CN109196839B - 管理用于速率调步的缓冲器的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

管理用于速率调步的缓冲器的方法、解码器和服务器。解码器包括存储器、配置成发送和接收信号的收发器以及操作性地连接至存储器和收发器的处理电路。处理电路从服务器接收去除速率消息,该去除速率消息指示解码器的调步缓冲器的流出速率。处理电路还根据流出速率从调步缓冲器向解码器的解码缓冲器提供数据包。

Description

管理用于速率调步的缓冲器的设备和方法
技术领域
本申请总体涉及传输系统中的媒体数据传送,并且更具体地,涉及管理用于速率调步(rate pacing)的缓冲器的设备和方法。
背景技术
运动图像专家组(MPEG)媒体传输(MMT)是指定用于在异构互联网协议(IP)网络环境上传送用于多媒体服务的编码媒体数据的技术的数字容器标准或格式。所传送的编码媒体数据既包括需要在指定时间内同步解码并呈现特定的数据单元的视听媒体数据(即,定时数据),也包括基于服务的环境或用户的交互在任意时间内解码并呈现的其它类型数据(即,非定时数据)。
发明内容
技术问题
在编码媒体数据将使用IP(诸如,实时传输协议(RTP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等)经由基于数据包的传送网络进行传送的假设下进行MMT的设计。MMT的设计还考虑了不同传送环境的特性。例如,从发送实体到接收实体的每个数据包传送的端到端延迟可能并非始终不变,并且底层网络提供者必须提供将信令消息与媒体数据区分的方式。相应地,需要改进MMT媒体数据传送中的标准。
技术方案
本公开的示例实施方式提供了解码器、用于解码器的方法以及用于控制传输系统中媒体数据的传送的服务器。
在一个示例实施方式中,提供了一种管理用于速率调步的缓冲器的解码器。解码器包括存储器、配置成发送和接收信号的收发器以及操作性地连接至存储器和收发器的处理电路。处理电路从服务器接收去除速率消息,该去除速率消息指示解码器的调步缓冲器的流出速率。然后,处理电路根据该流出速率从调步缓冲器向解码器的解码缓冲器提供数据包。
在一个示例实施方式中,提供了管理用于速率调步的缓冲器的解码器的方法。该方法包括从服务器接收去除速率消息,其中,该去除速率消息指示解码器的调步缓冲器的流出速率。该方法还包括根据流出速率从调步缓冲器向解码器的解码缓冲器提供数据包。
在一个示例实施方式中,提供了用于管理解码器中的用于速率调步的缓冲器的服务器。该服务器包括存储器、配置成发送和接收信号的收发器以及操作性地连接至存储器和收发器的一个或多个处理器。
在进行下文的具体实施方式之前,说明在本专利文件全文中使用的某些单词和短语的定义可能是有益的:措辞“包括”和“包含”以及它们的衍生词意为包括而非限制;措辞“或”是包括性的,意为和/或;短语“与...相关”和“与其相关”及其衍生词可意味着包括、包括在...内、与...互相连接、包含、包含在...内、连接至或与...连接、联接至或与...联接、可与...通信、与...合作、交错、并列、接近于、结合至或与...结合、具有、具有...的性质等;以及措辞“控制器”意为控制至少一个操作的任何装置、系统或其一部分,这样的装置可以以硬件、固件或软件来实施,或以硬件、固件或软件中的至少两项的一些结合来实施。应注意的是,与任何特定控制器关联的功能无论是本地还是远程均可以是集中的或分布式的。本专利文件全文中提供对某些词语和短语的定义。本领域普通技术人员应理解,在许多情况下(如果不是大多数情况),这种定义适用于现有技术,也适用于这样定义的词语和短语的将来的使用。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其有益效果,现参考下文结合附图而作出的描述,在附图中相同的附图标记表示相同的部分,在附图中:
图1示出了可实施有本公开的各种示例实施方式的传输系统的示例;
图2和图3示出了根据本公开的各种示例实施方式的计算系统中的示例装置;
图4示出了根据本公开的各种示例实施方式的MMT媒体数据传输环境中的MMT协议输入/输出的框图;
图5示出了根据本公开的各种示例实施方式的用于仿真接收器行为的接收器缓冲器模型的框图;
图6示出了根据本公开的各种示例实施方式的使用用于移动视频传送的速率调步的示例性实施;
图7示出了根据本公开的各种示例实施方式的具有调步缓冲器的假想接收器缓冲器模型(HRBM);
图8示出了根据本公开的说明性示例实施方式的用于操作传输系统中的发送实体的过程;以及
图9示出了根据本公开的说明性示例实施方式的用于操作传输系统中的接收实体的过程。
具体实施方式
