TW201521394A - 在網路裝置所執行之進行流量對話中分配該網路可用頻寬之方法及其裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係為一種網路裝置，配置成在一網路(N1)之數個裝置(C1,C2,C3)進行流量對話中，實施一種分配該網路(N1)可用頻寬之方法。該裝置包括：一通訊模組(2)，用以從該網路中正執行至少一流量對話之裝置(C1,C2,C3)收集狀態訊息；一分級模組(5)，配置成根據檢索自狀態訊息有關裝置及流量對話之參數，將該等進行流量對話分級；一計算器(6)，配置成以可用頻寬、一分級流量對話等級及一分級流量對話類型之函數，判定將分配至各分級流量對話之頻寬；一比較器(7)，能核對所判定將分配至該裝置之一流量對話之頻寬是否並非零。

Description

在網路裝置所執行之進行流量對話中分配該網路可用頻寬 之方法及其裝置
本發明一般相關在一網路中例如(但不限於)包括有數個適應性串流用戶的頻寬分配。
本段落希望介紹讀者有關此技藝的各種不同方面，其可相關本發明以下說明及/或主張的各種不同方面，咸信本討論有助於提供讀者背景資訊，俾更瞭解本發明的各種方面。因此，應瞭解這些敍述將由這個觀點閱讀，並非要作為先前技術的認可。
HTTP(超文件傳輸協定)適應性技術係由各種不同利害關係人推動，容許透過網際網路提供頂尖視聽傳遞。這類技術容許一用戶裝置以連續小段形式(數秒長)，即所謂的資料塊來接收視訊，各段係透過HTTP協定提出請求並可存在於不同變體(所謂的表示法)中，容許該用戶裝置在任何時間選擇匹配網路及裝置限制的一適當位元率。
在已使用的HTTP適應性串流協定中，最有名的係源自蘋果電腦公司(Apple)的HTTP即時串流(HLS)，源自微軟公司(Microsoft)的銀光平滑串流(SSS)，源自Adobe公司的HTTP動態串流(HDS)，及由SA4群組內的3GPP所開創且由MPEG所研發透過HTTP的動態適應性串流(DASH)。這些HTTP適應性串流現有技術在工具性質規定檔(manifest)檔案格式、支援的編碼解碼器及內容保護技術中各有不同，該工具性質規定檔提供元資料用以描述該等內容選項(位元率、影像維數，訊框率...)，該內容在分段中可用表示法的組織。
特別地，當一用戶裝置想要播放一音訊/視訊內容時，首先必須取得此一工具性質規定檔，描述如何可取得此特定內容，透過HTTP協定完成此步驟係藉由從一URL(全球資訊定址器)得到一些”檔案”。此工 具性質規定檔列出該內容的可用表示法(按照位元率及其他特性)，及用於各表示法的URL，容許載入內容資料塊以用於各時間片段。用於隨選視訊(VoD)，提供A/V(視聽)內容的整個描述，而用於即時內容(如電視內容)，描述只涵蓋一小段時間，並需要週期地重新載入，當時間經過時用以發現新項目。
用戶裝置取決於從網路環境所具有的能力及知識，選擇一表示法(如根據其位元率)及載入(數個)第一資料塊，緩衝一些資料塊能用以應付網路障礙，接著從接收的各資料塊，一個接一個地播放該A/V內容。同時，用戶裝置測量接收速率，並可決定選擇一較高或較低位元率，在這類情況中，只要由另一表示法請求下(數)個資料塊。每一HTTP串流技術皆可能使用戶裝置從具有一既定位元率的資料塊進行到具有另一位元率的下個資料塊的同時，仍確保持續播完。依此方式，當網路上的競爭流量接收A/V內容的速率上引起變化時，用戶裝置能作出回應及調適係藉由選擇具有一位元率係容許緩衝填滿維持到一安全水準的資料塊。當然，用戶裝置努力達到最高可能位元率以提供良好觀看品質給終端用戶，同時保持在呈現不會遭受資料延遲接收的一水準。
雖然已證實這些HAS技術與之前現存技術相比時係合理地運作良好，但最近的工作指出，在一些特定具挑戰性環境下(即在一瓶頸上與另一HAS用戶或與另一TCP(傳輸控制協定)流競爭)，HAS實施方式可遭受嚴重的不穩定議題。
特別地，已觀察到二HAS用戶競爭頻寬導致不可預期的結果，最終危害使用者經驗，此外，HAS裝置在與一貪心TCP流(例如成批流量)競爭時顯示無能力重申其頻寬公平分享，原因是其週期下載設定檔造成OFF(關閉)期間，其間不評估頻寬及因而潛在地低估頻寬，特別在這些OFF期間，另一TCP流可抓住機會奪取頻寬。
本發明努力至少(但不限於)補救不穩定及頻寬分享議題，其係所有適應性串流實作在其他串流存在時的特性。
