使用这种类型的标度，例如，用于提高过程的收敛。此类方法可以根据帧水平提供几乎连续的调度过程的自适应。这与PFBF方法形成对比，PFBF方法在缓冲水平低于阈值时通过修改最优化的效用函数来激烈响应。

当在基站102或调度器108处从相应设备104A-G接收到缓冲水平反馈时，可以对参数和a_j进行更新。缓冲水平反馈在粒度约等于视频帧隙或时隙i处可用。针对设备j的缓冲水平反馈可以每M_j个帧隙或时隙发送一次。更大的M_j值可以减少反馈量，但也可能对过程的性能有影响。

设备j的从帧隙(i-M_j)到帧隙i的缓冲水平之间的差可以如方程16所示：

B_{j}^{i, d i f f} = B_{j}^{i} - B_{j}^{i - M_{j}}

方程16

利用伸缩和，缓冲速率(例如，缓冲水平差)标准(例如，对应于方程8的标准)可以按方程17所示写为：

\frac{B_{j}^{i} - B_{j}^{i - M_{j}}}{τ} = \frac{B_{j}^{i, d i f f}}{τ} > M_{j} δ, δ > 0

方程17

那么方程12-14中的表征参数更新规则可以分别按方程18-20所示重新写为：

W_{j}^{i} = M a x (W_{j}^{1 - 1} - (B_{j}^{i, d i f f} - M_{j} δ τ), 0),

当

B_{j}^{i, d i f f} > M_{j} δ τ

方程18

W_{j}^{i} = W_{j}^{i - 1} + M_{j} τ + M_{j} δ τ - B_{j}^{i, d i f f},

当

B_{j}^{i, d i f f} \leq M_{j} δ τ

并且设备j重新缓冲

方程19

W_{j}^{i} = W_{j}^{i - 1} + M_{j} δ τ - B_{j}^{i, d i f f},

当

B_{j}^{i, d i f f} \leq M_{j} δ τ

并且设备j不重新缓冲

方程20

当定时标度参数a_j值仅取决于当前(例如，绝对)缓冲值时，定时标度参数a_j更新方程(一个或多个)可以与可调周期性反馈保持相同。

当基于缓冲速率的相对设备104A-G优先级仅每M_j个时隙被确定时，由于延迟增大调度优先级，固定周期可能导致增大的重新缓冲。因此，每个设备104A-G的周期M_j可以是可调的以便有助于不影响过程的性能。调整调谐参数M_j的一种技术可包括基于缓冲水平的反馈和相应地被计算或接收到的缓冲变化率来改变调谐参数。较低的缓冲水平会引起M_j的值减小，比如以及时地增大用户权重。当缓冲水平和缓冲变化率高时，例如，在没有显著的性能退化的情况下，可以使用较大的M_j值。包括基于缓冲阈值的乘法策略的保守地递增增大调谐参数M_j可以被用于例如在318处更新调谐参数。此类技术的示例在图7中示出。

在702处，可以确定当前缓冲水平是否小于稳定状态缓冲阈值在704处，如果设备j的当前缓冲水平小于稳定状态缓冲阈值，那么调谐参数可以如方程21所示被更新：

M_{j} = M a x (1, [\frac{M_{j}}{2}])

方程21

elseif

B_{j}^{i} &GreaterEqual; B_{t h r e s h}^{M_{j}}

and

B_{j}^{i, d i f f} > M_{j} δ τ

M_j＝M_j+1

end

在706处，如果当前缓冲水平不小于稳定状态缓冲水平阈值，那么可以确定先前缓冲水平和当前缓冲水平之间的差大于调谐参数乘以阈值δτ。如果缓冲水平差大于调谐参数M乘以阈值，那么在708处，M_j可以如方程22所示被更新：

M_j＝M_j+1

方程22

如果不满足702和706处指定的条件，那么调谐参数M可以保持不变(即，当前M可以等于先前M)，例如，如701处所示。

图8示出示例机器800的框图，本文讨论的技术(方法论)中的任意一种或多种可以在该机器上执行。在替代实施例中，机器800可以作为独立设备进行操作或者可以与其它设备相连接(例如，网络连接)。在网络部署中，机器800在服务器-客户端网络环境中可以作为服务器机器、客户端机器或作为它们两者进行操作。在示例中，机器800可以在对等(P2P)(或其它分布式)网络环境中充当对等机器。机器800可以是以下设备：个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、网络设备、网络路由器、交换机或桥接器、或能够执行指定机器采取的动作的指令(连续的或以其他形式)的任意机器(例如，基站)。此外，虽然只有单个机器被示出，但术语“机器”还应该被认为包括单独或联合执行指令集以执行本文讨论的方法论中的一种或多种的机器的任意集合，比如云计算、软件即服务(SaaS)、其它计算机集群配置。

