TW201644278A - 內熔分配及接收方法及裝置 - Google Patents

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TW201644278A TW105115862A TW105115862A TW201644278A TW 201644278 A TW201644278 A TW 201644278A TW 105115862 A TW105115862 A TW 105115862A TW 105115862 A TW105115862 A TW 105115862A TW 201644278 A TW201644278 A TW 201644278A
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奧薩瑪 洛特法拉
劉漢
夏菲爾 法伊
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內數位專利控股公司
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Abstract

揭露了一種用於內容分配和接收的方法和裝置。用於內容物件的品質函數可以被發送到中間快取代理伺服器及/或接收方。品質函數提供了在用於內容物件的至少兩個品質度量之間的函數關係，以使在接收方處的內容物件的可感知品質基於該品質函數被估計。該品質函數可以由多項式序列及/或一組平均值和標準差值來描述。該品質函數可以被包括在用於通過HTTP的動態自適應流(DASH)串流的媒體展示描述(MPD)、或用於即時流協定(RTSP)串流的對話描述協定(SDP)訊息或即時控制協定(RTCP)發送方報告中。

Description

內熔分配及接收方法及裝置
相關申請案的交叉引用
本申請案要求享有2011年2月11日提出的美國臨時申請案No.61/441,818的權益，這些申請案的內容在這裏引入作為參考。
經由有線和無線網路的多媒體應用正在快速增長。不管多媒體內容需要來自底層網路的大量資源的這一事實，終端用戶需求豐富的多媒體應用。中央媒體伺服器需要對中樞網際網路協定(IP)網路頻寬的相當大的需求。作為這種情況的解決方案，網路操作者已經將快取記憶體和流複製器放置在操作者網路中，稱為網路對等體。
網路對等體由操作者或服務提供方部署和控制。網路對等體與其他操作者或服務提供方部署的快取伺服器介面連接。藉由某種形式的內容/網路對等，不同的網際網路服務提供方(ISP)可以合作以分擔一些內容傳送負擔。由於網路對等體快取不論來源的內容，所以網路對等體看起來與在內容分配網路(CDN)中進行快取是不一樣的。此外，可以利用網路對等功能來增強CDN邊緣伺服器。
ISP可以在無線區域網路(WLAN)存取點內選擇執行某多媒體內容的快取記憶體來在WLAN連接範圍內服務一些本地用戶。另一方面，普及的內容可以在巨集胞元控制器中被快取。考慮到內容的一部分(如 影片的第一部分)的通用性可以與內容的其他部分(如影片的最後部分)的通用性不一樣的事實，內容分割可以與快取技術一起使用。這可能是由於提早停止觀看而發生的，其中用戶可能在內容結束前就暫停或結束觀看。
揭露了一種用於內容分配和接收的方法和裝置。內容物件的品質函數可以被發送到中間快取代理伺服器及/或接收方。品質函數提供在用於內容物件的至少兩個品質度量之間的函數關係，以使在接收方處的內容物件的可感知品質可以基於該品質函數被估計。該品質函數可以由多項式序列及/或一組平均值和標準差值來描述。該品質函數可以被包括在用於通過HTTP(DASH)串流的動態自適應串流的媒體展示描述(MPD)中或用於即時串流協定(RTSP)串流的對話描述協定(SDP)訊息或即時控制協定(RTCP)發送方報告中。
100‧‧‧通信系統
WTRU/102/102a/102b/102c/102d/212‧‧‧無線傳輸/接收單元
104/RAN‧‧‧無線電存取網路
106‧‧‧核心網路
108/PSTN‧‧‧公共交換電話網
110‧‧‧網際網路
112‧‧‧其他網路
114a/114b‧‧‧基地台
116‧‧‧空氣介面
118‧‧‧處理器
120‧‧‧收發器
122‧‧‧傳輸/接收元件
124‧‧‧揚聲器/麥克風
126‧‧‧鍵盤
128‧‧‧顯示器/觸控板
130‧‧‧不可移式記憶體
132‧‧‧可移式記憶體
134‧‧‧電源
136‧‧‧GPS晶片組
GPS‧‧‧全球定位系統
138‧‧‧週邊裝置
140a/140b/140c‧‧‧節點B
142a/142b/RNC‧‧‧無線電網路控制器
144/MGW‧‧‧媒體閘道
146/MSC‧‧‧行動交換中心
148/SGSN‧‧‧服務GPRS支援節點
150/GGSN‧‧‧閘道GPRS支援節點
lub/iur/IuCS/IuPS‧‧‧介面
WLAN‧‧‧無線區域網路
IMS‧‧‧IP多媒體子系統
214‧‧‧固定或行動存取網路
216‧‧‧入口
218‧‧‧內容源伺服器/編碼器
220‧‧‧內容快取記憶體
230‧‧‧IMS CN子系統
232‧‧‧用戶特性檔和終端能力資訊
234‧‧‧內容控制功能
MPD/408‧‧‧媒體展示描述
DASH‧‧‧動態自適應串流
402/502‧‧‧編碼實體
404‧‧‧HTTP伺服器
406‧‧‧HTTP快取記憶體
410/510‧‧‧網路
412‧‧‧代理快取記憶體
414‧‧‧DASH用戶端
420/520‧‧‧報告伺服器
SDP‧‧‧對話描述協定
RTSP‧‧‧即時串流協定