下文讨论的图1至图9以及用于在本专利文件中描述本公开的原理的各种示例实施方式仅通过说明的方式进行,而不应以任何方式被解释为对本公开范围的限制。本领域技术人员将理解,本公开的原理可实施于任何适当布局的系统或装置。
MMT编码和媒体传送在以下文件和标准描述中进行了讨论:ISO/IEC JTC 1/SC29/WG11,High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments-Part 1:moving picture experts group(MPEG)media transport(MMT)(异构环境中的高效编码和媒体传送-第1部分:运动图像专家组(MPEG)媒体传输(MMT)),2012年7月,其内容在此如同完全在本文中进行阐述那样并入本公开中。为了在异构IP网络环境中高效且有效地传送编码媒体数据,MMT提供:逻辑模型,以构建由混合应用的各种组件构成的内容;与用于传送层处理(诸如,数据分包和自适应)的编码媒体数据有关的数据传送信息的结构;数据分包方法和数据包结构,以传送与传输控制协议(TCP)或用户数据报协议(UDP)上使用的特定类型的媒体或编码方法无关的媒体内容(包括混合传送);管理媒体内容的呈现和传送的信令消息的格式;促进跨层通信的待跨层交换的信息的格式。
MMT限定了包括封装、传送和信令化的三个功能区域。封装功能区域限定了媒体内容的逻辑结构、MMT包以及待由MMT兼容实体处理的格式数据单元。MMT包指定包括媒体内容和媒体内容之间的关系的组件,以提供自适应传送所需的信息。数据单元的格式被限定成封装所编码的媒体,以作为传送协议的有效载荷而被存储或承载并且在储存与承载之间容易地转换。传送功能区域限定了应用层协议和有效载荷的格式。与用于多媒体传送的传统应用层协议相比,本应用层协议为MMT包的传送提供增强的特征(包括多路复用)。有效载荷格式被限定成承载与特定媒体类型或编码方法无关的编码媒体数据。信令功能区域限定了消息的格式以管理MMT包的传送和消费。用于消费管理的消息被用于表示MMT包的结构,并且用于传送管理的消息被用于表示有效载荷格式的结构和协议的配置。
MMT限定了用于时间连续的多媒体(诸如,音频、视频和诸如小工具、文件等其它静态内容)的传送的新框架。MMT指定用于将MMT包传送至接收实体的协议(即,MMTP)。MMTP将MMTP包的发送时间表示作为协议头(protocol header)的一部分。该时间使接收实体能够通过检查每个输入的MMT数据包的发送时间和接收时间来执行去抖动。
本公开的示例实施方式认识到,接收媒体数据的环境条件可基于导致传输和传送之间的延迟(例如,端到端的延迟)的发送路径、发送格式和接收装置的类型而不同。例如,不同的传输媒体(例如,无线数据通信(LTE、HSPA、3G、WiFi等)、物理媒体(例如,有线、电缆、以太网、光纤等)卫星广播等)具有不同的相关传输延迟。本公开的示例实施方式认识到,除了传输延迟之外,其它来源也可导致抖动。例如,前向纠错(FEC)解码可插入额外的延迟以使得丢失的数据包能够恢复,这需要接收足够的源和奇偶校验数据包。然而,延迟的其它源可以是由于可能已在发送期间执行的数据交织。本公开的示例实施方式还认识到,接收装置组件也可影响延迟。具有较大存储器和较快处理能力的装置(诸如,计算机)可具有比具有较小存储器和较慢处理能力的其它装置(诸如,机顶盒)更少的延迟。
本公开的示例实施方式认识到,在某些环境中(诸如,广播环境),重要的是具有固定的端到端延迟,以使得每个发送的数据包在点对多点的传输系统中从发送直至在接收实体处离开MMT处理堆栈历经相同的延迟。例如,本公开的示例实施方式认识到,提供或保证接收相同程序的所有客户端同时呈现相同内容而与装置、协议或传输媒体实施无关是重要的。另外,为了使接收器能够被硬件实施,本公开的示例实施方式认识到,可能需要提供确保固定的数据包传送延迟的所需存储器空间的上限。取决于网络的性质和服务的设置,MMT数据包可能受到各种抖动的影响,从而产生不同的缓冲需求。例如,在大的源块上提供FEC保护并通过互联网承载的服务可能需要比通过受管理的广播承载并且没有FEC保护的服务更多的缓冲。
因此,当抖动量的变化如此大或者最大抖动量不能为MMT发送实体所知时,当前的MMTP HRBM不能成为有效的解决方案。对于这些情况,MMT发送实体将在不合并HRBM的情况下以其最大可用带宽简单地传送数据包,以使得MMT接收实体可以在消费之前缓冲数据一段时间并可在没有及时接收到数据包时消费在开始时缓冲的数据。
相应地,本公开的示例实施方式提供了用于为MMT发送实体和MMT接收实体提供调步和信令消息以高效地管理调步缓冲器的水平的方法和设备。
