CN105308957B - 用于网络协助自适应流媒体的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统、方法和设备用于通过与网络单元协商保证自适应流媒体客户端的带宽以在自适应流媒体中实现更好的服务质量，与基于客户端估计相比，所述自适应流媒体更加准确地利用了网络带宽条件。

Description

用于网络协助自适应流媒体的系统和方法
技术领域
本发明大体涉及通信网络，尤其涉及网络协助自适应流媒体。
背景技术
如今，许多电视电影观众希望按需访问视频和其它媒体内容。在第一个示例中，电视观众想要观看电视上电视节目正常播出时间错过的节目。该观众可以使用网络浏览器或其它应用通过互联网在笔记本电脑、平板电脑、台式电脑、移动电话或其它设备上按需下载该节目，随后在浏览器或其它应用中观看该节目。在其它示例中，观众可以按需下载电影或者可以参与与其它观众的视频会议。
基于超文本传输协议的动态自适应流媒体(Dynamic Adaptive Streaming overHypertext Transfer Protocol，DASH)是一种开发用于提供此类媒体内容的标准并且部分内容在国际标准化组织(International Organization for Standardization，ISO)/国际电工委员会(International Electrotechnical Commission，IEC)23009-1，第一版，2012年(“23009-1”)中描述，该标准的全部内容以引入的方式并入本文本中。此外，ISO/IEC23009-1，技术勘误1，2013年的全部内容以引入的方式并入本文本中。在DASH中，存在两种主要设备：提供内容的超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol，HTTP)服务器，以及下载内容并与观众(或用户)关联的DASH客户端。当前，DASH由客户端控制，该客户端可以使用HTTP协议请求内容。
DASH用于将媒体内容(例如，潜在长达数分钟或数小时的视频)划分为较小媒体片段序列—每个片段的播放时间间隔较短。每个片段以多种替代形式提供给DASH客户端—每个片段的比特速率不同。当内容被播放时，DASH客户端自动从其替代形式中选择(待播放的)下一片段。该选择基于各种因素，包括当前网络条件。由此带来的益处是DASH客户端可以适应不断变化的网络条件并且以最高质量水平播放内容而无需暂缓或重新缓冲事件。
DASH客户端可以是具有无线和/或有线连接的利用DASH和媒体内容播放功能的任意设备。例如，DASH客户端可以是台式或膝上型电脑、智能手机、平板、机顶盒、连接到互联网的电视等。
现参见图1，图1示出了基于DASH标准的自适应媒体流模型，其中部分媒体流和媒体片段由DASH客户端设备10a至10n通过HTTP请求，然后由一个或多个DASH(HTTP)服务器12通过网络11(包含互联网)进行分发。正如所了解的那样，电信网络11可以是使用HTTP实现媒体内容传输的任意合适网络(或网络组合)。举个例子，电信网络11示为包含各种电信资源和基础设施，例如网络地址转换器和/或防火墙18、缓存14和内容分发网络(ContentDistribution Network，CDN)16。这些资源支持诸如DASH客户端10a至10n之类的网络连接设备的点播、直播流媒体和时移应用和服务。
每个DASH客户端10可以通过在以不同比特速率编码的相同媒体片段的不同版本之间转换，根据网络条件变化动态调整所请求媒体内容/流的比特速率。
如图2所示，DASH是一种基于媒体呈现描述(Media Presentation Description，MPD)所描述的分层数据模型，MPD定义格式通知经过编码并且可交付的媒体内容版本集合的资源标识符。MPD是一种XML文档，通告可用媒体并提供DASH客户端所需信息以从表示中选择片段、进行自适应决策并通过网络从服务器获取片段。媒体内容由单个或多个连续片段组成。
MPD通过向HTTP(DASH)服务器请求片段并进行解复用(需要时)、解码并渲染接收到的媒体片段来提供足够的信息供DASH客户端向用户提供流媒体服务。MPD完全独立于媒体片段并且仅标识确定表示是否可以成功播放所需的属性及其功能属性(例如，片段是否从随机接入点开始)。
再如图2所示，媒体片段是最小独立可寻址的内容数据单元。它是可以使用通过MPD通告的URL进行下载的实体。媒体片段示例之一是现场直播中的四秒部分，从播出时间0:42:38开始到0:42:42结束，并存在于3分钟的时间窗中。另一示例为完整版点播电影，其在电影获取许可证的整个周期内可以观看。