RTCP‧‧‧即時控制協定
RTP‧‧‧即時協定
504‧‧‧RTSP伺服器
506‧‧‧RTP快取記憶體
508‧‧‧代理伺服器
512‧‧‧RTSP用戶端
更詳細的理解可以從以下結合所附圖式並且舉例給出的描述中得到，其中：第1A圖是可以實施所揭露的一個或多個實施方式的例示通信系統的系統圖；第1B圖是可以在第1A圖所示的通信系統內使用的例示無線傳輸/接收單元(WTRU)的系統圖；第1C圖是可以在第1A圖所示的通信系統內使用的例示無線電存取網路和例示核心網路的系統圖；第2圖示出了基於IP多媒體子系統(IMS)的點對點的內容分配系統的示例；第3圖示出了重建的品質的兩個樣本函數，其作為接收方和複製件 (replica)伺服器之間的平均位元率的函數；第4圖示出了根據一個實施方式的用於通過HTTP(DASH)串流的動態自適應串流的例示網路架構；以及第5圖示出了根據一個實施方式的用於即時串流協定(RTSP)串流的例示網路架構。
第1A圖為可以實施所揭露的一個或多個實施方式的例示通信系統100的圖。通信系統100可以是為多個無線用戶提供語音、資料、視訊、訊息傳遞、廣播等內容的多重存取系統。該通信系統100能使多個無線用戶經由共享包括無線頻寬在內的系統資源來存取這些內容。例如，通信系統100可以使用一種或多種頻道存取方法，如分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、分頻多重存取(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波FDMA(SC-FDMA)等等。
如第1A圖所示，通信系統100可以包括無線傳輸/接收單元(WTRU)102a、102b、102c、102d、無線電存取網路(RAN)104、核心網路106、公共交換電話網路(PSTN)108、網際網路110以及其他網路112，但是應該瞭解，所揭露的實施方式考慮到了任何數量的WTRU、基地台、網路及/或網路元件。每一個WTRU 102a、102b、102c、102d都可以是被配置用於在無線環境中操作及/或通信的任何類型的裝置。舉個例子，WTRU 102a、102b、102c、102d可以被配置用於傳送及/或接收無線信號、並且可以包括使用者設備(UE)、行動站、固定或行動用戶單元、呼叫器、蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、智慧型電話、膝上型電腦、隨身型易網機、個人電腦、無線感測器、消費類電子產品等等。
通信系統100還可以包括基地台114a和基地台114b。每一個基地台114a和114b可以是被配置用於與至少一個WTRU 102a、102b、 102c、102d無線介面連接的任何類型的裝置，以便促進針對一個或多個通信網路的存取，例如核心網路106、網際網路110及/或另一個網路112。舉個例子，基地台114a、114b可以是基地收發站(BTS)、節點B、e節點B、家用節點B、家用e節點B、站點控制器、存取點(AP)、無線路由器等等。雖然基地台114a、114b中的每一個都被描述為是單一元件，但是應該瞭解，基地台114a、114b可以包括任何數量的互連基地台及/或網路元件。
基地台114a可以是RAN 104的一部分，其中該RAN 104還可以包括其他基地台及/或網路元件(未顯示)，例如基地台控制器(BSC)、無線電網路控制器(RNC)、中繼節點等等。基地台114a及/或基地台114b可以被配置用於在被稱為胞元(未顯示)的特定地理區域內部傳送及/或接收無線信號。胞元還可以分成胞元扇區。例如，與基地台114a相關聯的胞元可以分成三個扇區。因此，在一個實施方式中，基地台114a可以包括三個收發器，也就是說，胞元的每一個扇區都具有一個收發器。在另一個實施方式中，基地台114a可以使用多輸入多輸出(MIMO)技術，並且由此可以為胞元中的每個扇區使用多個收發器。
基地台114a、114b可以經由空氣介面116與一個或多個WTRU 102a、102b、102c、102d進行通信，其中該空氣介面116可以是任何適當的無線通信鏈路(例如無線電頻率(RF)、微波、紅外線(IR)、紫外線(UV)、可見光等等)。該空氣介面116可以使用任何適當的無線電存取技術(RAT)來建立。
更具體地說，如上所述，通信系統100可以是多重存取系統、並且可以使用一種或多種頻道存取方案，如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，RAN 104中的基地台114a與WTRU 102a、102b、102c可以實施如通用行動電信系統(UMTS)陸地無線電存取(UTRA)之類的無線電技術，該無線電技術可以用寬頻CDMA(WCDMA)來建立 空氣介面116。WCDMA可以包括如高速封包存取(HSPA)及/或演進型HSPA(HSPA+)之類的通信協定。HSPA則可以包括高速下鏈封包存取(HSDPA)及/或高速上鏈封包存取(HSUPA)。
在另一個實施方式中，基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以實施如演進型UMTS陸地無線電存取(E-UTRA)之類的無線電技術，該無線電技術則可以使用長期演進(LTE)及/或高級LTE(LTE-A)來建立空氣介面116。