图1示出了可实施有本公开的各种示例实施方式的传输系统100的示例。在所示的示例实施方式中,系统100包括发送实体101、网络105、接收实体110、诸如基站(BS)102、BS103和其它类似的基站或中继站的无线传输点(例如,演进节点B(eNB)和节点B)。发送实体101经由网络105与基站102和基站103进行通信,其中,网络105可以是例如互联网、媒体广播网络或基于IP的通信系统。接收实体110经由网络105和/或基站102及103与发送实体101通信。接收实体110可包括用户设备111至116。
基站102向处于基站102的覆盖区域120内的多个第一接收实体(例如,用户设备、移动电话、移动站和用户站)提供对网络105的无线接入。多个第一接收实体包括可位于小型企业(SB)中的用户设备111、可位于企业(E)中的用户设备112、可位于WiFi热点(HS)中的用户设备113、可位于第一住宅(R)中的用户设备114、可位于第二住宅(R)中的用户设备115以及可以是诸如蜂窝电话、支持无线通信的膝上型电脑、支持无线通信的PDA、平板计算机等移动装置(M)的用户设备116。
基站103向处于基站103的覆盖区域125内的多个第二用户设备提供对网络105的无线接入。多个第二用户设备包括用户设备115和用户设备116。在示例性实施方式中,基站101至103可使用OFDM或OFDMA技术彼此通信并与用户设备111至116通信。
虽然在图1中仅描绘了六个用户设备,但应理解的是,系统100可向附加用户设备提供无线宽带和网络访问。应注意,用户设备115和用户设备116既位于覆盖区域120的边缘上又位于覆盖区域125的边缘上。用户设备115和用户设备116均与基站102和基站103二者通信,并且可如本领域技术人员所知地被称为以切换模式操作。
用户设备111至116可经由网络105访问语音、数据、视频、视频会议和/或其它宽带服务。在示例性实施方式中,用户设备111至116中的一个或多个可与WiFi WLAN的接入点(AP)相关联。用户设备116可以是包括支持无线的膝上型计算机、个人数据助理、笔记本、手持装置或其它支持无线的装置的多种移动装置中的任一个。用户设备114和115可以是例如支持无线的个人计算机(PC)、膝上型计算机、网关或其它装置。
图2和图3示出了根据本公开的计算系统中的示例装置。具体地,图2示出了示例服务器200,并且图3示出了示例客户端装置300。服务器200可表示图1中的发送实体101、基站102或基站103,并且客户端装置300可表示图1中的包括用户设备111至116中的一个或多个用户设备的接收实体110。
如图2中所示,服务器200包括总线系统205,其中,该总线系统205支持一个或多个处理器210、至少一个储存装置215、至少一个通信接口220和至少一个输入/输出(I/O)单元225之间的通信。
一个或多个处理器210运行可被加载至存储器230中的指令。一个或多个处理器210可包括任何合适数量和类型的处理器或具有任何合适布置的其它装置。一个或多个处理器210的示例类型包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路和分立电路。一个或多个处理器210配置成管理用于速率调步的缓冲器。
存储器230和永久性储存器235是表示能够存储信息和帮助检索信息(诸如,暂时性或永久性的数据、程序代码和/或其它合适的信息)的任何结构的储存装置215的示例。存储器230可代表随机存取存储器或一个或多个任何其它合适的易失性或非易失性储存装置。永久性储存器235可包括支持数据的长期储存的一个或多个组件或装置,诸如,只读存储器、硬盘驱动器、闪速存储器或光盘。
通信接口220支持与其它系统或装置的通信。例如,通信接口220可包括帮助网络105上的通信的网络接口卡或无线收发器。通信接口220可支持经由任何合适的物理或无线通信链路的通信。
I/O单元225允许输入和输出数据。例如,I/O单元225可经由键盘、鼠标、小键盘、触摸屏或其它合适的输入装置为用户输入提供连接。I/O单元225还可将输出发送至显示器、打印机或其它合适的输出装置。
在该说明性示例实施方式中,服务器200可实施为如将在下文进行更详细的讨论的设备,该设备设置成用于管理接收实体110或用户设备111至116中的用于速率调步的缓冲器。应注意,虽然图2被描述为表示图1的发送实体101、基站103或基站102,但在包括用户设备111至116中的一个或多个用户设备的接收实体110中可使用相同或相似的结构。例如,膝上型计算机或台式计算机可具有与图2中所示的结构相同或相似的结构。
如图3中所示,客户端装置300(诸如,接收实体110或UE 111至116)包括天线305、射频(RF)收发器310、发送(TX)处理电路315、麦克风320以及接收(RX)处理电路325。客户端装置300还包括扬声器330、一个或多个处理器340、输入/输出(I/O)接口(IF)345、小键盘350、显示器355和存储器360。存储器360包括基本操作系统(OS)程序361以及一个或多个应用362。
