SE521657C2 - Anordning och förfarande för adaptiv datatransmission - Google Patents

Description

25 30 521 657 2 Den internationella patentansökningen WO 01/77850 beskriver ett styrprogram för multicast-köbildning som innefattar en uppskattare av tiden for en tur- och retur- transport for multicasten. När tur- och returtiden for en multicast-enhet är över en på förhand bestämd nivå, minskas transmissionshastigheten till hälften eftersom en förlust av information detekteras.

Kända applikationer for grupphantering i realtid i det tekniska området utnyttjar en central enhet för att beräkna transmissionshastigheten när data skickas genom enhe- ten. En lösning som undviker att den centrala enheten behöver beräkna transmis- sionshastigheten skulle vara fördelaktig då den skulle förenkla.

Andra lösningar i känd teknik på problemet med köbildning utnyttjar antingen en fast transmissionshastighet eller en anpassning av tillgänglig bandbredd, där anpass- ningen baseras på återkoppling från mottagare till de sändande klientema. De senare är vanligtvis fallet i punkt- till punkt-kommunikation på Intemet men algoritmer som finns att tillgå är inte utformade for gruppkommunikation och är inte lämpliga för användning i det området. Gruppkommunikation med åtskilliga aktiva sändare samtidigt är inte ännu spritt i vida kretsar och således saknas fortfarande användbara lösningar på problemet med köbildning och begränsad eller varierande bandbredd i det tekniska området för gruppkommunikation.

Fastän transmissionshastigheten hela tiden ökar, kommer bandbredd alltid att vara mer eller mindre begränsad eftersom lntemet-applikationer till följd av de ökade möjligheterna för utvecklade tjänster kräver mer bandbredd. I synnerhet Intemet- baserade multimediatj änster kräver mycket höga transmissionshastigheter. Ur en användares synvinkel är det önskvärt att behålla den totala bandbredden som används innan den kommunicerande gruppen under en viss mediahändelse under en bestämd nivå, där nivån beror på transmissionskapaciteten i det använda nätet. l0 15 20 25 521657 s i == Sammanfattning av uppfinningen Det är därför ett ändamål med den föreliggande uppfinningen att överbrygga de tidi- gare nämnda svårigheterna inom känd teknik som är förknippade med gruppkom- munikationstj änster. Detta uppnås med hjälp av en anordning och ett förfarande för att övervaka och justera bandbreddsanvändning mellan en grupp olika deltagande användare som har tillgång till klienttenninaler i en gemensam mediahändelse i ett datomät, där anordningen innefattar: - en distributionsenhet som är anpassad att distribuera adressinforrnation och band- breddsbegränsning till de deltagande användarna som är förbindelsebara via dator- nätet till den gemensamma mediahändelsen från sin respektive klientterminaler, där den distribuerande enheten har en central administrationsenhet som värd, - förbindelselänkar anpassade att förbinda varje klientterminal med deltagande an- vändare via Intemet eller något annat globalt sammanlänkande nät till distributions- enheten, - mätorgan i anslutning till klientterminalerna som är anpassade att mäta inkom- mande dataströmmar från användare, kännetecknad av att - den distribuerade bandbreddsbegränsningen tillhandahålls klienttenninalerna för att tillåta dem attjämföra de inkommande dataströmmama med denna, som svar på vilken klientterminalema självständigt justerar sina transmissionsmängder till en nivå som tillåter optimal användning av tillgängliga resurser under transmission.

Genom att övervaka bandbreddsmängden som används för transmission av andra sändare, t ex transmission av flödande video, instrueras varje sändare, dvs deltagan- de användare framför en klientterminal, med hjälp av regleringsorgan att anpassa sin egen transmissionshastighet. Detta är för att hålla den totala mängden bandbredd som används under en fast och på förhand bestämd nivå. En enstaka användare kan begära mer transmissionskapacitet, t ex videobandbredd, genom att helt enkelt skicka mer, och andra sänka sina transmissionshastigheter automatiskt till följd av omedelbara instruktioner från reglerorganet. Varje sändare kommer genom detta lO 15 20 25 30 521 657 förfarande också automatiskt att anpassa sig till när sändare tillkommer eller lämnar gruppen.

Föreliggande uppfinning kan användas för transmission av vanlig data inom en lång rad applikationer, såsom exempelvis en gemensam digital anslagstavla med liknande funktionalitet som en vanlig tuschtavla (whiteboard), web-information och video- transmission. Användbarheten for den föreliggande uppfinningen sträcker sig så brett som att inkludera alla sorters digitalt informationsinnehåll och troliga använd- ningsområden är alla möjliga Intemet-baserade tjänster som tillhandahålls, i synner- het tekniska ornråden som involverar höga transmissionshastigheter och stora mäng- der data som skall skickas.