在其他實施方式中，基地台114a與WTRU 102a、102b、102c可以實施如IEEE802.16(即全球微波存取互通存取(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000演進資料優化(EV-DO)、臨時(Interim)標準2000(IS-2000)、臨時標準95(IS-95)、臨時標準856(IS-856)、全球行動通信系統(GSM)、用於GSM演進的增強資料速率(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等無線電存取技術。
舉例來說，第1A圖中的基地台114b可以是無線路由器、家用節點B、家用e節點B或存取點、並且可以使用任何適當的RAT來促進例如營業場所、住宅、交通工具、校園等等之類的局部區域中的無線連接。在一個實施方式中，基地台114b和WTRU 102c、102d可以實施諸如IEEE 802.11之類的無線電技術來建立無線區域網路(WLAN)。在另一個實施方式中，基地台114b和WTRU 102c、102d可以實施諸如IEEE 802.15之類的無線電技術來建立無線個人區域網路(WPAN)。在另一個實施方式中，基地台114b和WTRU 102c、102d可以使用基於蜂巢的RAT(例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等等)來建立微微胞元或毫微微胞元。如第1A圖所示，基地台114b可以與網際網路110直接連接。由此，基地台114b不必需要經由核心網路106來存取網際網路110。
RAN 104可以與核心網路106進行通信，其中該核心網路 106可以是被配置用於向一個或多個WTRU 102a、102b、102c、102d提供語音、資料、應用及/或網際網路協定語音(VoIP)服務的任何類型的網路。例如，核心網路106可以提供呼叫控制、記帳服務、基於移動位置的服務、預付費呼叫、網際網路連接、視訊分配等等、及/或執行高階安全功能，例如用戶驗證。雖然在第1A圖中沒有顯示，但是應該瞭解，RAN 104及/或核心網路106可以直接或間接地和其他使用了與RAN 104相同的RAT或不同RAT的RAN進行通信。舉個例子，除了與可以使用E-UTRA無線電技術的RAN 104相連之外，核心網路106還可以與使用GSM無線電技術的另一個RAN(未顯示)進行通信。
核心網路106還可以充當供WTRU 102a、102b、102c、102d存取PSTN 108、網際網路110及/或其他網路112的閘道。PSTN 108可以包括提供簡易老式電話服務(POTS)的電路交換電話網。網際網路110可以包括使用了公共通信協定的全球性互連電腦網路及裝置的系統，例如TCP/IP網際網路協定族中的傳輸控制協定(TCP)、用戶資料報協定(UDP)和網際網路協定(IP)。網路112可以包括由其他服務提供方擁有及/或操作的有線或無線通信網路。例如，網路112可以包括與一個或多個RAN相連的另一個核心網路，其中所述一個或多個RAN可以使用與RAN 104相同或不同的RAT。
通信系統100中的WTRU 102a、102b、102c、102d的一些或所有可以包括多模能力，也就是說，WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括在不同無線鏈路上與不同無線網路進行通信的多個收發器。例如，第1A圖所示的WTRU 102c可以被配置用於與使用基於蜂巢的無線電技術的基地台114a通信、以及與可以使用IEEE 802無線電技術的基地台114b通信。
第1B圖是例示WTRU102的系統圖。如第1B圖所示，WTRU 102可以包括處理器118、收發器120、傳輸/接收元件122、揚聲器/麥克風124、鍵盤126、顯示器/觸控板128、不可移式記憶體130、可移式記憶體132、電源134、全球定位系統(GPS)晶片組136以及週邊裝置138。應該瞭解的是，在保持符合實施方式的同時，WTRU 102可以包括前述元件的任何子組合。
處理器118可以是通用處理器、專用處理器、常規處理器、數位信號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核心關聯的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路(ASIC)、現場可程式化閘陣列(FPGA)電路、任何其他類型的積體電路(IC)、狀態機等等。處理器118可以執行信號編碼、資料處理、功率控制、輸入/輸出處理及/或其他任何能使WTRU 102在無線環境中操作的功能。處理器118可以耦合至收發器120，收發器120可以耦合至傳輸/接收元件122。雖然第1B圖將處理器118和收發器120描述為是獨立元件，處理器118和收發器120可以同時集成在電子封裝或晶片中。
傳輸/接收元件122可以被配置用於經由空氣介面116傳送信號到基地台(例如基地台114a)或接收來自基地台(例如基地台114a)的信號。舉個例子，在一個實施方式中，傳輸/接收元件122可以是被配置用於傳送及/或接收RF信號的天線。在另一個實施方式中，舉例來說，傳輸/接收元件122可以是被配置用於傳送及/或接收IR、UV或可見光信號的發光體/偵測器。在另一個實施方式中，傳輸/接收元件122可以被配置用於傳送和接收RF和可見光信號。應當理解傳輸/接收元件122可以被配置用於傳送及/或接收無線信號的任何組合。
此外，雖然在第1B圖中將傳輸/接收元件122描述為是單一元件，但是WTRU 102可以包括任何數量的傳輸/接收元件122。更具體地說，WTRU 102可以使用MIMO技術。因此在一個實施方式中，WTRU 102 可以包括經由空氣介面116來傳送和接收無線信號的兩個或更多個傳輸/接收元件122(例如多個天線)。