本文所述的示例可以包括逻辑或若干组件、模块或机制，或者在逻辑或若干组件、模块或机制上操作。模块是在操作时能够执行指定操作的有形实体(例如，硬件)。模块包括硬件。在示例中，硬件可以被具体配置为执行具体操作(例如，硬接线的)。在示例中，硬件可以包括可配置执行单元(例如，晶体管、电路等)、以及包括指令的计算机可读介质，其中指令在操作时配置执行单元以执行特定操作。该配置可以在执行单元或加载机制的指导下发生。因此，当设备操作时执行单元被通信地耦接至计算机可读介质。在这个示例中，执行单元可以是多于一个的模块的组件。例如，操作时，执行单元可以被第一指令集配置为在某一时间点实现第一模块，并且被第二指令集重新配置为实现第二模块。

机器(例如，计算机系统)800可以包括硬件处理器(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核、或其任意组合)、主存储器804和静态存储器806，它们中的一些或全部可以经由互连(例如，总线)808相互通信。机器800还可以包括显示单元810、字母数字输入设备812(例如，键盘)、以及用户界面(UI)导航设备814(例如，鼠标)。在示例中，显示单元810、输入设备812和UI导航设备814可以是触屏显示。机器800可以额外包括存储设备(例如，驱动单元)816、信号生成设备818(例如，扬声器)、网络接口设备820、以及一个或多个传感器821(例如，全球定位系统(GPS)传感器、指南针、加速计或其它传感器)。机器800可以包括输出控制器828，例如，串行(例如，通用串行总线(USB)、并行、或其它有线或无线(例如，红外线(IR)、近场通信(NFC)等)连接以与一个或多个外围设备进行通信或控制一个或多个外围设备(例如，打印机、读卡器等)。

存储设备816可以包括机器可读介质822(例如，软件)，该机器可读介质822上存储有体现或被本文所描述的技术或功能中的任意一个或多个技术或功能利用的一组或多组数据结构或指令824。指令824还可以在由机器800执行时完全或至少部分地驻留于主存储器804、静态存储器806、或硬件存储器802内。在示例中，硬件存储器802、主存储器804、静态存储器806、或存储设备816中的一个或任意组合可以组成机器可读介质。

虽然机器可读介质822作为单个介质被示出，但是术语“机器可读介质”可以包括被配置为存储一个或多个指令824的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库、和/或相关联的缓存器和服务器)。

术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或承载指令以由机器800执行并且使机器800执行本公开的技术中的任意一个或多个，或者能够存储、编码或承载此类指令所用的或相关联的数据结构的介质。非限制机器可读介质示例可以包括固态存储器以及光和磁介质。在示例中，大容量机器可读介质包括具有多个具有静止质量的粒子的机器可读介质。大容量机器可读介质的具体示例可以包括：非易失性存储器，例如，半导体存储器设备(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)以及闪速存储器设备)；磁盘，例如，内置硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。

指令824还可以经由网络接口设备820利用传输介质在通信网络826上被发送或接收，网络接口设备820利用若干按传输协议(例如，帧延迟、网络协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据包协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)等)中的任意一种。示例通信网络可以包括以下各项：局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如，因特网)、移动电话网络(例如，蜂窝网络)、简易老式电话(POTS)网络、以及无线数据网络(例如，被称为的电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准组、被称为的IEEE802.16标准组)、IEEE802.15.4标准组、对等(P2P)网络、及其它。在示例中，网络接口设备820可以包括一个或多个物理插口(例如，以太网、同轴、或电话插口)或一个或多个天线以连接至通信网络826。在示例中，网络接口设备820可以包括多个天线以利用单输入多输出(SIMO)、多输入多输出(MIMO)、或多输入单输出(MISO)技术中的至少一个来进行无线通信。术语“传输介质”应该被认为包括任意能够存储、编码或承载用于机器800执行的指令的有形介质，并且包括数字或模拟通信信号或其它有形介质以促进此类软件的通信。