Företrädesvis skickas bandbreddsbegränsningen och adressinforrnationen elektro- niskt som svar på att en användare accepteras som deltagare i en viss mediahändelse, men informationen kan vidarebefordras till användaren på vilket som helst sätt. E- post eller tillgänglighet via en säker web-adress där den deltagande användaren kan logga in är två exempel på sätt att distribuera data som är nödvändiga för deltagan- de.

Så länge transmissionskapaciteten tillåter en viss transmissionshastighet utan stock- ningar eller fördröjningar förbättras säkerhetskänslan vid vetskapen att denna be- stämda nivå är tillräcklig för att en särskild mediatjänst skall fungera riktigt.

Kort beskrivning av ritningar Särdrag, ändamål och ytterligare fördelar med denna uppfinning kommer att vara uppenbara genom att läsa denna beskrivning tillsammans med de därtill hörande ritningama, i vilka samma hänvisningsbeteckningar avser samma element och där: F ig 1 illustrerar en anordning för övervakning och anpassning av bandbredds- användning mellan olika deltagande användare i enlighet med föreliggande uppfin- ning. 10 15 20 25 30 =,- Hm 521 657 5 Detaljerad beskrivning Den följande beskrivningen är det bästa utförandet som för närvarande övervägs för att praktisera uppfinningen. Beskrivningen skall inte ses som begränsande, utan är gjord endast i syfte att beskriva de allmänna principerna av uppfinningen. Skydds- omfånget för uppfinningen skall fastställas med hänvisning till de godkända patent- kraven.

Med hänvisning till fig l illustreras en översikt av ett datornät 5. Ett flertal klient- terminaler 40, 42, 44, 46 är förbundna med Intemet eller med något annat globalt sammanbindande nät via förbindelselänkar, 70, 72, 74 respektive 76. Tänkbara för användning är olika trådbundna förbindelser, men även möjliga att använda i dag eller i en nära framtid är trådlösa transmissionsteknologier, såsom åtkomstteknologi baserad på infraröd strålning, Bluetooth eller trådlös LAN. Kontaktorgan som an- vänds i anslutning till den föreliggande uppfinningen kommer naturligtvis att ut- vecklas med nya och framväxande åtkomstteknologier. Till varje terminal är kopp- lad en bildtagande anordning 50, 52, 54, 56, företrädesvis en s k web-kamera, en digital kamera eller en digital videokamera. För audioutrustade applikationer måste också audiosändtagare vara anordnade och signalbehandlingsorgan 60, 62, 64, 66, såsom en mikrofon, och högtalararrangemang och analog-digital omvandlare. I en- lighet med en föredragen utföringsform används hörlurar med mikrofon, men detta behöver inte vara nödvändigt eftersom de flesta klientterminaler kommer att vara persondatorer som är utrustade med multimediakapacitet med redan installerade fungerande audioutrustning.

Vidare gäller att Intemet och vilket som helst annat nät som är lämpligt för data- transmission används för transport av data mellan de tidigare nämnda klientterrni- nalema och en distributionsenhet 10. Denna enhet är företrädesvis en portal som hanterar åtkomstmöjlighet för användare som är villiga att deltaga i en viss media- händelse. Nödvändig identifiering, autentisering och tillåtelse för användare utförs l0 15 20 25 30 521 es? ~~~~~ ~ 6 vid distributionsenheten, men en detaljerad beskrivning av detta steg går helt klart utanför syftet med denna ansökning och utelämnas därför här.

Distributionsenheten innefattar mätorgan 40-46, vilka är utvecklade att övervaka och styra bandbreddsanvändningen för var och en av klientterminalerna tillhörande de deltagande användarna i en mediehändelse. Mätorganet är företrädesvis inkluderat i programvarupaket som är nödvändiga för en användare som vill deltaga i en hante- rad mediahändelse, och programvaran kan erhållas från distributionsenheten. Både distributionsenheten och mätorganet finns att tillgå från en central administrations- enhet 30, såsom ett företag som driver portalen från vilken mediahändelser är till- gängliga, eller med hjälp av vilket ett s k elektroniskt möte med ett flertal deltagare görs möjlig. Inforrnation som hänför sig till bandbreddsbegränsningen distribueras lämpligen till användare från distributionsenheten.