表示定义了完整资产或资产成分子集的单个编码版本。典型的表示可以是，例如，包含未复用的2.5 Mbps 720p AVC视频的ISO-BMFF，单独的ISO-BMFF表示可以针对不同语言的96 Kbps MPEG-4 AAC音频。相反地，包含视频、音频和字幕的单个传输流可以是单个被复用的表示。组合结构也是可能的：视频和英语音频可以是单个被复用的表示，而西班牙语和中文音轨是单独的未被复用的表示。
现转向图3，图3示出了图示与HTTP(DASH)服务器12互连的其中一个常规DASH客户端10的功能方框图。本文不再提供常规DASH客户端10和DASH服务器12的组件和/或功能的描述或解释，除非适用于本文中的发明或教示。
为了提供流畅的流媒体体验，DASH客户端可以选择适应不断变化的网络条件的比特速率，而自适应策略取决于带宽估计值。当前，带宽估计值基于下载历史的统计数据，这意味着它只反映过去的带宽，而无法准确地预测未来的带宽。
在拥塞情况下，不同的DASH客户端通过不同的自适应策略竞争网络资源。然而，客户端可以通过更为积极的自适应策略获取更多的网络资源。网络没有能力控制自适应策略并基于网络运营商的偏好向不同用户提供不同服务。此外，例如在涉及具有不同设备(例如，不同显示尺寸、制造商等)的许多客户端的无线网络上可能无法保证足够的流式传输水平。
因此，需要用于网络协助自适应流媒体的系统、方法和设备，促进DASH客户端更为准确地进行带宽预测以实现向大量客户端进行高质量的流式传输。
发明内容
根据一项实施例，网络通过协商向DASH客户端提供保证带宽以帮助更为准确地估计带宽条件。DASH客户端基于媒体呈现描述请求保证带宽。如果所述DASH客户端想要请求某个比特速率下的媒体片段，它首先在请求所述媒体片段之前基于所述比特速率信息请求所述网络提供保证带宽。此时，所述保证带宽可以是最小比特速率。
在另一项实施例中，所述网络基于该用户的来自网络运营商和/或服务提供商的订阅信息对用户实施带宽限制以向不同用户提供不同服务。对超过所述用户的带宽限制的保证带宽的请求被所述网络拒绝。
在又一项实施例中，DASH客户端的所述自适应策略可以基于网络的保证带宽信息而不是基于它自身的带宽检测。所述网络可以通过实施带宽限制向不同用户提供不同服务。
在不同的实施例中，由于网络单元(例如，eNodeB)是蜂窝环境中的最后一个接入点和/或瓶颈，所以它具有控制频谱资源并向DASH客户端提供带宽保证的功能和能力。
在一实施例中，QoS信息在所述DASH客户端、所述网络和所述服务器之间交换以在无线电通信拥塞时提高所述客户端的服务质量。
在一实施例中，基于(网络运营商和/或媒体服务提供商处的)用户的订阅信息/级别，所述网络运营商或所述服务提供商向不同用户提供不同服务质量。
在一项实施例中，提供了一种根据包含标识多个媒体片段的媒体呈现描述(mediapresentation description，MPD)信息的MPD通过传输网络在动态自适应媒体流系统中请求媒体内容的方法。所述方法包括用户设备生成和传输对保证比特速率/带宽速率(guaranteed bitrate/bandwidth rate，GBR)的请求给所述网络以及接收为所述用户设备授权GBR的响应。所述用户设备基于所述授权的GBR和所述MPD信息，选择所述多个媒体片段中的至少一个媒体片段，生成和传输请求给内容服务器来标识所述多个媒体片段中的所述选择的至少一个媒体片段，以及从所述内容服务器接收所述多个媒体片段中的所述选择的至少一个媒体片段。
在另一项实施例中，提供了一种网络中的自适应媒体流方法。所述方法包括基于网络中用户的订阅信息认证和授权所述用户的带宽限制；基于媒体呈现描述(mediapresentation description，MPD)从耦合至所述网络的用户设备接收对保证带宽速率(guaranteed bandwidth rate，GBR)的请求；如果所述请求的GBR可以被授权，基于所述带宽限制确定所述用户的所述订阅信息和所述网络条件及使用；以及响应于接收对所述GBR的所述请求，向所述用户设备传输GBR响应消息，所述GBR响应消息指示所述GBR是否被授权。在传输指示所述请求的GBR被授权的所述GBR响应消息之后，所述方法还包括从所述用户设备接收请求与所述GBR兼容的消息片段的媒体片段请求；以及向所述用户设备传输所述请求的媒体片段。
在又一项实施例中，提供了一种自适应媒体流系统。所述系统包括耦合到网络的用户设备，用于基于媒体呈现描述(media presentation description，MPD)请求保证带宽速率(guaranteed bandwidth rate，GBR)并根据授权的GBR请求媒体片段。耦合到所述网络的内容服务器用于向所述用户设备发送所述请求的媒体片段；所述网络用于提供所述用户设备和所述内容服务器之间的通信路径，响应于来自所述用户设备的GBR请求授权GBR，以及根据所述授权的GBR向所述用户设备发送所述媒体片段。