示例和备注

本主题可以通过若干实例的形式进行描述。

示例1可以包括或利用主题(例如，用于执行动作的设备、方法、装置，或者包括指令的设备可读存储器，当该指令由设备执行时会使得该设备执行动作)，例如可以包括或利用被配置为执行以下各步骤的调度器：(1)从多个设备中的每个设备接收第一视频缓冲水平和第二视频缓冲水平，该第一视频缓冲水平对应于在第一时间处的各个设备的视频缓冲水平，并且该第二视频缓冲水平对应于在第一时间后的第二时间处各个设备的视频缓冲水平，(2)针对多个设备中的每个设备计算第一视频缓冲和第二视频缓冲组件之间的缓冲水平差，(3)将优先级表征参数作为缓冲水平差、阈值缓冲差、以及第一视频缓冲水平差的函数进行计算，以及(4)基于优先级表征参数确定访问蜂窝网络资源的优先级。

示例2可以包括或利用、或可以选择性地与示例1的主题相结合以包括或利用，其中，调度器还被配置为：(1)基于针对多个设备中的每个设备的第一和第二视频缓冲水平计算缓冲水平变化率，以及(2)基于缓冲水平变化率计算时间标度参数，并且其中，被配置为确定访问所述蜂窝网络资源的优先级的调度器还包括：将访问的优先级作为定时标度参数的函数来确定。

示例3可以包括或利用、或可以选择性地与示例1-2中至少一个示例的主题相结合以包括或利用，其中被配置为确定访问蜂窝网络资源的优先级的调度器还包括：进一步将访问的优先级作为平均设备下载速率和效用函数的函数来确定。

示例4可以包括或利用、或可以选择性地与示例3的主题相结合以包括或利用，其中效用函数还包括：指数(e)，所述指数被幂乘为(raisedto)等于优先级表征参数乘以时间标度参数的量。

示例5可以包括或利用、或可以选择性地与示例1-4中至少一个示例的主题相结合以包括或利用，其中调度器还被配置为：如果缓冲水平差小于阈值并且设备不在重新缓冲或启动模式下，那么将优先级表征参数作为先前表征参数的函数进行计算并且将该优先级表征参数从先前表征参数值增大至第一表征参数值。

示例6可以包括或利用、或可以选择性地与示例5的主题相结合以包括或利用，其中调度器还被配置为：当缓冲水平差小于阈值并且设备在重新缓冲或启动模式下时，将优先级表征参数从先前表征参数值增大至大于第一表征参数值的第二表征参数值。

示例7可以包括或利用、或可以选择性地与示例1-6中至少一个示例的主题相结合以包括或利用，其中基站被配置为：确定多个设备中的每个设备是否请求视频流，并且如果该设备没有请求视频流，那么调度器被配置为将优先级表征参数设为零。

示例8可以包括或利用主题(例如，用于执行动作的设备、方法、装置，或者包括指令的设备可读存储器，当该指令由设备执行时会使得该设备执行动作)，例如可以包括或利用用于调度视频流设备访问蜂窝网络资源的方法，该方法包括：(1)基于该设备的当前和先前缓冲水平，计算缓冲水平差，(2)基于缓冲水平变化率，计算针对该设备的优先级表征参数，(3)基于该优先级表征参数，计算该设备访问所述蜂窝网络资源的优先级，或(4)基于该计算的优先级，调度该设备以访问蜂窝网络资源。

示例9可以包括或利用、或可以选择性地与示例8的主题相结合以包括或利用，基于设备的当前和先前的缓冲水平计算针对该设备的时间标度参数，或者其中，计算该设备访问所述蜂窝网络资源的优先级包括：基于该时间标度参数计算该设备访问蜂窝网络资源的优先级。

示例10可以包括或利用、或可以选择性地与示例8-9中至少一个示例的主题相结合以包括或利用，从设备接收信道质量信息，或者其中，计算该设备访问蜂窝网络资源的优先级包括：基于接收到的信道质量信息计算该设备访问蜂窝网络资源的优先级。

示例11可以包括或利用、或可以选择性地与示例8-10中至少一个示例的主题相结合以包括或利用，确定设备是否具有针对多个设备中的各个设备分别计算的多个优先级中的最高优先级，并且如果该设备具有最高优先级，那么调度该设备以首先访问蜂窝网络资源。

示例12可以包括或利用、或可以选择性地与示例8-11中至少一个示例的主题相结合以包括或利用，其中计算设备访问蜂窝网络资源的优先级包括：基于该设备的平均视频下载速率来计算该设备访问蜂窝网络资源的优先级。