Med hänvisning till anordningen som framställts i fig l, följer en exemplifierande utföringsforrn av den föreliggande uppfmningens fimktion. Den sammanlagda band- bredden i ett datomät som tillåter en viss transmissionskapacitet ställs in till 500 kbits/sekund inom en grupp. Med andra ord är den på förhand bestämda begräns- ningen i total bandbredd för användning under en interaktiv mediahändelse med en grupp av deltagare 500 kbits/sekund. Gruppen skall ta aktiv del i en interaktiv me- diahändelse, såsom exempelvis ett elektroniskt möte. Mötet upprättas genom att få tillträde till gruppen som hanteras av distributionsenheten. Accepterade deltagare i mediahändelsen, där deltagama kallas A och B, påbörjar båda att skicka data över datanätet i en hastighet av 400 kbits/sekund per deltagare. Med hjälp av distribu- tionsenheten och mätorganet med vilket de kommunicerar, blir deltagama medvetna om andra deltagares transmission och till följd av denna medvetenhet genom infor- mationen kommer båda att sänka sina transmissionshastigheter, initialt till 100 kbits/sekund (500 sammanlagt minus 400 sett från en tredje part). De två deltagama skickar nu med 100 kbits/sekund var och kommer att göras medvetna och inse att det finns mer bandbredd tillgänglig. Båda av deltagama kommer därför att instrueras att öka sina sändningshastigheter till dess båda skickar med 250 kbits/ sekund var. En tredje sändare C stiger nu in i gruppen och startar sändning vid en hastighet av 100 10 20 25 30 7 521 kbits/sekund. Sändama A och B kommer att anpassa till att sända med 200 kbits/sekund var. Sändare A avslutar transmission och nu vill sändare B öka sin sändhastighet till 400 kbits/sekund. Sändare C kommer inte att göra någonting efter- som dess begärda sändhastighet redan har uppnåtts (dvs 100 kbits/sekund). Denna process pågår kontinuerligt och alla sändare anpassar kontinuerligt sina transmis- sionshastigheter.

Anpassningen till en viss tillgänglig transmissionshastighet är mycket snabb. I fall jämnare anpassning erfordras kan ökningen och sänkningen av transmissionshastig- het ledas genom ett lågpassfilter. Detta jämnar ut och saktar ned anpassningen till en lägre nivå, vilket är fördelaktigt i vissa situationer. Under anpassningsprocessen kommer den totala transmissionshastigheten ibland att överstiga den tillåtna maxi- mala nivån, vilket i vissa fall kan orsaka ett problem. Detta problem undviks med hjälp av att förse anordningen med det beskrivna lågpassfiltret.

Föreliggande uppfinning gör det möjligt att anpassa transmissionshastigheten i real- tid, vilket är en nödvändighet för att lägga till eller ta bort deltagande användare un- der en pågående mediahändelse. Uppfinningen är ett medel för att hålla den totala bandbredden som används inom en grupp sändare vid en ungefärligen konstant maxnivå där varje sändare anpassar sin transmissionshastighet i enlighet därmed.

Ett enklare sätt att lösa problemet skulle vara att ge varje potentiell sändare en på förhand definierad mängd bandbredd att använda vid behov men detta skulle vara ett slöseri med bandbredd när den inte behövs. En variant skulle vara att varje sändare begär en viss transmissionshastighet från en central enhet varje gång den behöver, men en sådan lösning är inte lika skalbar som förslaget som här presenteras. En sådan lösning skulle också vara beroende av central enhet, vilket skapar en trång sektor i systemet liksom försämrar systemets robusthet. l enlighet med en alternativ utföringsforrn av föreliggande uppfinning inbjuds sända- re att förhandla transmissionshastighet. Denna förhandling görs genom att utnyttja regler i ett särskilt specialiserat protokoll och sändama avses komma överens om 52,' É"É":'- -' ;";"f-' s vilken sändningshastighet som skall användas. Även om protokollet måste utveck- las för att förverkliga denna utföringsfonn, kan ytterligare funktioner och möjlighe- ter byggas in i systemet. Protokollet som finns i distributionsenheten är försett med extra information om transmissionsslaget, varvid anpassningen inte helt och hållet är beroende av den reella mängden data utan även på ytterligare information. I vissa situationer är detta tillvägagångssätt fördelaktigt.