本发明的其它特征和优点将在下文说明中阐述，而且将从说明中显而易见，或通过本领域技术人员在本文所公开的原理的实践得知。本发明的特征和优点可以通过如本文详细阐述的所公开的手段和组合实现和获取。本发明的这些和其它特征将在以下描述中变得更加十分明显，或者可以通过本文阐述的原理的实践得知。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，相同的数字表示相同的对象，其中：
图1示出了基于DASH标准的自适应媒体流模型和系统；
图2概念上示出了基于DASH的系统内的媒体呈现描述(Media PresentationDescription，MPD)所描述的分层数据模型；
图3是图示根据DASH所描述的常规DASH客户端和HTTP服务器的功能方框图；
图4是根据本发明原理的示例性系统的方框图；
图5示出了LTE注册过程的流程图；
图6是根据本发明原理的由DASH客户端发起的带宽协商和媒体内容分发方法的流程图；以及
图7A和7B是图示图4中分别示出的UE和eNodeB的总体方框图。
具体实施方式
以下讨论的附图和说明以及该专利文档中的各种实施例仅通过举例说明的方式描述本发明的原理，而不应以任何方式理解为对本发明范围的限制。本领域普通技术任意将容易了解到本发明的原理可以在任意类型的合适布置的设备或系统中实施。具体而言，虽然本发明参照在蜂窝无线系统中使用进行描述，本领域技术人员将在不背离本发明范围的情况下容易了解其它类型的网络和其它应用。
除非另有定义，否则本文所用的所有科技术语都具有与本领域普通技术人员公知的含义相同的含义。虽然类似于或等同于此处所述的方法和材料也可以用于实践或测试本技术，以下描述的只是有限数量的示例方法和材料。
正如将了解的那样，本发明的各方面可体现为一种方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采用完全为硬件的实施例、完全为软件的实施例(包含固件、常驻软件、微代码等)或者组合软硬件方面的实施例的形式，所有这些实施例在本文中通常可以称为“电路”、“模块”或“系统”。现场可编码门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)和通用处理器的单独或联合使用，以及关联软件、固件和胶合逻辑可以用于构建本发明。
此外，本发明的各方面可以采用计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，该介质中包含计算机可用程序代码。可以利用任意合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用或计算机可读介质可以是但不限于随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)，或可擦式可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，EPROM或闪存)。用于执行本发明的操作的计算机程序代码可以以例如但不限于：面向对象编程语言、以及诸如“C”编程语言或其它类似的编程语言之类的常规过程化编程语言来编写。
本说明书中“一项实施例”、“一实施例”、“一特定实施例”、“具体实施例”是指关于具体实施例所述的具体特征、结构或特点包含在至少一项实施例中但并非包含在所有具体实施例中。因此，本说明书中各处出现的“在一具体实施例中”、“在一实施例中”或者“在一特定实施例中”不一定是指相同实施例。此外，任意特定实施例的具体特征、结构或特点可以以任何适当方式合并于一个或多个其它具体实施例中。将理解本文所描述和所示出的特定实施例的各种变体和修改鉴于本文中的教示是可能的并且可被视为精神和范围的一部分。
可将各种单元、电路或其它组件描述或要求为“用于”执行一个或多个任务。在这种上下文中，“用于”通过指示单元/电流/组件包括执行操作期间的一个或多个任务的结构(电路)来暗指结构。因此，该单元/电路/组件可用于执行任务，即使当指定单元/电路/组件当前不可操作(例如，没有接通)。和“用于”语言一起使用的单元/电路/组件可以包括硬件，例如电路、存储用以实现操作的可执行程序指令的存储器，等等。陈述“用于”执行一个或多个任务的单元/电路/组件明确不旨在引用美国法典第35卷第112节(f)条。
如本文所使用的那样，“模块”、“单元”、“接口”、“处理器”、“引擎”、“检测器”，或“接收器”包括通用、专用或共享处理器并且通常包括由处理器执行的固件或软件模块。取决于实施形式特定或其它考虑因素，模块、单元、接口、处理器、引擎、检测器或接收器可以是集中式的或者其功能是分布式的，并且可以包括计算机可读(存储)介质中包含的由处理器执行的通用或专用硬件、固件或软件。如本文中所使用的那样，计算机可读介质或计算机可读存储介质旨在包含所有法定介质(例如，美国，美国法典第35卷第101节)，并且特别排除本质上所有非法定的介质，该排除对于包含计算机可读(存储)介质为有效的权利要求是必要的。已知的法定计算机可读介质包括硬件(例如，寄存器、随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、非易失性(non-volatile，NV)存储器)，但是可以或可以不限于硬件。