示例13可以包括或利用、或可以选择性地与示例8-12中至少一个示例的主题相结合以包括或利用，其中计算设备访问蜂窝网络资源的优先级包括：基于效用函数来计算该设备访问蜂窝网络资源的优先级。

示例14可以包括或利用、或可以选择性地与示例13的主题相结合以包括或利用，其中效用函数包括：指数(e)，该指数被幂乘为等于优先级表征参数乘以时间标度参数的量。

上述具体实施方式包括对附图的参考，附图构成了详细描述的一部分。附图通过举例的方式示出具体的实施例，在这些实施例中可以对本文讨论的方法、设备和系统进行实践。这些实施例在本文中也被称为“示例”。此类示例可以包括除了所述或所示的元件以外的元件。然而，发明人也考虑了只提供那些所述或所示的元件的示例。此外，针对本文所述或所示的具体示例(或其一个或多个方面)或针对其它示例(或其一个或多个方面)，发明人也考虑了利用所述或所示的那些元件的任意组合或排列(或其一个或多个方面)的示例。

附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各个方面的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就此而言，流程图或框图中的每个块可以表示包括用于实现(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、片段、或一部分代码。还应该注意的是，在一些可替代实现方式中，块中标注的功能可能不以图中所注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能性，连续示出的两个块实际上可以几乎同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。还应该注意的是框图和/或流程图示例中的每个块以及框图和/或流程图示例中的块的组合可以由执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

本文所述的功能或技术可以在软件、或软件和人工实现程序的组合中实现。该软件可以由存储在计算机可读介质(例如，存储器或其它类型的存储设备)上的计算机可执行指令组成。术语“计算机可读介质”也被用于表示计算机可以通过其接收计算机可读指令的设备，例如，通过不同形式的有线或无线传输。此外，这些功能对应于模块，模块可以是软件、硬件、固件或其组合。按照需求可以在一个或多个模块中执行多个功能，并且所述实施例只是示例。软件可以在数字信号处理器、ASIC、微处理器或在计算机系统上操作的其它类型的处理器(例如，个人计算机、服务器、或其它计算系统)上执行。

在本文件中，与专利文件中相同，词语“一”或“一个”被用于包括一个或多于一个，与“至少一个”或“一个或多个”的任何其它实例或使用无关。在本文件中，词语“或”被用于指代非排他性或，从而“A或B”包括“A但不包括B”、“B但不包括A”、以及“A和B”，除非另有指示。在本文件中，词语“包含”和“在其中”被分别用作词语“包括”和“其中”的简明英语等义词。此外，在所附权利要求书中，词语“包含”和“包括”是开放式的，也就是说，包括除了在此类词后列出的那些元件之外的元件的系统、设备、物品、合成物、规划或过程仍然被视为落在该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求书中，词语“第一”、“第二”和“第三”等只被用作标注，并且不意欲对它们的对象强加数字需求。

如本文所用，当“-”(破折号)指代参考编号时表示“或”，在之前段落中以非排他形式讨论的所有元件落在由破折号指示的范围内。例如，103A-B表示在范围{103A，103B}范围内的所有元素的非排他性“或”，从而103A-103B包括“103A但不包括103B”、“103B但不包括103A”、“103A和103B”。

上述描述意欲进行举例而非限制。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以相互组合使用。其它实施例，例如，可以由本领域的普通技术人员在浏览了上述说明后进行使用。摘要被提供来遵守37C.F.R.§1.72(b)以允许读者快速弄清本技术公开的实质。带着摘要不会被用于解释或限制权利要求书的范围或意义的理解对其进行了递交。此外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被组合在一起以简化公开。这不应该被解释为没有要求保护的公开特征对任意权利要求而言都是必不可少的。而发明的主题可能在于少于具体公开的实施例的所有特征。因此，所附权利要求作为示例或实施例被并入具体实施方式中，每个权利要求基于本身作为单独实施例，并且预计此类实施例可以按任意组合或排列相互结合。本发明的范围可以参考所附权利要求以及这些权利要求享有的等同物的完整范围进行确定。

Claims

1.一种基站，包括：

调度器，所述调度器被配置为：(1)从多个设备中的每个设备接收第一视频缓冲水平和第二视频缓冲水平，所述第一视频缓冲水平对应于在第一时间处各个设备的视频缓冲水平，并且所述第二视频缓冲水平对应于在第一时间后的第二时间处所述各个设备的视频缓冲水平，(2)针对所述多个设备中的每个设备计算所述第一视频缓冲元素和所述第二视频缓冲元素之间的缓冲水平差，(3)将优先级表征参数作为所述缓冲水平差、阈值缓冲差、以及所述第一视频缓冲水平的函数进行计算，以及(4)基于所述优先级表征参数确定访问蜂窝网络资源的优先级。