RF收发器310从天线305接收由系统中的另一组件发送进来的RF信号。RF收发器310对输入的RF信号进行下变频(down-convert)以产生中频(IF)或基带信号。IF或基带信号被发送至RX处理电路325,其中,RX处理电路325通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路325将经处理的基带信号发送至扬声器330(诸如,用于语音数据)或发送至一个或多个处理器340以用于进一步的处理(诸如,用于网络浏览数据)。
TX处理电路315从麦克风320接收模拟语音数据或数字语音数据或者从一个或多个处理器340接收其它输出基带数据(诸如,网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路315对输出基带数据进行编码、多路复用和/或数字化以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器310从TX处理电路315接收待输出的经处理的基带或IF信号,并将这些基带或IF信号上变频(up-convert)为经由天线305发送的RF信号。
一个或多个处理器340可包括一个或多个处理器或其它处理装置,并运行存储在存储器360中的基本OS程序361,以控制客户端装置300的整体操作。例如,根据众所周知的原理,一个或多个处理器340可控制通过RF收发器310、RX处理电路325和TX处理电路315进行的前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。在一些示例实施方式中,一个或多个处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。
一个或多个处理器340还能够运行存储器360中的其它进程和程序,诸如管理用于速率调步的缓冲器的操作。一个或多个处理器340可根据运行进程的需要将数据移入或移出存储器360。在一些示例实施方式中,一个或多个处理器340配置成基于OS程序361或响应于接收自外部装置或操作者的信号来运行应用362。一个或多个处理器340还联接至I/O接口345,I/O接口345向客户端装置300提供连接至其它装置(诸如,膝上型计算机和手持计算机)的能力。I/O接口345是这些附件与一个或多个处理器340之间的通信路径。
一个或多个处理器340还联接至小键盘350和显示器355。客户端装置300的操作者可使用小键盘350将数据输进客户端装置300中。显示器355可以是液晶显示器或能够渲染诸如来自网站的文本和/或至少有限的图形的其它显示器。
存储器360联接至一个或多个处理器340。存储器360的一部分可包括随机存取存储器(RAM),并且存储器360的另一部分可包括闪速存储器或其它只读存储器(ROM)。
如将在下文中更详细讨论的,在该说明性示例实施方式中,客户端装置300实施为可经由网络105向发送实体101、基站102或基站103拨打来电或从发送实体101、基站102或基站103接收来电的设备。虽然图2和图3示出了计算系统中的装置的示例,但是可以对图2和图3进行各种改变。例如,根据特定的需要,图2和图3中的各种组件可被组合、进一步细分或省略,并可添加其它组件。作为特定示例,一个或多个处理器340可被划分成多个处理器,诸如一个或多个中央处理器(CPU)和一个或多个图形处理单元(GPU)。此外,虽然图3示出了配置为移动电话或智能电话的客户端装置300,但客户端装置可配置成作为其它类型的移动装置或固定装置来操作。另外,与计算和通信网络一样,客户端装置和服务器可具有多种配置,并且图2和图3不将本公开限制于任何特定的客户端装置或服务器。
图4示出了根据本公开的各种示例实施方式的MMT媒体数据传输环境400中的MMT协议输入/输出的框图。在该说明性示例中,发送实体405根据MMTP通过传输介质将媒体数据发送至接收实体410。媒体数据415根据MMTP在发送实体405处进行处理。例如,发送实体405可对媒体数据执行MMT包封装、编码、传送和信令化以作为MMT处理单元(MPU)和MMT分段单元(MFU)415(例如,MPU的片段)。然后,经处理的媒体数据被发送(例如,作为数据包)至接收实体410,以根据MMTP进行处理(例如,解封装、解码等)。然后,将在接收实体410处处理的媒体数据传送至上层编程(例如,诸如媒体播放器的应用层程序)以作为MPU和/或MFU,以向用户呈现媒体数据的完整传送。