收發器120可以被配置用於對傳輸/接收元件122將要傳送的信號進行調變、以及對傳輸/接收元件122接收的信號進行解調。如上所述，WTRU 102可以具有多模能力。由此，收發器120可以包括允許WTRU 102經由諸如UTRA和IEEE 802.11之類的多種RAT來進行通信的多個收發器。
WTRU 102的處理器118可以耦合至揚聲器/麥克風124、鍵盤126及/或顯示器/觸控板128(例如液晶顯示器(LCD)顯示單元或有機發光二極體(OLED)顯示單元)、並且可以接收來自這些裝置的用戶輸入資料。處理器118還可以向揚聲器/麥克風124、鍵盤126及/或顯示器/觸控板128輸出用戶資料。此外，處理器118可以從任何適當的記憶體(例如不可移式記憶體130及/或可移式記憶體132)中存取資訊、以及將資料存入這些記憶體。所述不可移式記憶體130可以包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟或是其他任何類型的記憶體儲存裝置。可移式記憶體132可以包括用戶身份模組(SIM)卡、記憶條、安全數位(SD)記憶卡等等。在其他實施方式中，處理器118可以從那些並非實體位於WTRU 102的記憶體(例如位於伺服器或家庭電腦(未顯示)的記憶體)上存取資訊、以及將資料存入這些記憶體。
處理器118可以接收來自電源134的電力、並且可以被配置分配及/或控制用於WTRU 102中的其他元件的電力。電源134可以是為WTRU 102供電的任何適當的裝置。例如，電源134可以包括一個或多個乾電池(例如鎳鎘(Ni-Cd)、鎳鋅(Ni-Zn)、鎳氫(NiMH)、鋰離子(Li-ion)等等)、太陽能電池、燃料電池等等。
處理器118還可以與GPS晶片組136耦合，該晶片組136 可以被配置用於提供關於WTRU 102的目前位置的位置資訊(例如經度和緯度)。作為來自GPS晶片組136的資訊的補充或替代，WTRU 102可以經由空氣介面116接收來自基地台(例如基地台114a、114b)的位置資訊、及/或根據從兩個或多個附近基地台接收的信號時序來確定其位置。應該瞭解的是，在保持符合實施方式的同時，WTRU 102可以用任何適當的位置確定方法來獲取位置資訊。
處理器118還可以耦合到其他週邊裝置138，其他週邊裝置138可以包括提供附加特徵、功能及/或有線或無線連接的一個或多個軟體及/或硬體模組。例如，週邊裝置138可以包括加速度計、電子指南針、衛星收發器、數位相機(用於照片和視訊)、通用串列匯流排(USB)埠、振動裝置、電視收發器、免持耳機、藍芽®模組、調頻(FM)無線電單元、數位音樂播放器、視訊遊戲機模組、網際網路瀏覽器等等。
第1C圖是根據一個實施方式的RAN 104和核心網路106的系統圖。如上所述，RAN 104可以使用UTRA無線電技術經由空氣介面116來與WTRU 102a、102b、102c進行通信。RAN 104還可以與核心網路106進行通信。如第1C圖所示，該RAN 104可以包括節點B 140a、140b、140c，其中的每一個都可以包括一個或多個收發器，以便經由空氣介面116來與WTRU 102a、102b、102c進行通信。節點140a、140b、140c都可以與在RAN 104中的一個特定胞元(未顯示)相關聯。RAN 104還可以包括RNC142a、142b。但是應該瞭解，在保持符合實施方式的同時，RAN 104可以包括任何數量的節點B和RNC。
如第1C圖所示，節點B 140a、140b可以與RNC 142a進行通信。此外，節點140c可以與RNC 142b進行通信。節點B 140a、140b、140c可以經由Iub介面與各自的RNC 142a、RNC1 42b進行通信。RNC 142a、RNC 142b可以經由Iur介面相互通信。RNC 142a、RNC 142b中的每一個 可以被配置以控制與其連接的各自的節點140a、140b、140c。此外，RNC 142a、RNC 142b中的每一個可以被配置以實施或支援如外環功率控制、負載控制、許可控制、封包排程、切換控制、巨集分集、安全功能、資料加密等等的其他功能。
第1C圖所示的核心網路106可以包括媒體閘道(MGW)144、行動交換中心(MSC)146，服務GPRS支援節點(SGSN)148、及/或閘道GPRS支援節點(GGSN)150。雖然每個前述元件均被描述為是核心網路106的一部分，但應該瞭解，這些元件中的任何一個都可被核心網路操作者之外的其他實體擁有及/或操作。
在RAN 104中的RNC 142a可以經由IuCS介面連接到在核心網路106中的MSC 146。MSC 146可以被連接到MGW 144。MSC 146和MGW 144可以為WTRU 102a、102b、102c提供諸如PSTN 108之類的電路交換網路的存取，以促進WTRU 102a、102b、102c與傳統陸線通信裝置之間的通信。
在RAN 104中的RNC 142a還可以經由IuPS介面連接到在核心網路106中的SGSN 148。SGSN 148可以連接到GGSN 150。SGSN 148和GGSN 150可以為WTRU 102a、102b、102c提供諸如網際網路110之類的封包交換網路的存取，以促進WTRU 102a、102b、102c與IP賦能的裝置之間的通信。