2.根据权利要求1所述的基站，其中，所述调度器还被配置为：(1)基于所述多个设备中的每个设备的所述第一视频缓冲水平和所述第二视频缓冲水平计算缓冲水平变化率，以及(2)基于所述缓冲水平变化率计算时间标度参数，并且其中，被配置为确定访问所述蜂窝网络资源的优先级的所述调度器还包括：还将访问的优先级作为定时标度参数的函数来确定。

3.根据权利要求2所述的基站，其中，所述调度器被配置为确定访问所述蜂窝网络资源的优先级还包括：还将访问的优先级作为平均设备下载速率和效用函数的函数来确定。

4.根据权利要求3所述的基站，其中，所述效用函数还包括：指数(e)，所述指数被幂乘为等于所述优先级表征参数乘以所述时间标度参数的量。

5.根据权利要求4所述的基站，其中，所述调度器还被配置为：如果所述缓冲水平差小于阈值并且所述设备不在重新缓冲或启动模式下，那么将所述优先级表征参数作为先前表征参数的函数计算所述优先级表征参数并且将所述优先级表征参数从所述先前表征参数值增大至第一表征参数值。

6.根据权利要求5所述的基站，其中，所述调度器还被配置为：如果所述缓冲水平差小于所述阈值并且所述设备在重新缓冲或启动模式下，则所述优先级表征参数从所述先前表征参数值增大至大于所述第一表征参数值的第二表征参数值。

7.根据权利要求6所述的基站，其中，所述基站被配置为：确定所述多个设备中的每个设备是否已经请求视频流，并且如果所述设备没有请求视频流，那么所述调度器被配置为将所述优先级表征参数设为零。

8.一种用于调度视频流设备访问蜂窝网络资源的方法，包括：

基于所述设备的当前缓冲水平和先前缓冲水平，计算缓冲水平差；

基于缓冲水平变化率，计算所述设备的优先级表征参数；

基于所述优先级表征参数，计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级；以及

基于所计算的所述优先级，调度所述设备访问所述蜂窝网络资源。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

基于所述设备的当前缓冲水平和先前缓冲水平，计算所述设备的时间标度参数；并且

其中，计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级包括：基于所述时间标度参数计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

从所述设备接收信道质量信息；并且

其中，计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级包括：基于接收到的所述信道质量信息计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

确定所述设备是否具有针对多个设备中的各个设备分别计算的多个优先级中的最高优先级，并且如果所述设备具有所述最高优先级，那么调度所述设备首先访问所述蜂窝网络资源。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级包括：基于所述设备的平均视频下载速率来计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级包括：基于效用函数来计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述效用函数包括：指数(e)，所述指数幂乘为等于所述优先级表征参数乘以所述时间标度参数的量。

15.一种其上存储有指令的非暂态计算机可读存储设备，当机器执行所述指令时使得所述机器执行操作，包括：

基于缓冲水平变化率，计算所述设备的优先级表征参数；

16.根据权利要求15所述的存储设备，还包括指令，当所述机器执行所述指令时使得所述机器执行操作，包括：基于所述设备的当前缓冲水平和先前缓冲水平，计算所述设备的时间标度参数；并且

其中，用于计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的所述指令包括：用于基于所述时间标度参数计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的指令。

17.根据权利要求16所述的存储设备，还包括指令，当所述机器执行所述指令时使得所述机器执行操作，包括：从所述设备接收信道质量信息；并且

其中，用于计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的所述指令包括：用于基于接收到的所述信道质量信息计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的指令。

18.根据权利要求17所述的存储设备，还包括指令，当所述机器执行所述指令时使得所述机器执行操作，包括：确定所述设备是否具有针对多个设备中的各个设备分别计算的多个优先级中的最高优先级，并且如果所述设备具有所述最高优先级，那么调度所述设备首先访问所述蜂窝网络资源。

19.根据权利要求18所述的存储设备，其中，用于计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的所述指令包括：用于基于所述设备的平均视频下载速率来计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的指令。

20.根据权利要求19所述的存储设备，其中，用于计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的所述指令包括：用于基于效用函数来计算所述设备访问所述蜂窝网络资源的优先级的指令，所述效用函数包括：指数(e)，所述指数被幂乘为等于所述优先级表征参数乘以所述时间标度参数的量。