本發明涉及一種在一網路的數個裝置所執行的進行流量對話中分配該網路可用頻寬的方法，該方法的特徵在於包括以下步驟，在 一既定裝置：- 從該網路中正執行至少一流量對話的數個裝置收集狀態訊息；- 以該網路可用頻寬、一分級流量對話等級及一分級流量對話類型的函數，判定將分配給各流量對話的頻寬，各流量對話係根據檢索自狀態訊息有關裝置及流量對話的參數來分級；- 當所判定將分配給該既定裝置的一流量對話的頻寬係優於零時，由該既定裝置使用該分配頻寬以用於該流量對話。
由於本發明，一網路的數個裝置可合作地判定最適頻寬以用於各裝置，因此有效達成最佳可能集體使用者經驗，由於狀態訊息，數個裝置交換及公布其個別特性及需求。根據此資訊，可算出最適頻寬重新分割，使各裝置可接收其真正應得的頻寬，避開因概算而浪費的頻寬。
作為符合本發明的一範例，一狀態訊息可包括以下元素中的至少一些者；- 對話開始時間；- 對話結束時間；- 正執行該對話的裝置類型；- 顯示器尺寸；- 該裝置的顯示解析度；- 使用者人數；- 對話類型；- 用於一固定串流對話所需的位元率；- 用於一適應性串流對話的可用位元率列表；- 用於一適應性串流對話的最大期望位元率；- 用於一成批流量對話的最大期望位元率；- 用於一適應性串流對話的資料塊期間；- 該裝置的優先權。
較佳地，一狀態訊息係與一進行流量對話相關聯。
此外，根據本發明，當發生一事件時，由該既定裝置將一狀態訊息傳送給該網路的所有裝置。
特別地，該事件可屬於至少包括以下事件的一群組： - 由該既定裝置開始一流量對話；- 由該既定裝置停止一流量對話；- 由該既定裝置執行一進行流量對話的任何特性修改。
根據本發明的另一方面，在分級期間，可根據正在執行該流量對話的裝置優先權、裝置類型及流量對話類型，有利地判定各用於該等流量對話的一等級。
此外，在一既定等級內，較佳可將對應的流量對話以其開始時間的函數排序。
此外，可由網路的一閘道器提供網路的可用頻寬。
此外，在本發明的一較佳實施例中，將分配給該等分級流量對話的頻寬判定包括：- 選擇尚未處理的一最高分級流量對話；- 核對所選取的流量對話是否係一固定速率串流對話；- 當網路的目前可用頻寬與關聯固定速率串流對話所需位元率之間的差係至少等於零時，將頻寬分配給選取的流量對話。
在該較佳實施例的另一方面，若選取的流量對話係一適應性串流對話，則將分配給該等分級流量對話的頻寬判定尚包括：- 選擇一位元率係至多等於目前可用頻寬除以尚未處理的流量對話數目及與選取的流量對話具有相同等級；- 在選取的位元率與關聯所選取流量對話的一最大期望位元率之間，判定一最小位元率；- 將該最小位元率分配給選取的流量對話。
在該較佳實施例的又一方面，將分配給該等分級流量對話的頻寬判定尚可包括按該分配頻寬將目前可用頻寬減量。
此外，本發明亦涉及一種網路裝置，配置用以實施如上述在該網路的數個裝置進行流量對話之中分配該網路可用頻寬的方法。
根據本發明，該裝置包括：- 一通訊模組，調適成從網路中正執行至少一流量對話的數個裝置收集狀態訊息；- 一分級模組，配置成根據檢索自狀態訊息有關裝置及流量對話的參 數，將該等進行流量對話分級；- 一計算器，配置成以可用頻寬、一分級流量對話等級及一分流量對話類型的函數，判定將分配給各分級流量對話的頻寬；- 一比較器，能用以核對所判定將分配給該裝置的一流量對話的頻寬是否並非零。
該通訊模組尚可配置成將一狀態訊息傳送給該網路的所有裝置。
此外，該分級模組可根據正在執行該流量對話的裝置優先權、該裝置類型及該流量對話類型，有利地判定用於各流量對話的一等級。
本發明尚涉及一種電腦程式產品，可下載自一通訊網路及/或記錄在一電腦可讀及/或處理器可執行的媒體上，包括有數個程式碼指令用以實施上述方法。
此外，本發明亦涉及一種非暫態電腦可讀媒體，包括一電腦程式產品記錄在其上及能由一處理器執行，包含有數個程式碼指令用以實施上述方法。
以下提出與本發明揭示的數個實施例範圍相稱的數個特定方面，應瞭解提出此等方面僅為提供讀者本發明可採取特定形式的簡略總結，並不希望此等方面限制本發明的範圍，當然，本發明可涵蓋以下可能未提出的各種方面。
1‧‧‧LAN(區域網路)介面
2‧‧‧通訊模組
2A‧‧‧管理介面
2B‧‧‧應用介面
3‧‧‧記憶體
4‧‧‧處理器
5‧‧‧分級模組
6‧‧‧頻寬計算器
7‧‧‧比較器
B‧‧‧匯流排
C1,C2,C3‧‧‧裝置
GW‧‧‧閘道器
M‧‧‧方法
N1‧‧‧區域網路
N2‧‧‧寬頻網路
S1,S2‧‧‧伺服器(圖1)；步驟(圖3)
S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10‧‧‧步驟