如上所述，核心網路106還可以被連接到網路112，網路112可以包括被其他服務提供方擁有及/或操作的有線或無線網路。
此後，術語“用戶端”和“WTRU”將會交換使用。
應該指出的是，所述實施方式可以參照視訊應用和基於IMS的系統來解釋，但是被揭露的實施方式適用於任何應用和任何系統。
第2圖示出了基於IMS的點對點內容分配系統的示例。 WTRU 212請求被ISP快取和控制的多媒體內容。WTRU 212藉由經由固定或行動存取網路214發送內容請求來啟動內容分配服務。該內容請求被重新定向到入口(portal)216。媒體內容從內容源伺服器/編碼器218被分配到離用戶較近的內容快取記憶體220。被儲存在IMS CN子系統230中的用戶特性檔和終端能力資訊232提供用戶的偏好和終端能力，這可以用來決定用戶端(例如，WTRU)是否能夠接收所請求的內容。在IMS CN子系統230中的內容控制功能234控制如何在網路上分配內容和WTRU 212在哪裡獲得所請求的內容。
多媒體內容在網路(包括快取子系統)上的分配引起複製件放置問題。存在一組多媒體資料物件(即，內容)且這些資料物件在一組儲存節點(即，第2圖中的內容快取記憶體220)被分配。用戶端(如第2圖中的WTRU 212)從儲存節點其中之一存取資料物件。物件複製件放置問題可以被規劃為逼近針對被服務的用戶端的數量求平均後的某度量的整體性能(如最小儲存成本、最小用戶存取等待時間、網路頻寬消耗等等)的問題。
給定具有用戶端C和伺服器節點S的網路G，每一個用戶端c i 具有其服務品質(QoS)約束d i (例如，等待時間、抖動、錯誤率、視覺品質等等)，以及每一個伺服器s j 具有其容量約束l j (例如，中央處理單元(CPU)負載、頻寬、儲存容量等)。內容複製件放置問題可以藉由找到一組伺服器S’以使在任何用戶端c i 和其伺服器s j 之間的QoS受到d i 的約束來解決。這可以用靜態演算法解決。根伺服器可以具有完全的網路和用戶請求的知識。換句話說，c i 和d i 是預先知道的。如果用戶和複製件伺服器的數量很少且不隨時間變化，則該靜態演算法可以被實施。替代地，內容複製件放置問題可以藉由動態演算法來解決。用戶端啟動由內容分配網路(CDN)服務提供方提供的常駐(daemon)程式，以通過估計d i 並 計算出網路拓撲結構來積極地參與計算。換句話說，c i 和d i 隨時間的變化而變化。
內容複製件放置問題可以被表示為等式(1)。每個接收方的平均QoS可以被表示為相當於每個個體的品質函數Q k 的加權和。品質函數可以測量重建的視覺品質、網路延遲、延遲變化，或影響使用給定複製件放置策略的內容的感知品質的任何其他度量。
其中,Q k (S l ,C l ),f(S l ) F l ,L代表接收方的數量、K代表品質度量的數量(如k=1：視覺品質，k=2：等待時間，k=3：抖動，k=4：錯誤率等等)，w k 代表每個品質度量的權重(如0~1)，Q k (S l ,C l )代表S l 和C l 的品質度量k的品質函數，其可以被標準化(即，0 Q k (S l ,C l ) 1)，S l 代表用於接收方1的內容伺服器，C l 為品質函數的輸入參數，(如取決於存取網路的接收方位元率或者封包損失比率等)，代表最小品質需求，f(S l )代表伺服器S l 的約束(如負載、頻寬和儲存容量等等)，以及F l 代表伺服器上的需求(如最大負載、最小頻寬和儲存容量等等)。用於品質函數的品質度量可以涵蓋服務無存取、服務失敗、重新緩衝、圖像腐蝕、邊緣雜訊、模糊強度、方塊效應(blockiness)、凍結圖像、音頻品質、音頻/視訊同步錯誤等等。
解決方案是從整個群組S中找到伺服器S l 的最小數目。例如，二維品質函數的x軸可以是在伺服器和用戶端之間的接收方位元率或封包損失比率，而二維品質函數的y軸可以是峰值信號雜訊比(PSNR)、急動(jerkiness)(訊框凍結)、阻隔效應、模糊強度(細節清晰度)等等， 且品質函數可以在接收方側估計可感知的視覺品質。
品質函數可以從媒體串流伺服器被發送到用戶端。隨後，用戶端可以發送接收方報告至中間快取代理，使用收到的品質函數來表示QoS值。基於接收到的所有用戶端的品質函數值，中間快取代理可以開發適當的內容複製件放置策略。
替代地，品質函數可以從媒體串流伺服器被發送到中間快取代理。用戶端可以發送接收方報告至中間快取代理，接收方報告包括諸如接收方位元率、封包損失比率或者其他關於特定WTRU的輸入參數之類的QoS值。中間快取代理可以使用這些用戶端的QoS值作為品質函數的輸入來估計在每個接收方處的平均的可感知品質。
品質函數可以是二維或者更高階函數來顯示(視覺)品質和各種輸入參數之間的相關性。為了簡化等式(1)的解，品質函數可以被標準化在[0,1]的範圍內及/或被修改為如等式(2)中的單調遞增(或減)函數：
第3圖示出了作為C l 的函數的重建的品質的兩個樣本函數。在第3圖中，接收方和複製件伺服器之間的平均位元率作為示例被使用，但任何其他輸入參數(例如，封包損失比率等)可以被使用。第一函數(等式(3))代表經重建的品質和C l 之間的線性關係，其簡化等式(1)的解。第二函數(等式(4))代表了顯得更加符合視覺品質的人類感知的對數關係。
在第3圖中的第一和第二函數可以被表示如下：
其中Cmin代表接收方1和複製件伺服器S l 之間的最小位元率，以及Cmax代表接收方1和複製件伺服器S l 之間的最大位元率。