图5示出了根据本公开的各种示例实施方式的接收器缓冲器模型500的框图,该模型用于在发送器侧处仿真接收器行为并用于估计缓冲器延迟和大小要求。在本公开的各种示例实施方式中,发送实体405(诸如,媒体传送服务器(或其它MMT感知节点))计算、确定和/或识别用于在点对多点的传输系统中的媒体数据传送的固定的端到端延迟。例如,发送实体405可利用模型500来确定在数据包流上执行的媒体数据处理对在接收实体410的接收器中的接收约束的影响。例如,发送实体405可利用该模型来确定所需的缓冲延迟和所需的缓冲器大小,并将该信息传达至接收媒体数据的实体。
在该说明性示例中,FEC解码缓冲器505是用于估计与FEC解码相关的延迟和/或缓冲器大小要求的模型。FEC解码对于许多应用而言是典型的,在这些应用中,较低层传输可能不足以从信道错误中恢复或者当网络拥塞时可能导致数据包丢失或过度延迟。为执行FEC解码,接收实体410使用存储有输入数据包的缓冲器直至足够的源(“S”)和修复数据(“P”奇偶校验数据)可用于执行FEC解码。
在该说明性示例中,发送实体405使用FEC解码缓冲器505的模型来确定接收实体410将采取的与FEC解码有关的动作以估计与FEC解码相关的延迟。换言之,发送实体405使用FEC解码缓冲器505的模型来预测接收实体410所采取的动作以估计FEC解码延迟。发送实体405在开始FEC解码缓冲器505的这种建模时假设FEC解码缓冲器505最初为空。然后,对于具有发送时间戳ts的每个输入数据包i,如果buffer_occupancy+packet_size<max_buffer_size,则接收实体410使用FEC解码缓冲器505缓冲数据包i。否则,接收实体410将数据包i丢弃,因为其不符合缓冲器模型。接收实体410随后确定FEC是否应用于数据包i。如果FEC应用于数据包i,则接收实体410确定数据包i所属的源块j、确定源块j的第一数据包的插入时间t、在时间t+FEC_buffer_time时将源块j的所有数据包(在FEC校正之后,如果需要的话)移动至去抖动缓冲器,并丢弃修复数据包。发送实体405利用FEC_buffer_time作为从接收到源块的第一数据包直至尝试FEC解码的FEC解码所需的缓冲时间。该时间通常基于FEC块大小来计算。
去抖动缓冲器510是发送实体405用于估计与数据包的去抖动(即,去除数据包的延迟抖动)相关的延迟和/或缓冲器大小要求的模型。去抖动缓冲器510最终确保假设在最大传输延迟的情况下MMTP数据包从源到MMTP协议堆栈输出历经固定的传输延迟。接收实体410可因历经比最大传输延迟大的传输延迟的数据单元非常晚而将历经比最大传输延迟大的传输延迟的数据单元丢弃。
发送实体405在开始去抖动缓冲器510的这种建模时假设去抖动缓冲器最初为空。然后,接收实体410在数据包到达时将MMTP数据包插入去抖动缓冲器510中。然后,接收实体410在时间ts+Δ时移除MMTP数据包,其中,ts为MMTP数据包的发送时间戳,且Δ为针对媒体数据而信令化的固定的端到端延迟。在应用去抖动之后,正确到达(或经由FEC恢复/重新发送)的所有MMTP数据包将历经相同的端到端延迟。
MMTP解封装缓冲器515是发送实体405用于估计与在将输出传送至上层之前的MMTP处理相关的延迟和/或缓冲器大小要求的模型。MMTP处理器的输出可以是MFU有效载荷(在低延迟操作中)、完整的电影片段或完整的MPU中的任一个。MPU可根据MPU大小而被分段成更小的数据包或者被聚合成更大的数据包。然后,执行作为MMTP处理的一部分的解封装(移除MMTP数据包和有效载荷头)以及任何所需的数据包的消除分段/解聚合。当MPU被分段成多个MMTP数据包时,该过程可能需要一些缓冲延迟(称为解封装延迟)来执行组装。然而,在该说明性示例实施方式中,解封装延迟可不视为固定的端到端延迟的一部分,并且无论解封装延迟如何,可通过将MPU整个分段成多个MMTP数据包来保证用于编码媒体层消费的MPU的可用性。
MMTP HRBM使MMT发送实体能够精确地管理MMT接收实体的缓冲器的状态。即使在底层传送网络中存在大量抖动时,也能通过使用MMTP HRBM保证媒体服务的无缝低延迟消费。针对其操作,MMTP HRBM需要MMT发送实体预先获知一个参数,即底层传送网络的固定的端到端延迟。如图5所示,MMTP HRBM由三个缓冲器构成,并且存在两个影响固定的端到端延迟的因素,即FEC操作引起的延迟和由底层传送网络的带宽波动引起的抖动。考虑到由FEC操作引起的延迟的量由MMTP发送实体决定,获知固定的端到端延迟的量意味着获知底层传送网络的最大抖动量。
因此,当抖动量的变化如此大或者最大抖动量不能为MMT发送实体所知时,当前的MMTP HRBM不能成为有效的解决方案。对于这些情况,MMT发送实体将在不合并HRBM的情况下以其最大可用带宽简单地传送数据包,以使得MMT接收实体可以在消费之前缓冲数据一段时间并在没有及时接收到数据包时可消费在开始时缓冲的数据。
虽然图5示出了用于仿真在发送器侧处的接收器行为的接收器缓冲器模型500的一个示例,但可对图5作出多种改变。例如,根据特定需要,图5中的各种组件可被组合、进一步细分或省略,并可添加其它组件。