S31,S32,S33,S401,S402,S403,S404,S405,S406,S407,S408,S409,S410‧‧‧子步驟
以下將參考附圖並藉由實施例及數個執行範例以描述本發明，俾能更進一步了解本發明，圖中：圖1係以示意圖顯示一主從式(Client-Server)網路架構，其中可實施本發明；圖2係根據本發明以方塊圖顯示圖1網路架構中實施分配可用頻寬方法的一用戶裝置範例；圖3係根據該較佳實施例以流程圖描繪該分配可用頻寬方法的主要步驟；圖4係以流程圖明確指出圖3方法的頻寬判定步驟。
在圖2中，所示方塊單純係功能實體，其不必對應到物質上分開的實體，意即，其可在軟體、硬體形式中開發，或實施在一或數個 積體電路中，包括有一或多個處理器。
只要有可能，相同參考數字符號將使用在全部附圖中，用以指相同或相似零件。
應瞭解，為清楚瞭解本發明，本發明的圖示及描述已簡化，只繪示相關元件，同時為求清晰，消去典型數位多媒體內容傳遞方法及系統中發現的其他許多元件，然而，因這類元件為此藝所熟知，本文中不再提供這類元件的詳細討論。
如圖1所繪示，該主從式(Client-Server)網路架構(其中可實施本發明)例如包括三用戶裝置C1,C2及C3，一家用閘道器GW及數個伺服器S1及S2(圖1上只以二個表示)，明顯地，該架構中可存在額外用戶。
該等裝置C1,C2及C3係連接到一區域網路N1(作為一家庭網路或企業網路)，區域網路N1係由於閘道器GW而連接到寬頻網路N2(如網際網路)。
各裝置C1至C3係調適成透過寬頻網路N2與一或多個遠端伺服器S1,S2連接，用以建立一或多個流量對話(如一固定速率串流對話、一適應性串流對話(如HAS)、一成批流量對話)。
為此目的，如圖2所表示，各裝置C1至C3配備有：- 一LAN(區域網路)連接介面1(有線及/或無線，例如Wi-Fi無線、乙太網路等)，連接到區域網路N1；- 一通訊模組2，包括：￭一管理介面2A，相關一管理通訊匯流排，實施發布/訂閱範例(如資料分配服務(DDS)、Java訊息服務(JMS)、Qeo，圖中未顯示)，藉此該裝置可將一狀態訊息傳送及收集給區域網路N1的所有其他裝置及閘道器GW。該狀態訊息較佳係一持續性訊息，以便可由該網路的任一裝置收集(即若該裝置在該傳送時間並未連接到網路N1)，特別地，例如可由正在該裝置的管理介面2A上執行的一背景服務收集一狀態訊息，或由該管理通訊滙流排將一狀態訊息儲存為將由管理介面2A(如週期地或需要時)檢索的一長期狀態 訊息；￭一應用介面2B，藉此由該裝置傳送及接收與一既定對話相關聯的控制及資料訊息。
通訊模組2含有與伺服器S1,S2通訊用的協定堆疊，特別地，通訊模組2包括此藝習知的TCP/IP堆疊，當然亦可係能使裝置C1至C3與伺服器S1,S2通訊的其他任何類型的網路及/或通訊構件；- 一記憶體3，以單一區塊形式表示，但同時可包括隨機存取記憶體、唯讀記憶體及可再程式化持續性記憶體(例如”快閃”類型)；- 一或多個處理器4，用以執行該裝置的記憶體3中儲存的應用軟體及程式；- 一內部匯流排B，用以連接各種不同模組及熟諳此藝者所熟知用以執行一般用戶裝置功能的所有構件。
此外，取決於裝置類型，數個裝置C1至C3亦可包括一適應性串流模組(其以較佳匹配該網路限制及其自我限制的位元率連續地選擇資料塊)，一視訊播放器調適用以解碼及產生多媒體內容，一緩衝器配置成將接收自該伺服器的資料塊在傳送到視訊播放器之前加以緩衝等(該等模組未顯示在圖2中)。
在該較佳實施例中，該等裝置C1至C3可係一可攜式媒體裝置、手機、平板電腦、膝上型電腦、高畫質電視(HDTV)等。當然該等裝置C1至C3可不包括一完整視訊播放器，卻可只是一些次元件如用以將媒體內容解多工及解碼者，及可依賴一外部構件將解碼的內容顯示給終端用戶。
根據該較佳實施例，由網路N1的一裝置C1至C3所傳送或收集的一流量對話的各狀態訊息可包括以下元素中的至少一些者：- 對話開始時間；- 對話結束時間；- 正執行該對話的裝置類型；- 顯示器尺寸；- 該裝置的顯示器解析度；- 使用者人數； - 對話類型；- 用於一固定串流對話所需的位元率；- 用於一適應性串流對話的可用位元率列表；- 用於一適應性串流對話的最大期望位元率；- 用於一成批流量對話的最大期望位元率；- 用於一適應性串流對話的資料塊期間；- 該裝置的優先權。
特別地，一狀態訊息可包括數欄(例如七欄)，各欄集合上述元素中的一或多者，繪示如下：
裝置狀態訊息