现参照图4，图4描绘了支持各种实施例的示例性无线通信系统的方框图。虽然示例性无线通信系统主要在通过长期演进(Long Term Evolution，LTE)网络110的流媒体场景内论述，被本文教示所影响的本领域普通技术人员将意识到本文的教示也适于与其它类型的无线网络、有线网络或者无线和有线网络的组合一起使用。此外，网络110可以根据一种或多种实现HTTP功能的协议、标准和/或规范(公共或私有)运行。
图4描绘了示例性无线通信系统100，该系统包含多个用户设备(User Equipment，UE)102(例如，DASH客户端102)(后文称为UE或DASH客户端102)、长期演进(Long TermEvolution，LTE)网络110、核心网130、HTTP内容服务器150，以及内容存储设备160。如将了解的那样，网络中每种类型的设备的数量可以小于和/或大于所示数量，并且图4所示实施例只是为了说明目的。
LTE网络110支持UE 102和核心网130之间的通信，例如发起内容服务器150和UE102之间的内容流会话的通信。
UE 102最好是无线DASH客户端设备，用于接入无线网络，例如LTE网络110。UE 102用于支持控制信令以便支持LTE网络110中的承载会话，并且可以是电话、智能手机、PDA、膝上电脑、计算机或任意其它无线用户设备。如果接入点基于有线，则客户端设备还可以是含有线网络接口的有线连接设备。
常规UE 102(例如，DASH客户端)的结构和功能已为我们所熟知。这些设备通常包括诸如处理单元、控制器和网络接口之类的各种组件，这些组件必然包括但不限于微处理器、微控制器、存储器设备和/或逻辑电路，这些组件可适用实现各种算法和/或协议。除本文所指出或者了解本发明相关的描述以外，不再提供对这些设备的常规组件和软件过程(功能)的其它描述，因为这些描述为本领域普通技术人员所知。应了解，UE 102可以从任意合适的硬件、软件、固件，或其组合构建或配置而来用于提供本领域普通技术人员已知的功能。UE 102将包含下文根据一项或多项实施例描述的其它功能。
充分了解LTE网络110的配置和操作。出于说明性但非限制性目的，示例性LTE网络110包括eNodeB 111a和111b(统称为eNodeB 111)、服务网关(Serving Gateway，SGW)112a和112b(统称为SGW 112)、分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway，PGW)113、移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)114a和114b(统称为MME 114)以及认证单元(authentication unit，AAAU)117。eNodeB 111为UE 102提供无线接入接口。SGW 112、PGW 113、MME 114和AAAU 117，以及出于简洁性目的而省略的其它可能组件，用于提供支持使用IP的端到端服务分发的演进型分组核心网(Evolved Packet Core，EPC)网络。
eNodeB、SGW、PGW、MME和AAAU以及其它网络组件的结构和功能通常已为我们所熟知。这些设备通常包括诸如处理单元、控制器和网络接口之类的各种部件，这些组件必然包括但不限于，微处理器、微控制器、存储器设备和/或逻辑电路，这些组件可适用实现各种算法和/或协议。除本文所指出或者了解本发明相关的描述以外，不再提供对这些设备的常规组件和软件过程(功能)的其它描述，因为这些描述为本领域普通技术人员所知。
如图4中所描绘，每个eNodeB 111支持相应多个UE 102。通过使用与每个UE 102关联的LTE-Uu接口来支持eNodeB 111和UE 102之间的通信。SGW 112a支持eNodeB 111a的通信，而SGW 112b支持eNodeB 111b的通信。通过使用相应的S1-u接口来支持SGW 112和eNodeB 111之间的通信。S1-u接口支持切换期间每个承载的用户平面隧道和eNodeB间路径转换。
PGW 113支持SGW 112的通信。通过使用相应的S5/S8接口来支持PGW113和SGW 112之间的通信。S5接口提供用户平面隧道和隧道管理等功能进行PGW 113和SGW 112之间的通信、由于UE移动性导致的SGW迁移等。S8接口，其可以是S5接口的公用陆地移动网(PublicLand Mobile Network，PLMN)变体，提供PLMN间接口，从而提供拜访地PLMN(Visitor PLMN，VPLMN)中的SGW和归属PLMN(Home PLMN，HPLMN)之间的用户和控制平面连接。PGW 113促进通过SGi接口的LTE网络110和核心网130之间的通信。