图6示出了根据本公开的各种示例实施方式的使用用于移动视频传送的速率调步的示例性实施600。
调步是一种通过基于缓冲器状态和播放调整流传输比特率来减少在推送传送系统中的客户端处浪费的数据的技术。图6的左侧部分示出了MMTP发送实体以比媒体消费的带宽大的带宽传送数据以使得将过量的缓冲数据605存储在MMT接收实体中的情况的示例。正如在用于移动环境的ISO/IEC 23008-1AMD 2MMT Enhancement中所讨论的,在许多情况下,用户不会观看视频一直到结束,以使得事实上并不会消费这些过量的数据,换言之浪费了资源。为了使这种资源的浪费最小化,如图6的右侧部分中所示地应用调步方法。MMT接收实体通知MMT发送实体在客户端处所缓冲的数据量610,以使得MMT发送实体可控制发送带宽。
虽然图6示出了使用用于移动视频传送的速率调步的示例性实施600的一个示例,但可对图6作出多种改变。例如,根据特定需要,图6中的各种组件可被组合、进一步细分或省略,并可添加其它组件。
图7示出了根据本公开的各种示例实施方式的具有调步缓冲器的假想接收器缓冲器模型(HRBM)700。MMTP HRBM 700包括MMTP调步缓冲器705、FEC解码缓冲器710、去抖动缓冲器715和MMTP解封装缓冲器720。FEC解码缓冲器710、去抖动缓冲器715和MMTP解封装缓冲器720的功能与图5中所示的FEC解码缓冲器505、去抖动缓冲器510和MMTP解封装缓冲器515类似。
考虑到并入了调步缓冲器705,MMTP HRBM 700的固定的端到端延迟的值被设置成由FEC操作所影响的延迟的值。每个MMTP数据包在任何进一步处理之前均被存储在调步缓冲器705中特定时间,其中,该特定时间由接收实体410决定。存储每个MMTP数据包的时间的量由接收实体410决定,以将存储在调步缓冲器中的MMTP数据包的量维持为调步缓冲器状态反馈(PSF)消息的target_pacing_buffer_level的值,并将传送至解码缓冲器710的数据包的速率维持为调步缓冲器去除速率(PRR)消息的pacing_buffer_removal_rate的值。传送至FEC解码缓冲器710的每个MMTP数据包的时间戳字段的值增加了数据包被存储在调步缓冲器705中的时间的量。
PRR消息提供与调步缓冲器705的流出速率有关的信息。当通过将PRR消息发送至接收实体410来使用调步缓冲器705时,PRR消息被信令化。一旦PRR消息被信令化,MMT接收实体410以消息中指定的速率将调步缓冲器705中的数据包传送至FEC解码缓冲器710。表1说明了PRR消息句构:
【表1】
Figure GDA0001879830750000141
message_id字段指示PRR消息的标识符。Version字段指示PRR消息的版本。MMT接收实体410使用该字段来验证所接收的PRR消息的版本。Length字段指示PRR消息的长度,通常以字节为单位,从下一字段的第一字节计数至PRR消息的最后一个字节。对于Length字段,值‘0’无效。pacing_buffer_removal_rate字段指示将MMTP数据包从调步缓冲器705传送至FEC解码缓冲器710的流出速率。
由于MMTP调步缓冲器705的大小和每个MMTP数据包被存储在MMTP调步缓冲器705中的时间的量由MMT接收实体410决定,因而在发送实体405请求时,MMT接收实体410以发送实体405所请求的频率将PSF消息发送至发送实体405。MMT接收实体410追踪MMTP调步缓冲器水平的状态,并确定待发送的每个MMTP数据包的时间以控制存储在MMTP调步缓冲器705处的过量数据的量。表2示出了PSF消息的句构:
【表2】
Figure GDA0001879830750000151
message_id字段包括PSF消息的标识符。例如,message_id字段可具有16位的长度。version字段指示PSF消息的版本。接收实体410使用该字段来检查所接收消息的版本。例如,version字段可具有8位的长度。length字段指示PSF消息的长度,通常以字节为单位,从下一字段的第一字节计数至PSF消息的最后一个字节。该字段的长度可以是16位,并且值‘0’对于该字段无效。current_pacing_buffer_level向MMT发送实体405指示关于当前在调步缓冲器705中缓冲的MMTP数据包的量。target_pacing_buffer_level向发送实体405指示在调步缓冲器705中缓冲的MMTP数据包的目标量。发送实体405调整分配给MMTP数据包的传送的带宽以实现该目标量。last_received字段向发送实体405指示关于用于特定MMTP子流的最后接收的MMTP数据包序列号。pacing_buffer_free_space字段以字节向发送实体指示关于调步缓冲器705的可用空间的量。