第1欄含有一流量對話的開始時間，有結束時間初始地設成0(零)，為指示一對話終止，將結束時間欄設成一非零值。
第2、3及4欄分別相關傳送該狀態訊息的裝置類型、該裝置的顯示器尺寸及該顯示器的解析度。
第5欄可用在各種不同方式，取決於該傳送裝置的能力，限制條件係其符合一簡單語句，當可用時，其列出目前正觀看該裝置的使用者(如約翰、溫蒂、麗莎等)，或者只使用使用者人數(0..n)(0表示沒人在一特定裝置前面)。此外，可使用一非法值(如-1)顯示該傳送裝置無法判定觀看使用者的存在。
第6欄規定流量類型，其可用以推理其適應能力，在該較佳實施例中，考量以下流量類型：固定速率串流、適應性串流、成批流量。當考量到一固定速率串流時，則所需位元率亦存在於該狀態訊息中。用於一適應性串流對話，指示該工具性質規定檔中發現的可用位元率以及最大期望位元率。必須注意的是，一裝置有各種不同理由會期望一位元率低於最大可用位元率(低的端對端頻寬，由另一視窗隱藏的視訊，視訊並非全螢幕(子母畫面)等)。同樣地，用於成批流量(如非串流資料的下載)，可包含一期望速率，以便容許該頻寬使用的覆蓋。
第7欄係用以指示該裝置的一優先權，通常使其維持在0(零)，但可用以顯示一暫時變化，如用以提供一特定裝置一額外優勢超出其他裝置。
此外，閘道器GW亦配置用以產生一狀態訊息，如包含以下資訊：- 寬頻網路N2的可用頻寬，以[kbps]計，(所謂的存取頻寬)；- 區域網路N1的可用頻寬，以[kbps]計；- 服務表如裝置描述、流量類型、位元率。
閘道器狀態訊息
第3欄可用以通知使用者有關目前執行的服務，以便使用者可採取適應行動(如中斷一頻寬擾亂(獨佔)裝置或手動地重排該等適應性串流的優先權)，為該目的，建立該裝置描述欄係藉由包含有該裝置描述及該等使用者，為要容易找出肇事者位置。此外，此表可用以通知數個裝置有關閘道器GW所看到未曾透過狀態訊息公布的串流(如舊有裝置及應用程式所產生的串流)。
該閘道狀態訊息，就如裝置狀態訊息係一持續性訊息，係由閘道器GW週期地或每逢一參數變更時(如區域頻寬、存取頻寬)所傳送。因此，區域網路N1的該等裝置可(被動地)存取到該等區域及存取頻寬。
根據本發明的較佳實施例及如圖3所繪示，裝置C1至C3配置成在裝置C1至C3所執行的進行流量對話之中，用以實施一種分配網路N1可用頻寬的方法。
特別地，當方法M實施在網路N1的一既定裝置(如裝置C1)時，包括以下步驟：- 經由通訊模組2將狀態訊息傳送(步驟S1)到網路N1的所有其他裝置C2,C3及閘道器GW，該狀態訊息係與裝置C1所執行的一特定流量對話相關聯(每一對話有一狀態訊息)，及每次由裝置C1發射一新流量對話，裝置C1的一進行流量對話結束，或當其(數個)進行流量對話的任何特性修改時，皆有利地傳送該狀態訊息。採用一適應性串流對話特定情況作為範例，若裝置C1維持在數個可用表示法之間切換，則每次請求一資料塊，則會再次傳送一狀態訊息，以便所有其他裝置都通知到並能對該變化作出回應。在該較佳實施例的一變化中，亦可由數個裝置週期地傳送狀態訊息，而非依一既定事件來廣播；- 經由通訊模組2從網路N1中執行至少一進行流量對話的的數個裝置C2,C3及閘道器GW收集(步驟S2)狀態訊息，所收集的該等狀態訊息可儲存在裝置C1的記憶體3中，步驟S1及S2可互相獨立地執行(S1在S2之前；S2在S1之前，或S1及S2同時)；- 由於裝置C1的一分級模組5，根據該等對應裝置的參數及該等對話的參數，將該等進行對話分級(步驟S3)，該等參數的值係檢索自所收集的狀態訊息，在步驟S3期間，由分級模組5建立一分級表並例如儲存在記憶體3中；- 由於裝置C1的一頻寬計算器6，以區域網路N1的可用總頻寬(取自該閘道器狀態訊息)、分級模組5所判定的對話等級及分級對話類型的函數，判定(步驟S4)將分配給各分級對話的頻寬，在一變化或一補充中，可使用或加上其他特徵用以判定將分配給各進行對話的頻寬；- 由於裝置C1的一比較器7，核對(步驟S5)所判定將分配給既定裝置C1的一對話的頻寬是否係優於零；- 當所判定將分配給既定裝置C1的一對話的頻寬係等於零時(步驟S7)，證實其他對話是否需要時間對既定裝置C1所傳送的狀態訊息作 出回應(例如一競爭的進行HAS對話假定一不變頻寬的可用性用於即將來臨的資料塊期間，因此較佳一直等到該資料塊下載結束，即便若既定裝置C1的對話等級高於該等HAS對話的一等級)；- 若其他對話需要時間對既定裝置C1所傳送的狀態訊息作出回應(步驟S8)，則等候其他(數個)進行對話考量到所傳送的該狀態訊息(如用於一適應性串流對話，在目前資料塊下載結束及正執行該適應性串流對話的關聯裝置發出新狀態訊息後)，及接著返回到步驟S1；- 若其他對話不需要時間對既定裝置C1所傳送的狀態訊息作出回應(步驟S9)，則向裝置C1的使用者指示一失敗。