MME 114提供移动性管理功能以便支持UE 102的移动性。MME 114a支持eNodeB111a，而MME 114b支持eNodeB 111b。通过使用相应的S1-MME接口来支持MME 114和eNodeB111之间的通信，相应的S1-MME接口提供控制平面协议用于MME 114和eNodeB 111之间的通信。
策略和计费规则功能(Policy and Charging Rules Function，PCRF)节点(未示出，但可以与AAAU 117集成)提供动态管理能力，服务提供商通过这些能力可以管理与通过LTE网络110提供的服务相关的规则和与通过LTE网络110提供的服务计费相关的规则。
如了解的那样，网络110是示例性的并且可以利用其它合适的配置或网络。
核心网130可以包括一个或多个分组数据网(例如，基于IP)，UE 102通过这些网络可以访问内容、服务等。尽管核心网130示为与LTE网络110分离的网络，但是将理解特定网络110和130也可以统称为网络。
HTTP服务器150连接至核心网130，并用于支持本文所论述的流式内容会话。HTTP服务器150可以示例性地通过与服务器150通信的内容存储设备160本地或远程存储内容。
DASH客户端102示为包含耦合到媒体引擎115的接入引擎103和自适应逻辑119，这些组件在下文中更为详细地描述。DASH客户端102通过LTE网络110和IP网络130向服务器150中的请求解析器引擎104传输HTTP请求。内容服务器150内的分发功能引擎108向DASH客户端102传输HTTP响应(例如，媒体呈现描述(media presentation description，MPD)文件107a至107n，包含时间长度、文件大小、播放开始时间、文件存储位置、媒体类型和分辨率等媒体片段信息，以及媒体内容片段)。在其它实施例中，MPD由UE 102从网络设备而非内容服务器150接收是有可能的。
常规DASH客户端10(图3)和本发明的DASH客户端102a(图4)的一个差异在于DASH客户端102a包括用于生成和传输保证比特速率(guaranteed bit rate，GBR)请求给网络和/或内容服务器150的功能。
现转向图5，图5示出了网络注册过程(使用eNodeB 111a为例)，用于将UE 102注册到网络110。eNodeB 111a向UE 102广播下行(downlink，DL)无线信息(步骤200)，UE 102完成与eNodeB 111a的DL同步(步骤202).UE向eNodeB 111a传输上行(uplink，UL)同步导频信号(步骤204)；作为回应，eNodeB 111a向UE 102传输时间和功率调整(步骤206)。UE 102随后向eNodeB 111a发送UE标识以便进行标识(步骤208)，eNodeB 111a使用订阅信息库(subscription profile repository，SPR)向核心网130发送用户认证请求(步骤210)。在核心网130认证之后，在eNodeB 111a处接收UE(用户)凭证的eNodeB认证(步骤212)。
现转向图6，图6示出了根据本发明原理的DASH客户端102a发起的与内容服务器150的带宽协商和媒体内容分发方法的流程图或过程300。
DASH客户端102向网络认证单元(authentication unit，AAAU)117传输用户信息，例如用户标识和订阅信息(步骤1)。如将理解的那样，该信息可以在网络130和/或内容服务器150级定义。AAAU 117认证DASH客户端102并确定或标识指配/分配给该DASH客户端102的最大允许带宽(步骤2)。通常，DASH客户端102的用户具有与网络运营商和/或服务提供商的针对指定服务质量(quality of service，QoS)或最大允许带宽(或比特速率)的订阅服务。此外，最大带宽也可以指配/分配给用户。
最大允许带宽信息可从AAAU 117内的存储器或者网络中的另一设备或节点中获取。在认证和授权之后，AAAU 117向服务DASH客户端102的eNodeB 111a传输最大允许带宽信息(和/或最小带宽信息)(步骤3)。在接收到带宽限制之后，eNodeB 111确定/分配/规划其可以提供给DASH客户端102的保证带宽速率或比特速率(guaranteed bandwidth rate/bit rate，GBR)(步骤4)。因此，eNodeB 111控制并实施DASH客户端102的保证带宽或比特速率(guaranteed bandwidth/bit rate，GBR)。在大多数实施例中，GBR并不超过最大允许带宽。在一些其它实施例中，GBR可以采用网络基于用户订阅信息以及当前网络条件及使用可以提供给用户的最小比特速率的形式。在该最小比特速率下，客户端可以确保网络保证带宽下界，并且客户端可以请求比特速率并非低于最小比特速率的媒体片段。