在一個實施方式中，品質函數可以被發送到中間快取代理伺服器及/或接收方。解決快取記憶體放置問題需要考慮原始視訊信號的實際視覺品質。例如，低運動活動場景(如教育講座)可以容忍一些延遲和封包損失，而高運動活動場景(如賽車場景)不能容忍這樣的延遲和封包損失。視訊接收方沒有關於內容的原始視覺品質的資訊。在視訊編碼期間，這個資訊在媒體串流伺服器處是可用的。在編碼器側計算的品質函數可以被發送到中間快取代理伺服器及/或接收方。例如，當快取伺服器達到一定儲存限制時，品質函數可以用來幫助快取伺服器應用快取更換策略。例如，1Mbps的NTSC低動作影片的視覺品質(如PSNR平均值、PSNR標準偏差等等)可能與1Mbps的NTSC高動作影片的視覺品質是不同的。如果幾乎沒有用戶端正請求低品質影片，則快取伺服器可以使用品質函數值來從其超載的儲存中去除該低品質影片。
視訊串流伺服器可以用不同的表示(representation)提供相同的多媒體內容，其中針對每個表示可以包括品質函數值。在接收方側，接收方可以使用更高的平均可感知的品質值做出決定來選擇視訊表示以下載或串流。
這裏揭露的實施方式可以使用用於HTTP串流的媒體展示描述(MPD)、或用於即時串流協定(RTSP)的對話描述協定(SDP)和即時控制協定(RTCP)訊息來實施。
對於HTTP串流，通過HTTP的動態自適應串流(DASH)可以作為一個示例被使用。DASH為多媒體串流技術，其中多媒體檔被劃分為一個或多個片段並使用HTTP傳送到用戶端。媒體內容的經編碼的版本和媒體內容的描述形成媒體表示。媒體內容包括一個或多個連續的媒體 內容時間週期。每個媒體內容週期包括一個或多個媒體內容分量，例如不同語言的音頻分量和視訊分量。
每個媒體內容分量可以具有幾個經編碼的版本，稱為媒體流。每一個媒體流繼承了媒體內容的特性、媒體內容週期、被編碼且被指派編碼過程特性(如子樣本、編解碼器參數、編碼位元率等)的媒體內容分量。
表示包括一個或多個媒體流。任何單一表示足以表現(render)被包含的媒體內容分量。為了適應網路條件或其他因素，用戶端可以在一週期中從一個表示變換到另一個表示。在一個表示中，內容可以按時間分為多個片段。一個片段是在MPD中通告的一個基本資料單元。片段可以包含任何媒體資料。
一個MPD描述了片段資訊，(例如，時間、統一資源定位符(URL)、如視訊解析度和位元率之類的媒體特性等等)。MPD為XML文件，其為HTTP串流用戶端提供資訊，以藉由從HTTP伺服器順序的下載媒體資料並表現所包括的媒體來向用戶提供串流服務。可以針對每個片段提供URL以用於使用HTTP請求的檢索(retrieval)。
多媒體檔的一個或多個表示(例如，不同解析度或位元率的版本)是可用的，且用戶端可以基於網路條件、裝置能力、用戶偏好等來選擇特定的表示，從而實施自適應位元串流。
對於即時串流協定(RTSP)/即時協定(RTP)串流，在對話描述協定(SDP)中增加的視覺品質數據可在提出/回答否定(negation)期間被使用，其幫助在仲介代理伺服器(例如，封包交換串流服務(PSS)適配器、媒體資源功能(MRF)或媒體閘道)中為視訊對話分配資源。
根據實施方式，品質函數可以從初始串流伺服器被發送到代理快取記憶體及/或接收方，(即，輸入參數和品質測量之間的關係(例如，如第3圖所示的函數)被提供給中間代理伺服器及/或接收方)。品質函數可 以被包括在用於HTTP串流的MPD中、或用於即時串流協定(RTSP)串流的對話描述協定(SDP)或即時控制協定(RTCP)訊息中。在MPD或者SDP/RTCP訊息中攜帶品質資訊可以幫助快取代理做出有關媒體放置的決定和接收方選擇媒體表示。
接下來描述用於HTTP串流的一個實施方式。MPD可以包括在週期層面(level)、表示層面、或片段層面的品質函數。品質函數可以被描述為在點之間具有定義的插值的多項式序列、平均值和標準偏差、或者上述的組合，(例如，為了節省MPD頻寬，其可以從在表示層面上的多項式序列改變成在週期層面的平均值和標準偏差值)。接收方可以使用品質函數來向品質報告伺服器發送HTTP接收方報告。用於諸如可縮放的視訊編解碼器(SVC)、多視點視訊編解碼器(MVC)、或多描述編解碼器(MDC)之類的先進的視訊編解碼器的品質度量可以被包括。
第4圖示出了根據一個實施方式用於DASH串流的示例網路架構。內容在編碼實體402被準備且在HTTP伺服器404被儲存。內容經由網路410被分配至HTTP快取記憶體406。品質函數在編碼實體402處被估計並被包括在MPD 408中。攜帶品質函數的MPD 408可以被代理快取記憶體412攔截以最佳化媒體複製件放置。攜帶品質函數的MPD 408可以被DASH用戶端414接收且品質函數可以被用於關於服務品質(QoS)的詳細的接收方報告的產生中。報告伺服器420從DASH用戶端414接收該QoS報告和可以使用該QoS報告以用於視訊內容放置和傳送。
下面示出示例MPD。根據一個實施方式，被添加到MPD的品質函數以如加粗的字體顯示。在這個示例中，品質函數被表示為在時間(片段持續時間)和PSNR(即(x,y)值，(x=時間(time),y=psnr))之間的線性多項式時間序列被包括在MPD中。
下面描述用於RTSP串流的一個實施方式。SDP可以被擴展為包括在提出/回答協商期間的品質函數。品質函數針對每個媒體分量可以被描述為在點之間具有定義的插值的多項式序列、平均值和標準偏差、或者上述的組合(例如，為了節省RTCP頻寬，發送方報告可以從多項式序列變換到平均值和標準偏差)。在週期間隔中，RTCP發送方報告可以被發 送以更新品質函數。接收方可以使用所提供的品質函數返回在RTCP接收方報告中的度量(如，基於品質函數的y值)。用於諸如可縮放的視訊編解碼器(SVC)、多視點視訊編解碼器(MVC)、或多描述編解碼器(MDC)之類的先進的視訊編解碼器的品質度量可以被包括。