若裝置C1的對話尚未完成(步驟S10)，則方法M返回步驟S1並重覆接續的步驟。
可如下執行方法M：- 若既定裝置C1(正實施方法M)執行的對話係一固定速率對話或一成批流量對話，一旦從網路N1的一裝置接收到一新狀態訊息；或- 利用一對應期間週期地：￭若既定裝置C1執行的對話係一固定速率對話或一成批流量對話，則任意判定(如10秒)；或￭若既定裝置C1執行一適應性串流對話，則等於該資料塊期間。
根據該較佳實施例，由分級模組5實施的分級步驟S3包括以下數個子步驟：- 建立(S31)網路N1的所有進行對話的一處理表，用以從收集的狀態訊息來處理；- 根據正執行該流量對話的裝置的優先權、該裝置類型及該流量對話類型，判定(S32)該處理表中各對話的等級(例如由該處理表的第一對話或由該處理表中隨機選取的一對話開始)，在一繪示(但非限定)範例中，一對話的等級係由以下公式所判定：等級=MAX-PW×優先權-DP(裝置類型)-FP(對話類型)-AP(對話類型)其中：￭MAX係一常數，例如等於10，容許用於10個不同等級(藉由表示法，等級0係最高等級)； ￭優先權係與正執行待分級對話的裝置相關聯的優先權；￭PW係一常數，將該優先權加權，例如等於5，容許2個不同優先權(一高優先權1及一低優先權0)，使具有高優先權(1)的數個裝置將分配在較高等級0至5之中，及具有低優先權(0)的數個裝置將分配在較低等級6至10之中；￭DP係一常數，對應到該裝置類型優先順序，例如當裝置類型係HDTV時等於3，否則等於0，換言之，DP的值(3或0)取決於該裝置類型；￭FP係一常數，對應到固定速率串流對話優先順序，例如當流量對話係一固定速率對話時等於2，否則等於0，換言之，FP的值(2或0)取決於該流量對話類型；￭AP係一常數，對應到適應性串流對話優先順序，例如當流量對話係一適應性串流對話時等於1，否則等於0，換言之，AP的值取決於該流量對話類型。
由於此一公式，具有一高優先權的對話係分配在第一等級，及具有一低優先權的對話係安排在最後等級，在相等優先權，對照例如平板電腦或手機，具有HDTV類型的裝置將有優勢，此外，固定速率對話比適應性串流對話受到較佳對待，適應性串流對話則比成批流量受到較佳對待；- 將各等級對話依其開始時間以遞升順序排序(步驟S33)，以便相較於指定到相同等級的新開始對話，將優先處置先前開始的對話，明顯地，已指示終止(藉由結束時間欄)的對話將從該處理表中丟棄。
作為分級步驟S3的結果，獲得一分級表，此分級表(具有雙層式結構)係由一等級表所構成，在各等級中，對話係以其開始時間的函數排序，因此將先服務在第一等級中的對話(按照頻寬分配)，後面接著是下一等級的對話，依次類推。特別地，當同等級的數個對話係適應性串流對話時，在考量到下個等級前，可能是平均地分配剩餘頻寬給此等級的對話。
根據較佳實施例及如圖4所示，由裝置C1的頻寬計算器6實施的頻寬判定步驟S4，包括以下數個子步驟： - 選擇(步驟S401)該分級表中尚未處理的最高等級流量對話；- 核對(步驟S402)選取的流量對話是否係一固定速率串流對話、一適應性串流對話或一成批流量對話；- 若選取的對話係一固定速率串流對話，則判定(步驟S403)網路N1目前可用頻寬(得自該閘道器狀態訊息)與關聯該固定速率串流對話所需位元率(在對應狀態訊息中指示)之間的差是否至少等於零；- 若選取的對話係一適應性串流對話：￭選擇(步驟S404)該位元率(在檢索自對應工具性質設定檔的可用位元率之中)，至多等於目前可用頻寬除以尚未處理的流量對話數目，及與選取的對話具有相同等級(在步驟S401中)，若在工具性質設定檔的可用位元率之中無任何位元率係低於目前可用頻寬除以未處理的流量對話數目，則選取的位元率係等於零；￭在選取的位元率(步驟S404)與選取的對話關聯的最大期望位元率(檢索自關聯的狀態訊息)之間，判定(步驟S405)最小位元率；- 若選取的對話係一成批流量對話：￭算出(步驟S406)該位元率等於目前可用頻寬除以尚未處理的流量對話數目，及與選取的對話具有相同等級(在步驟S401中)；￭由關聯的狀態訊息核對(步驟S407)一最大期望位元率是否與選取的成批流量對話相關聯；￭若一最大期望位元率係與選取的成批流量對話相關聯，則在算出的位元率(步驟S406)與選取的對話關聯的最大期望位元率之間，判定(步驟S408)最小位元率；- 分配(步驟S409)頻寬給選取的對話，分配的頻寬係等於：￭所需位元率(當選取的對話係一固定速率串流對話時)；￭判定的最小位元率(步驟S405)(當選取的對話係一適應性串流對話時)；￭(步驟S406)算出的位元率或(步驟S408)判定的最小位元率(當選取的對話係一成批流量對話時)；- 按步驟S409中分配的頻寬將目前頻寬減量(步驟S410)。