在该过程中的某点，DASH客户端102基于其服务信息向eNodeB 111发送保证带宽/比特速率(guaranteed bandwidth/bit rate，GBR)请求(步骤5)。这个GBR请求包含标识DASH客户端102想要/请求的特定GBR(一种或多种替代形式)的信息。eNodeB 111基于DASH客户端的带宽限制和eNodeB111(和/或网络内)的当前可用资源执行准入控制(步骤6)并向DASH客户端102传输包含已确定/分配/可接受的GBR的GBR响应(步骤7)。尽管未示出，如果DASH客户端102所请求的GBR大于DASH客户端102允许的最大带宽或者无法被网络满足，则GBR响应包含拒绝信息。在一项实施例中，拒绝信息可以包含低于所请求的GBR和/或网络可以提供的GBR的建议或推荐GBR。取决于GBR响应，DASH客户端102随后可以使用较低或较高的GBR传输一个或多个其它GBR请求，或者选择接受GBR响应中建议的GBR等。
在另一项实施例中，GBR请求可以指定特定的所请求GBR。在这种情况下，GBR请求可被视为不请求特定GBR的“最佳可能的”或“任意的”GBR请求，并且GBR请求只是对网络能够提供的某个GBR(但是没有特定的可标识GBR)的请求，例如为了通过使协商迭代数量最小化来缩短与底层网络的GBR协商过程。eNodeB 111随后确定其可以提供哪种GBR，并发送带有已确定/分配/可接受的GBR的GBR响应。具体而言，该GBR可能是eNodeB(或网络)可以提供的最佳GBR。
一旦已协商并分配了DASH客户端102的GBR，eNodeB 111和PGW 113分别设立或更新适用于DASH客户端102(进行后续通信的)服务质量(quality of service，QoS)规则(例如，错误率、带宽、最小比特速率、吞吐量、传输时延、可用性、抖动等)。
在接收到GBR之后，DASH客户端102中的适应逻辑模块或组件119从服务器150中的多个可供选择的(如MPD中标识的)媒体片段中选择/请求哪个媒体片段(步骤11)时考虑该信息。在一项实施例中，选择的媒体片段可以是具有与GBR最接近(例如，低于或者稍高于)的比特速率/带宽的媒体片段。DASH客户端102在选择请求哪个媒体片段时可以利用其它因素和/或信息。一旦确定，DASH客户端102向服务器150请求所选择的媒体片段(步骤12)。
响应于媒体片段请求，服务器150向PGW 113传输媒体片段数据(步骤13)。该传输可以通过突发型传输进行。PGW 113随后以通常大于GBR的比特速率尽力向eNodeB 111a传输媒体片段数据(步骤14)。eNodeB 111a实施GBR并根据该保证(其取决于资源可用性可能更高)向DASH客户端102传输媒体片段数据(步骤15)。
如果例如，客户端想要请求比特速率较高的媒体片段，或者如果片段都是经可变比特速率(variable bit rate，VBR)编码的，后续片段的比特速率明显不同于先前片段(示为步骤16)，DASH客户端102可以重复GBR协商过程(步骤5至10)。类似地，DASH客户端102可以重复新媒体片段的媒体片段请求和接收过程(步骤11至15)。
现转向图7A，图7A示出了示例UE 102的总体方框图。UE 102表示用户或订户在系统100上/内的通信会话期间所利用的设备。每个UE 102通常包括处理器、存储器、收发器以及天线，并且可以从合适的硬件、软件、固件或其组合构建或配置而来以通过网络传输或接收信息。这些设备还可包括用于捕获和播放音频信息的具有麦克风和扬声器的输入/输出设备，以及捕获/显示视频信息的摄像机和/或显示器。例如，UE 102可以是电话、视频电话、计算机、个人数字助理、移动电话、智能手机、平板电脑等。
在所示实施例中，UE 102包括处理器300、收发器310、天线元件320、一个或多个输入/输出设备330(例如，扬声器/麦克风、小键盘、显示器/触摸板)，以及存储器340。UE 102可以包括一个或多个其它组件、设备，或功能(未示出)。本文中，UE 102包括作为DASH客户端进行操作的必要功能。
处理器200可以是通用、专用或电子信号处理器，并且可以是多个处理器或者这些处理器的组合。处理器300包括执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理的功能，和/或使UE 102在系统100中操作的任意其它功能。处理器300耦合到收发器310，收发器310耦合到天线元件320。将了解，处理器300和收发器310可以是单独的组件或者集成在一起。类似地，天线元件320可以是单个元件或多个元件(多个天线或元件)。
收发器310用于调制数据或信号供天线320进行传输以及解调天线320接收到的数据或信号。