测量配置消息从发送实体405发送至接收实体410,以指示用于报告调步缓冲器状态的PSF消息的请求。测量配置消息还可向接收实体410指示用于发送PSF消息的频率。指示用于PSF报告的请求的标志被定义为“0000 0000 0000 1000”。当该标志设置成1时,请求接收实体410将与当前播放状态有关的PSF消息发送至发送实体405。
虽然图7示出了根据本公开的各种示例实施方式的具有调步缓冲器的假想接收器缓冲器模型(HRBM)700的一个示例,但可对图7作出多种改变。例如,根据特定需要,图7中的各种组件可被组合、进一步细分或省略,并可添加其它组件。
图8示出了根据本公开的说明性示例实施方式的用于操作传输系统中的发送实体的过程。例如,图8中描绘的过程可由图2中的服务器200或图4中的发送实体405执行。该过程也可由图1中的发送实体101进行实施。
在操作805中,发送实体405确定接收实体410中的调步缓冲器的流出速率。接收实体410还可基于视频中的数据包的量或时间的量来确定调步缓冲器的大小。流出速率可基于例如视频的大小、缓冲器的大小、数据流的速率等来确定。在某些示例实施方式中,调步缓冲器的使用由接收实体410信令化。
在操作810中,发送实体405响应于接收到指示调步缓冲器的信号而发送指示解码器的调步缓冲器的流出速率的PRR消息。PRR消息向接收实体410指示数据包被发送至FEC解码缓冲器710的流出速率。
在操作815中,发送实体405发送用于配置PSF消息的测量配置消息。测量配置消息向接收实体410指示发送PSF消息或发送PSF消息的频率。在某些情况下,测量配置消息可指示待在某一时间或某一因素时发送的初始消息。例如,一旦调步缓冲器满足一定的百分比,测量配置消息就可指示开始发送PSF消息。测量配置消息还可指示接收实体410基于某一阈值来发送消息。例如,一旦调步缓冲器705填满或者处于指示一旦发送实体接收到PSF消息则调步缓冲器就将填满的阈值处,便引导接收实体发送PSF。还可引导接收实体410发送这样的PSF,该PSF指示调步缓冲器为空或者处于指示一旦发送实体405接收到PSF则调步缓冲器705就将为空的阈值处。在其它示例实施方式中,在指示已发送指示调步缓冲器705填满的PSF消息之后,一旦调步缓冲器705降至阈值以下则可发送PSF消息。例如,该阈值可以是百分之五十到百分之七十五,以保证缓冲器不会导致视频延迟。
在操作820中,发送实体405从解码器接收PSF消息。发送实体405基于包含在PSF中的信息来控制数据流,该信息可包括当前调步缓冲器水平、目标调步缓冲器水平、最后接收的数据包和空闲缓冲器空间。
图9示出了根据本公开的说明性示例实施方式的用于操作传输系统中的接收实体的过程。例如,图9中描绘的过程可由图3中的客户端装置300或图4中的接收实体410执行。该过程也可由图1中的接收实体110进行实施。
在操作905中,接收实体410向发送实体405发送信号以指示对接收实体410中调步缓冲器的使用。在某些示例实施方式中,接收实体410还可基于视频中的数据包的量或时间的量来确定调步缓冲器的大小。流出速率可基于例如视频的大小、缓冲器的大小、数据流的速率等来确定。
在操作910中,接收实体410从发送实体405接收指示调步缓冲器的流出速率的PRR消息。PRR消息向接收实体410指示数据包被发送至FEC解码缓冲器710的流出速率。
在操作915中,接收实体410接收测量配置消息。测量配置消息向接收实体410指示发送PSF消息或发送PSF消息的频率。在某些情况下,测量配置消息可指示待在某一时间或某一因素时发送的初始消息。例如,一旦调步缓冲器满足一定的百分比,测量配置消息就可指示开始发送PSF消息。测量配置消息还可指示接收实体410基于某一阈值来发送消息。例如,一旦调步缓冲器705填满或者处于指示一旦发送实体接收到PSF消息则调步缓冲器就将填满的阈值处,便引导接收实体发送PSF。还可引导接收实体410发送这样的PSF,该PSF指示调步缓冲器为空或者处于指示一旦发送实体405接收到PSF则调步缓冲器705就将为空的阈值处。在其它示例实施方式中,在指示已发送指示调步缓冲器705填满的PSF消息之后,一旦调步缓冲器705降至阈值以下则可发送PSF消息。例如,该阈值可以是百分之五十到百分之七十五,以保证缓冲器不会导致视频延迟。
在操作920中,接收实体410监视调步缓冲器705。根据接收到的测量配置消息,接收实体410监视或检查调步缓冲器705的当前状态。调步缓冲器的状态包括当前在调步缓冲器中的数据包的量、在调步缓冲器中缓冲的数据包的目标量、用于子流的最后接收的数据包序列号以及调步缓冲器的可用空闲空间的量。