較佳重覆步驟S401至S410，直到將該分級表的所有對話 處理完畢。
然後，在較佳實施例中，實際頻寬分配考量到用於該等進行適應性串流對話的資料塊期間，的確，由於進行對話假定將來臨的資料塊期間可使用一不變頻寬，因此在該資料塊結束前不想要修改這些條件。因此，一旦對話開始，將延緩一較高等級對話，直到該等進行對話接收新開始對話資訊及藉由減少其自己的分配頻寬來解釋新對話的存在。此延遲對各進行對話係特定的，導致該頻寬逐步地返回到高等級對話(將在以下說明)。在一固定速率及成批對話的情形中，網路N1的其他裝置所傳送的狀態訊息係以同樣方式週期地完成處理，差別在於期間係任意固定(例如10秒)，用以判定正執行一固定速率或成批對話的裝置何時將考量到一裝置所傳送的新狀態訊息用以開始一新對話。
一旦將該頻寬分配給一裝置的一對話，則該裝置有權利完全使用該頻寬，但仍可根據頻寬測量調整其實際使用，如習知HAS實施的做法。
若由於數個競爭對話存在而未分配該頻寬，該等競爭對話需要時間重新調整其頻寬使用，則裝置C1可根據接收的資訊來判定需要等待的時間量。若頻寬分配失敗並非由於較低優先權裝置的存在(更可能因為有較高優先權對話進行)，則將新開始的對話取消，向使用者指示失敗。
方法M係疊代的，因此已在第一疊代上延緩的一開始對話可在第二疊代共享由進行對話所釋出的頻寬。同樣地，數個進行對話一旦收到描述新對話的訊息，可不斷地調整其頻寬使用，無論何時分配給一對話的頻寬等於零，該對話就停止。
由於本發明的較佳實施例，因該網路的各裝置精確地公布例如其可接收何位元率，何時開始及停止播放，免去猜測及概算的必要，因此可在頻寬使用上達成更優控制。由於數個裝置交換有關其能力及個別優先權的充足資訊，因此一頻寬分配可達成實際反映使用者期待，決定論方式可用以解決頻寬競爭問題，保持裝置優先權及避免頻寬浪費。
在以下三範例中，為求簡明，假定週期地傳送狀態訊息，用於固定速率及成批流量對話的期間係一任意期間，及用於適應性串流對 話等於一資料塊期間。
在較佳實施例的第一繪示範例中，假定該存取網路具有8Mbps(兆位元每秒)的頻寬，如ADSL閘道器GW所報告，使用者想要在HDTV上收看一隨選視訊，開始實施方法M的一HAS應用，請注意，目前無任何其他串流正使用該網路，該HAS應用立即收歛在目前網路頻寬允許的最高位元率。
在第二繪示範例中，亦假定該存取網路具有8Mbps的頻寬，正消費一HAS串流的一平板電腦及一手機已使用部分網路頻寬，為求簡化，假定該等HAS串流在其對應工具性質規定檔中列有完全相同位元率(即200,400,600,1200,1800,2500,4500,6500及8500Kbps(千位元每秒))，請注意：- t1：正在平板電腦上執行的第一HAS用戶最後報告其正在消費的HAS串流特性的時間，具有資料塊期間d1；- t2：正在手機上執行的第二HAS用戶2最後報告其串流特性的時間，具有數個資料塊期間d2。
由於網路頻寬的可用性，第一及第二HAS用戶正分別以4.5Mbps及2.5Mbps享受較高品質串流。
在一時間t3，開始一第三HAS用戶(正在HDTV上執行)，其檢索期望HAS串流的參數，撿取低於該存取網路容量的最高位元率作為其期望位元率，及在該網路上傳送描述該對話的狀態訊息。HDTV具有優先權在平板電腦及手機之上，然而，第三HAS用戶較佳應留一些時間給第一及第二HAS用戶用以解決所接收的訊息。第一HAS用戶在t1傳送其最後狀態訊息，及由於第三HAS用戶在t3傳送其狀態訊息(假定t3<t1+d1)，因此第一及第三用戶兩者皆在t1+d1注意到彼此的存在並能據以調整其頻寬使用。對於第一HAS用戶，當計算分配頻寬時，此狀況發生在下一循環疊代，同樣地，假定t3<t2+d2，第二HAS用戶2將在t2+d2調整其頻寬使用。對於第三HAS用戶，因第一及第二HAS用戶將釋出頻寬，因此使用時間最大值(t1+d1,t2+d2)判定何時可執行方法M。在所有裝置上同等地執行此計算，結果是最大頻寬用於高等級裝置(執行第三HAS用戶)，選取作為低於該存取鏈接容量的最高可用位元率，及在第一及第 二HAS用戶之中分配其餘頻寬。假設該組可用位元率用於不同對話，6.5Mbps係分配給第三HAS用戶，而第一及第二HAS用戶係分配600kbps。