处理器300耦合到一个或多个可用于输入/输出用户数据的输入/输出设备330(包括端口或总线)。此外，处理器300耦合到可用于存储和获取数据的存储器330。可以包含任意合适类型的内存存储设备，例如随机存储存储器(random-access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、硬盘、用户识别(subscriber identity module，SIM)卡、存储棒、安全数字(secure digital，SD)存储卡等。
可包含在UE 102内的其它元件或设备将不在本文中论述，除非了解本发明所必需或相关。尽管UE 102被视为无线设备，但还可以包括网络接口，用于与有线网络接入点进行有线网络连接。
现转向图7B，图7B为具有处理器400、发射器410、接收器420、天线430和存储器440的示例eNodeB 111的方框图。可以包括其它合适的组件或设备(但未示出)。天线430可以包括一个或多个天线和/或一个或多个元件(多个天线或多个元件)。eNodeB 111的配置和操作容易被本领域普通技术人员知晓和了解，除非理解本发明所必要或者除上文描述的新的或其它功能之外，本文不再提供其结构的其它描述或解释。尽管eNodeB 111被示为无线设备，但是在UE基于有线的实施例中，eNodeB 111可以是基于有线的网络接入点(例如，网络提供商所操作的设备)并且将包括用于到UE 102的有线网络连接的网络接口。
在操作中，本发明的原理使无线网络运营商限制带宽/比特速率，同时确保为其普通用户维持基本内容质量，为付费用户维持较高的质量。出于该目的，运营商将在携带DASH内容的用户HTTP连接上将某些比特速率质量水平分配给不同用户。
在某些实施例中，一个或多个所述设备的部分或全部功能或流程由计算机可读程序代码构成的且内嵌于计算机可读介质中的计算机程序来实现或提供支持。术语“计算机可读程序代码”包括任意类型的计算机代码，包括源代码、目标代码以及可执行代码。术语“计算机可读介质”包括任何类型的可以被计算机访问的非易失性介质，比如，只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、硬盘驱动器、光盘(compact disc，CD)、数字化视频光盘(digital video disc，DVD)或者任何其他类型的存储器。
为本专利文档中使用的特定术语和短语进行定义是有帮助的。术语“包括”和“包含”以及它们的派生词表示没有限制的包括。术语“或者”是包容性的，意为和/或。短语“与……关联”和“与其关联”以及其派生的短语意味着包括，被包括在内、与……互连、包含、被包含在内、连接到或与……连接、耦合到或与……耦合、可与……通信、与……配合、交织、并列、接近、被绑定到或与……绑定、具有、具有……属性，等等。术语“控制器”指任何设备、系统或者其至少控制一个操作的一部分。控制器可以通过硬件、固件、软件或者其中至少两者的组合而实现。与任何特定控制器相关的功能可以是集中式或分布式的，无论是本地还是远程。
虽然本发明就某些实施例和一般相关方法方面进行了描述，但是对本领域技术人员而言，对实施例和方法的各种更改和变更将是显而易见的。因此，示例实施例的上述描述不限定或约束本发明。正如以下权利要求定义，其它修改、替代以及变更也是可能的，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种根据包含标识多个媒体片段的信息的媒体呈现描述MPD(media presentationdescription)通过传输网络在动态自适应媒体流系统中请求媒体内容的方法，其特征在于，所述方法包括：
用户设备基于所需要获取媒体片段的比特速率生成并传输对保证比特速率/带宽速率GBR(guaranteed bitrate/bandwidth rate)的请求给所述网络，
在所述用户设备处接收为所述用户设备授权GBR的响应；
在用户设备处基于所述授权的GBR和所述MPD信息，选择所述多个媒体片段中的至少一个媒体片段；
生成和传输请求给内容服务器来标识从所述多个媒体片段中的选择的至少一个媒体片段；以及
从所述内容服务器接收从所述多个媒体片段中的选择的至少一个媒体片段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择所述多个片段中的至少一个片段包括：
选择比特速率最接近所述授权的GBR的媒体片段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述用户设备处播放所述接收到的媒体片段。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述授权的GBR是最小比特速率/带宽速率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述GBR的所述请求不标识特定GBR。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述GBR的所述请求请求特定GBR，并且所述授权的GBR高于所述请求的特定GBR。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述GBR的所述请求请求特定GBR，并且所述授权的GBR低于所述请求的特定GBR。