第5圖示出了根據一個實施方式的用於RTSP串流的示例網路架構。內容被儲存在RTSP伺服器504。內容經由網路510被分配到RTP快取記憶體506。品質函數在編碼實體502處被估計並被包括在由RTSP/RTP串流伺服器504發送的SDP訊息及/或RTCP發送方報告中。攜帶品質函數的SDP訊息和RTCP報告可以被代理伺服器508攔截並可以為了每一個接收方被修改且用於媒體複製件放置。
攜帶品質函數的SDP訊息和RTCP發送方報告可以被RTSP用戶端512接收且品質函數可以用於產生RTCP接收方報告至串流伺服器504以及產生關於服務品質(QoS)的詳細接收方報告至報告伺服器520。報告伺服器520接收來自RTSP用戶端512的QoS報告並可以使用該QoS報告來改進視訊放置和傳送。
根據一個實施方式的示例SDP訊息如下所示。添加到SDP訊息的品質函數如加粗的字體所示。在這個示例中，在封包損失比率和PSNR/急動(即(x，y)值，(x=封包損失比率，y=psnr或急動)之間的品質函數被包括在SDP中。
品質函數可以被用於內容更換。例如，當代理快取伺服器達到其儲存容量並需要做出關於應該更換哪一個視訊流而不對用戶體驗影響很大的選擇時，代理快取伺服器可以基於品質函數來選擇一個或多個儲存的內容。例如，如果影片的位元率相同，但是品質函數不同，代理快取記憶體可以保留較高品質函數的影片並移除較低品質函數的影片。
品質函數還可以用於儲存最佳化。例如，如果兩個影片有不同的位元率和訊框大小，但平均品質函數相同或基本相同，則代理快取伺服器可以移除較低位元率及/或較大訊框大小的影片。
品質函數還可以用於優先串流。例如，代理快取伺服器可以基於品質函數為一些視訊流分配更多的抖動緩衝及/或更高的優先順序轉發。
實施例
1.一種用於內容分配的方法。
2.如實施例1所述的方法，該方法包括產生用於內容物件的品質函數。
3.如實施例2所述的方法，其中該品質函數提供在用於該內容物件的至少兩個品質度量之間的函數關係，以使在接收方處的內容物件的可感知的品質基於該品質函數被估計。
4.如實施例2-3中任一實施例所述的方法，該方法更包括向快取代理伺服器及/或該接收方提供該品質函數。
5.如實施例2-4中任一實施例所述的方法，其中該品質函數被表示為多項式序列及/或一組平均值和標準偏差值。
6.如實施例2-5中任一實施例所述的方法，其中使用DASH將該內容物件下載到該接收方，以及該品質函數被包括在MPD中。
7.如實施例6所述的方法，其中該品質函數在週期層面、表示層面、或者片段層面被提供。
8.如實施例2-7中任一實施例所述的方法，其中使用RTSP將該內容物件串流向該接收方，以及該品質函數被包括在SDP訊息或RTCP發送方報告中。
9.一種用於內容分配的方法。
10.如實施例9所述的方法，該方法包括接收用於內容物件的品質函數。
11.如實施例10所述的方法，其中該品質函數提供在用於該內容物件的至少兩個品質度量之間的函數關係，以使在接收方處的內容物件的可感知品質基於該品質函數被估計。
12.如實施例10-11中任一實施例所述的方法，該方法更包括基於該品質函數以經由網路中的至少一個快取記憶體來放置該內容物件 的複製件。
13.如實施例10-12中任一實施例所述的方法，該方法更包括基於該品質函數來管理用於儲存該內容物件的記憶體。
14.如實施例10-13中任一實施例所述的方法，該方法更包括基於該品質函數來確定轉發該內容物件的優先順序。
15.一種用於接收內容的方法。
16.如實施例15所述的方法，該方法包括接收用於內容物件的品質函數。
17.如實施例16所述的方法，其中該品質函數提供在用於該內容物件的至少兩個品質度量之間的函數關係，以使在接收方處的內容物件的可感知的品質可以基於該品質函數被估計。
18.如實施例16-17中任一實施例所述的方法，該方法更包括基於該品質函數產生QoS報告。
19.如實施例18所述的方法，該方法包括向報告伺服器報告該QoS報告。
20.如實施例16-19中任一實施例所述的方法，其中使用DASH將該內容物件下載到該接收方，以及該品質函數被包括在MPD中。
21.如實施例20所述的方法，其中該品質函數在週期層面、表示層面、或者片段層面被提供。
22.如實施例20-21中任一實施例所述的方法，該方法更包括基於該品質函數選擇用於下載的表示。
23.如實施例16-22中任一實施例所述的方法，其中使用RTSP將該內容物件串流向該接收方，以及該品質函數被包括在SDP訊息或RTCP發送方報告中。
24.如實施例23所述的方法，該方法更包括基於該品質函 數產生RTCP接收方報告。
25.如實施例24所述的方法，該方法更包括發送該RTCP接收方報告至RTSP串流伺服器。
26.一種用於接收內容的裝置。
27.如實施例26所述的裝置，該裝置包括：處理器，該處理器被配置用於接收用於內容物件的品質函數。
28.如實施例27所述的裝置，其中該品質函數提供在用於該內容物件的至少兩個品質度量之間的函數關係，以使在接收方處的內容物件的可感知品質基於該品質函數被估計。
29.如實施例27-28中任一實施例所述的裝置，其中該處理器進一步被配置用於基於該品質函數產生QoS報告、以及向報告伺服器報告該QoS報告。
30.如實施例27-29中任一實施例所述的裝置，其中該處理器被配置用於使用DASH下載該內容物件，以及該品質函數被包括在MPD中。
31.如實施例30所述的裝置，其中該品質函數在週期層面、表示層面、或者片段層面被提供。