Claims (13)

10 15 20 25 30 -r »nu i' ut. 5 2 'I 6 5 7 9 Patentkrav

1. Anordning för justering av bandbreddsutnyttjande mellan en grupp av olika del- tagande användare som har tillgång till klientterrninaler (40-46) i en gemensam mediahändelse i ett datornät (5), där anordningen innefattar: - en distributionsenhet (10) anpassad att distribuera adressinformation och band- breddsbegränsning till de deltagande användarna som är förbindelsebara via dator- nätet till den gemensamma mediahändelsen från sina respektive klientterrninaler, där distributionsenheten har en central administrationsenhet (30) som värd, - förbindelselänkar (70-76) anpassade att förbinda varje klientterminal med delta- gande användare via Internet eller något annat globalt sammanbindande nät till dis- tributionsenheten, - mätorgan (20-26) i anslutning till klientterminalema anpassad att mäta inkom- mande dataflöden från andra användare, kännetecknad av att - den distribuerade bandbreddsbegränsningen tillhandahålls till klientterminalerna för att tillåta dem att jämföra de inkommande dataflödena med denna, som svar på vilket klientterminalerna självständigt justerar sin transmissionsmängd till en nivå som tillåter optimalt utnyttjande av tillgängliga resurser under transmission.

2. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt krav l, känneteck- nad av att - distributionsenheten är anpassad att begränsa den totala användningen av band- bredd under en mediahändelse till en på förhand bestämd nivå, där den på förhand bestämda nivån kan anpassas och är oberoende av antalet deltagande användare.

3. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt krav 2, känneteck- nad av att - mätorganet för varje deltagande klientterminal är anpassat för att övervaka det sammanlagda inkommande dataflöde, och till följd av en sammanlagd transmission som överstiger den distribuerade transmissionsbegränsningen, minskar varje klient- 10 15 20 25 30 521 657 -~~ 10 terminal sin transmissionshastighet med den överskridna transmissionen dividerat med antalet deltagare.

4. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt krav l-3, känne- tecknad av att - regleringen av transrnissionshastighet till och från klientterminaler anpassas ge- nom att använda ett lågpassfilter på transmissionshastigheten som anpassas.

5. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt krav 1-4, känne- tecknad av att - mediahändelsen inkluderar transmission av video i realtid till åtminstone en delta- gande klienttenninal.

6. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt krav 1-4, känne- tecknad av att - mediahändelsen inkluderar transmission av åtminstone en digital anslagstavla till ett flertal klientterminaler för ömsesidig interaktion mellan deltagande användare.

7. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att - varje klientterminal är försedd med bildtagande organ (50-56) med vilket en bild av den deltagande användaren tas, där bilden är anpassad att skickas i realtid till andra deltagande användare.

8. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att - varje klienttenninal är försedd med ljuduppfångande organ (60-66), med vilka audiosignaler från den deltagande användaren upptas, där audiosignalema digitalise- ras och anpassas för att skickas i realtid till andra deltagande användare.

9. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt krav 7 eller 8, kännetecknad av att 10 15 20 25 30 . i . . i, 521 657 _ ¿ . . , .. , . ;; - » ¿ . | . . ; .. - mediahändelsen inkluderar transmission av realtidsbilder och audiosignaler till- hörande deltagande användare till ett flertal klientterminaler för ömsesidig interak- tion mellan deltagande användare.

10. Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt något av föregåen- de krav, kännetecknad av att - mediahändelsen inkluderar transmission av en kombination av inslag inkluderande realtidsvideo, digital anslagstavla, bilder och audiosignaler, där transmissionen riktas till klientterminaler för deltagande användare. l1.Anordning för övervakning av bandbreddsanvändning enligt krav 1, känneteck- nad av att - förbindelselänkar är trådlösa transmissionsmedel, såsom infraröd strålning,

11. Bluetooth eller trådlös LAN.

12. Förfarande för övervakning av bandbreddsanvändning i en grupp av användare som har tillgång till klientterminaler (40-46) i en gemensam mediahändelse i ett datornät (5), kännetecknad av stegen: - med hjälp av en distributionsenhet (10), distribuera till åtminstone en förbindelse- bar användare adressinforrnation och en bandbreddsbegränsning, - mätning av inkommande dataflöden, - jämförelse av det inkommande dataflödet med den distribuerade bandbreddsbe- gränsningen, - som svar på en överskriden bandbreddsbegränsning, reglering av transmissions- hastighetema for deltagande klientterminaler för att tillåta förändringar i realtid av gruppstrukturen under en mediahändelse.

13. Datorprogramprodukt for att justera bandbreddsanvändning i gruppkommunika- tion, där datorprogramprodukten är integrerad och överföringsbar mellan distribu- tionsorganet (10) och klientterminaler (40-46) hos anordningen enligt krav 1-l 1, där datorprogramprodukten är anpassad för att utföra förfarandestegen enligt krav 12.