8.一种网络中的自适应媒体流方法，其特征在于，所述方法包括：
基于网络中用户的订阅信息认证和授权所述用户的带宽限制；
基于媒体呈现描述MPD(media presentation description)从耦合到所述网络的用户设备接收对保证带宽速率GBR(guaranteed bandwidth rate)的请求，所述请求由所述用户设备基于所需要获取媒体片段的比特速率生成；
如果所述请求的GBR可以被授权，基于所述带宽限制确定所述用户的所述订阅信息和网络条件及使用；
响应于接收对所述GBR的所述请求，向所述用户设备传输GBR响应消息，所述GBR响应消息指示所述GBR是否被授权；
在传输指示所述请求的GBR被授权的所述GBR响应消息之后，从所述用户设备接收请求与所述GBR兼容的消息片段的媒体片段请求；以及
向所述用户设备传输所述请求的媒体片段。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述订阅信息在以下级别中的至少一个级别处进行配置：网络运营商级和媒体服务提供商级。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果对所述GBR的所述请求超过所述用户带宽限制，所述GBR响应消息指示所述GBR未被授权。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用户设备被配置为基于超文本传输协议的动态自适应流媒体DASH(Dynamic Adaptive Streaming over Hypertext TransferProtocol)客户端。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述DASH客户端的自适应策略基于来自所述网络的所述授权的GBR，而不是其本身的带宽检测。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述网络是长期演进(long-termevolution，LTE)网络，包括配置用于根据所述授权的GBR向所述用户设备传输所述请求的媒体片段的eNodeB。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述授权的GBR是最小比特速率/带宽速率。
15.一种自适应媒体流系统，其特征在于，包括：
耦合到网络的用户设备，用于基于媒体呈现描述MPD(media presentationdescription)请求保证带宽速率GBR(guaranteed bandwidth rate)并根据授权的GBR请求媒体片段，其中，所述请求由所述用户设备基于所需要获取媒体片段的比特速率生成；
耦合到所述网络的内容服务器，用于向所述用户设备发送所述请求的媒体片段；
其中所述网络用于提供所述用户设备和所述内容服务器之间的通信路径，响应于来自所述用户设备的GBR请求而授权GBR，以及根据所述授权的GBR向所述用户设备发送所述媒体片段。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述网络还用于当所述请求的GBR超过与所述用户设备关联的预定带宽限制时，拒绝对所述GBR的所述请求。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述用户设备被配置为基于超文本传输协议的动态自适应流媒体DASH(Dynamic Adaptive Streaming over Hypertext TransferProtocol)客户端。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述DASH客户端的自适应策略基于来自所述网络的保证带宽，而不是其本身的带宽检测。
19.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述网络是长期演进(long-termevolution，LTE)网络，具有配置用于根据所述GBR向所述用户设备传输所述请求的媒体片段的eNodeB。
20.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述授权的GBR是最小比特速率/带宽速率。
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