在第三範例中，考量到繞作為無線熱點的一手機所組織的一無線網路以用於二平板電腦，假定該網路頻寬係如該手機所公布的8Mbps，該手機使用閘道器狀態訊息指示目前存取頻寬。正在該等平板電腦中的一者上執行的第一用戶開始以5Mbps播放一固定速率串流，公布該串流特性及聆聽訊息。之後，在另一平板電腦上執行的第二用戶開始播放一HAS串流。與第二用戶相比，正在消費一固定速率串流的第一用戶係第一等級，因此第一用戶繼續播放其串流，而第二用戶使用剩餘頻寬用以從該HAS串流選擇適當速率。假定可用速率與以上範例中相同，則第二用戶將撿取該2500kbps串流。一段時間之後，由於一外部事件，該手機使用的無線網路速度掉到4Mbps，藉由傳送新的更新閘道器狀態訊息該手機通知該網路中的裝置指示目前網路容量。回應此閘道器狀態訊息，第一用戶判定該可用頻寬太低無法繼續播完正在消費的固定速率串流，並傳送一狀態訊息用以指示終止該對話，設定結束時間欄具有一非零值。假定t2係第二用戶在第一用戶傳送對話終止訊息前最後執行方法M的時間，具有d2資料塊期間，則在t2+d2，由於4Mbps的存取頻寬已成為可用，因此第二用戶切換到該2500kbps串流。
附圖中的流程圖及/或方塊圖係根據本發明的不同實施例描繪系統、方法及電腦程式產品可能實施的配置、操作及功能。依此，流程圖或方塊圖中的各方塊可表示一模組、區段或部分碼，其包括一或多個可執行指令用以實施該(等)規定的邏輯功能。亦應注意到，在一些替代實施方式中，標示在方塊中的功能可不按圖中標示的順序發生，例如，取決於涉入的功能，顯示連續的二方塊事實上可幾乎同時地執行，或該等方塊有時可在相反順序中執行，或數個方塊可在一替代順序中執行。亦請注意到，方塊圖及/或流程圖的各方塊，及方塊圖及/或流程圖中的方塊組合，可由執行指定功能或行為的特殊目的硬碟式系統實施，或由特殊目的硬碟與電腦指令的組合實施。雖然未明確說明，但本發明實施例可利用在任何組合或次組合中。
如熟諳此技藝者所了解，本發明的數個方面可具體化為一 系統、方法或電腦可讀式媒體，因此，本發明的數個方面可採取形式為一完全硬體實施例、一完全軟體實施例(包含韌體、常駐軟體、微碼等)，或結合軟體及硬體方面的一實施例，其在本文中一般全稱為”電路”、”模組”或”系統”。此外，本發明的數個方面可採取一電腦可讀式儲存媒體形式，可利用一或多個電腦可讀式儲存媒體的任何組合方式。
一電腦可讀式儲存媒體可採取一電腦可讀程式產品形式，其具體化在一或多個電腦可讀式媒體中，及具有電腦可讀程式碼具體化在其上可由電腦執行。如本文中使用的電腦可讀式儲存媒體考慮係一非暫態儲存媒體，提供固有能力用以在其中儲存資訊，以及固有能力用以從其提供資訊檢索。一電腦可讀式儲存媒體例如可係(但不限於)電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體的系統、裝置或元件，或以上各項的任何合適組合。應了解，雖然以下提供可應用本發明的電腦可讀式儲存媒體的較特定範例，但如熟諳此技藝者立即明白，僅是舉例而非徹查的列表：可攜式電腦磁碟；硬碟；隨機存取記憶體(RAM)；唯讀記憶體(ROM)；可拭除可程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)；可攜式光碟唯讀記憶體(CD-ROM)；光學儲存裝置；磁性儲存裝置；或以上各項的任何合適組合。
1‧‧‧LAN(區域網路)介面
2‧‧‧通訊模組
2A‧‧‧管理介面
2B‧‧‧應用介面
3‧‧‧記憶體
4‧‧‧處理器
5‧‧‧分級模組
6‧‧‧頻寬計算器
7‧‧‧比較器
B‧‧‧匯流排
C1,C2,C3‧‧‧裝置

Claims (15)