在操作925中,接收实体410将PSF消息发送至发送实体405。基于从发送实体405接收的配置消息中提供的信息来发送PSF消息。接收实体410还可在发送实体405需要调整数据发送但尚未得到配置消息的指示的情况下发送PSF消息。例如,配置消息可能仅指示用于发送PSF消息的频率,而调步缓冲器在预定的PSF消息之间进行填充。接收实体410可在这种情况下发送特定的PSF消息以指示调步缓冲器已满,即使发送实体405在配置消息中不需要该PSF消息也是如此。
虽然图8和图9分别示出了在传输系统中的发送实体和接收实体的过程的示例,但可对图8和图9作出多种改变。例如,虽然示出为一系列步骤,但是每个图中的各个步骤可以重叠、并行发生、以不同的顺序发生或多次发生。
本公开的示例实施方式提出了:开发了MMTP来通过提供适用于媒体数据的传送的通用协议来改进和代替现有的传输协议。MMTP解决了延迟容忍应用以及诸如直播流传输的实时低延迟应用。为了确保MMTP协议在接收器之间一致地运行并确保所需的缓冲空间可为客户端所用,本公开的示例实施方式提供了管理用于速率调步的缓冲器的方法和设备,以估计所需的缓冲器空间,并将此信息用信号发至发送实体。该功能对于接收客户端以硬件(例如,机顶盒)实施的广播接收器尤其重要。
虽然已经利用示例性实施方式描述了本公开,但可向本领域技术人员建议多种变化和修改。本公开旨在包含落入所附权利要求的范围内的这些变化和修改。

Claims (12)

1.一种用于操作媒体传输系统中的发送实体的方法,所述方法包括:
生成调步缓冲器消息,所述调步缓冲器消息包括将数据包从接收实体的调步缓冲器传送至所述接收实体的解码缓冲器的速率信息;
将所述调步缓冲器消息传输至所述接收实体;
从所述接收实体接收调步缓冲器反馈消息,所述调步缓冲器反馈消息包括所述调步缓冲器的状态信息;以及
基于所述调步缓冲器反馈消息将媒体数据的数据包传输至所述接收实体,
其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:最后接收的数据包的序列号信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:所述调步缓冲器中的缓冲的数据包的量信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:所述调步缓冲器中缓冲的数据包的目标量信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,基于所述调步缓冲器反馈消息将媒体数据的数据包传输至所述接收实体包括:
基于所述调步缓冲器中缓冲的数据包的目标量信息调节分配用于传送所述媒体数据的数据包的带宽。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:所述调步缓冲器的可用空间的量信息。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述接收实体基于所述调步缓冲器消息将所述数据包从所述调步缓冲器传送至所述解码缓冲器。
7.一种用于操作媒体传输系统中的接收实体的方法,所述方法包括:
生成调步缓冲器反馈消息,所述调步缓冲器反馈消息包括所述接收实体的调步缓冲器的状态信息;
将所述调步缓冲器反馈消息传输至发送实体;
接收调步缓冲器消息,所述调步缓冲器消息包括将数据包从所述调步缓冲器传送至所述接收实体的解码缓冲器的速率信息;以及
基于所述调步缓冲器消息将所述数据包从所述调步缓冲器传送至所述解码缓冲器,
其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:最后接收的数据包的序列号信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:所述调步缓冲器中的缓冲的数据包的量信息。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:所述调步缓冲器中缓冲的数据包的目标量信息。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述发送实体基于所述调步缓冲器反馈消息将媒体数据的数据包传输至所述接收实体。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,通过基于所述调步缓冲器中缓冲的数据包的目标量信息调节分配用于传送所述媒体数据的数据包的带宽,所述发送实体将所述媒体数据的数据包传输至所述接收实体。
12.根据权利要求7所述的方法,其中,所述调步缓冲器的状态信息包括:所述调步缓冲器的可用空间的量信息。
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