  1. 一種在一網路(N1)之數個裝置(C1,C2,C3)所執行之進行流量對話中分配該網路(N1)可用頻寬之方法，包括以下步驟，在一既定裝置(C1,C2,C3)：- 從該網路中正在執行至少一流量對話之數個裝置(C1,C2,C3)收集(S2)數個狀態訊息；- 以該網路之可用頻寬、一分級流量對話等級及一分級流量對話類型之函數，判定(S4)將分配至各流量對話之頻寬，各流量對話係根據檢索自狀態訊息有關裝置及流量對話之參數加以分級(S3)；- 當所判定將分配至該既定裝置(C1,C2,C3)之一流量對話之頻寬係優於零時，由該既定裝置使用該分配頻寬以用於該流量對話。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中一狀態訊息係與一進行流量對話相關聯。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中當發生一事件時，由該既定裝置(C1,C2,C3)將一狀態訊息傳送(S1)至該網路(N1)之所有裝置(C1,C2,C3)。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該事件屬於至少包括以下事件之一群組：- 由該既定裝置(C1,C2,C3)開始一流量對話；- 由該既定裝置停止一流量對話；- 由該既定裝置執行一進行流量對話之任何特性修改。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中在分級(S3)期間，根據正執行該流量對話之裝置之一優先權、該裝置之類型及該流量對話之類型，判定各用於該等流量對話之一等級。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中在一既定等級內，將該等對應流量對話以其開始時間之函數排序。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法，其中由該網路(N1)之一閘道器(GW)提供該網路之可用頻寬。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之方法，其中將分配至該等 分級流量對話之頻寬判定(S4)包括：- 選擇(S401)尚未處理之一最高分級流量對話；- 核對(S402)選取之流量對話是否係一固定速率串流對話；- 當該網路(N1)之目前可用頻寬與關聯該固定速率串流對話所需位元率間之差係至少等於零時，將頻寬分配(S409)至選取之流量對話。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中若選取之流量對話係一適應性串流對話，則將分配至該等分級流量對話之頻寬判定(S4)尚包括：- 選擇(S404)一位元率係至多等於目前可用頻寬除以尚未處理之流量對話數目，及具有與選取之流量對話相同之等級；- 在選取之位元率與關聯所選取流量對話之一最大期望位元率間，判定(S405)一最小位元率；- 將該最小位元率分配至選取之流量對話。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之方法，其中將分配至該等分級流量對話之頻寬判定(S4)尚包括按該分配頻寬將目前可用頻寬減量(S410)。
  11. 一種網路裝置，配置用以實施如申請專利範圍第1至10項中至少一項之方法，在該網路(N1)之數個裝置(C1,C2,C3)之進行流量對話之中分配該網路(N1)之可用頻寬，該裝置之特徵在於其包括：- 一通訊模組(2)，調適成從該網路中正執行至少一流量對話之數個裝置收集狀態訊息；- 一分級模組(5)，配置成根據檢索自狀態訊息有關裝置及流量對話之參數，將該等進行流量對話分級；- 一計算器(6)，配置成以可用頻寬、一分級流量對話等級及一分級流量對話類型之函數，判定將分配至各分級流量對話之頻寬；- 一比較器(7)，能用以核對所判定將分配至該裝置之一流量對話之頻寬是否並非零。
  12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中通訊模組(2)尚配置成將一狀態訊息傳送至該網路之所有裝置(C1,C2,C3)。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之裝置，其中分級模組(5)根據正執行該流量對話之裝置之優先權、該裝置類型及該流量對話類型，判定各用於該等流量對話之一等級。
  14. 一種電腦程式產品，可下載自一通訊網路及/或記錄於可由電腦讀取及/或可由一處理器執行之一媒體上，該電腦程式產品包括數個程式碼指令用以實施如申請專利範圍第1至9項中至少一項所述之方法。
  15. 一種非暫態電腦可讀式媒體，包括一電腦程式產品記錄於其上及能由一處理器執行，包含有數個程式碼指令用以實施如申請專利範圍第1至9項中至少一項之方法。
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