32.如實施例30-31中任一實施例所述的裝置，其中該處理器被配置用於基於該品質函數選擇用於下載的表示。
33.如實施例27-32中任一實施例所述的裝置，其中該處理器被配置用於使用RTSP接收該內容物件，以及該品質函數被包括在SDP訊息或RTCP發送方報告中。
34.如實施例33所述的裝置，其中該處理器被配置用於基於該品質函數產生RTCP接收方報告以及發送該RTCP接收方報告至RTSP串流伺服器。
雖然在上文中描述了採用特定組合的特徵和元素，但是本領域中具有通常知識者將會瞭解，每一個特徵或元素既可以單獨使用，也可以與其他特徵和元素進行任何組合。此外，這裏描述的方法可以在引入到電腦可讀媒體中並供電腦或處理器運行的電腦程式、軟體或韌體中實施。關於電腦可讀媒體的示例包括電信號(經由有線或無線連接傳輸)以及電腦可讀儲存媒體。關於電腦可讀媒體的示例包括但不限於唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、暫存器、快取記憶體、半導體儲存裝置、內部硬碟和可移式磁片之類的磁媒體、磁光媒體、以及CD-ROM碟片和數位多用途碟片(DVD)之類的光媒體。與軟體相關聯的處理器可以用於實施在WTRU、UE、終端、基地台、RNC或任何主電腦中使用的無線電頻率收發器。
MPD/408‧‧‧媒體展示描述
DASH‧‧‧動態自適應流
402‧‧‧編碼實體
404‧‧‧HTTP伺服器
406‧‧‧HTTP快取記憶體
410‧‧‧網路
412‧‧‧代理快取記憶體
414‧‧‧DASH用戶端
420‧‧‧報告伺服器

Claims (20)

  1. 裝置，包括：接收用於一多媒體資料物件的一品質函數；從一接收方接收一服務品質(QoS)值；基於該接收的QoS值，使用該接收的品質函數來估計該接收方處的該多媒體資料物件的一感知品質；以及至少部分基於該接收方處的該多媒體資料物件的該估計的感知品質，實施關於該多媒體資料物件的一快取放置策略。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多媒體資料物件是利用經由超文字傳送協定(HTTP)的動態自適應串流(DASH)串流來串流，且其中接收該品質函數包括在一媒體展示描述(MPD)通信中接收該品質函數。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多媒體資料物件是利用即時串流協定(RTSP)串流來串流，且其中接收該品質函數包括在一對話描述協定(SDP)通信中接收該品質函數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多媒體資料物件是利用即時串流協定(RTSP)串流來串流，且其中接收該品質函數包括在一即時控制協定(RTCP)通信中接收該品質函數。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，由一快取代理實施，其中該接收的QoS值是從由(i)該快取代理及該接收方之間的一位元率、以及(ii)該快取代理及該接收方之間的一封包損失比率組成的一群組中選出。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該估計的感知品質是一峰值信號雜訊比(PSNR)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該估計的感知品質是從由重建的視覺品質、網路延遲、延遲變化、急動、阻隔效應及模糊強度組成的一群組中選出。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該品質函數是至少部分基於該多媒體資料物件的一原始視覺品質在一編碼器處計算。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括：從一或多個額外接收方接收一額外QoS值；以及基於該一或多個接收的額外QoS值，使用該接收的品質函數來估計該額外接收方中的每一個額外接收方處的該多媒體資料物件的一額外感知品質，其中實施關於該多媒體資料物件的該快取放置策略包括至少部分基於該接收方處的該多媒體資料物件的該估計的感知品質、以及至少部分基於該額外接收方中的每一個額外接收方處的該多媒體資料物件的該估計的額外感知品質以實施關於該多媒體資料物件的該快取放置策略。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中實施關於該多媒體資料物件的該快取放置策略包括下列中的一者或多者：選擇用於該多媒體資料物件的至少一複製件的一各自的儲存位置、以及從一網路儲存器移除該多媒體資料物件的至少一複製件。
  11. 一種用於一串流內容的伺服器，包括：一處理器；以及一資料儲存器，其包含可由該處理器執行的多個指令以用於使該伺服器執行一函數集，該函數集包括：接收用於一多媒體資料物件的一品質函數；從一接收方接收一服務品質(QoS)值； 基於該接收的QoS值，使用該接收的品質函數來估計該接收方處的該多媒體資料物件的一感知品質；以及至少部分基於該接收方處的該多媒體資料物件的該估計的感知品質，實施關於該多媒體資料物件的一快取放置策略。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該多媒體資料物件是利用通過超文字傳送協定(HTTP)的動態自適應串流(DASH)串流來串流，且其中接收該品質函數包括在一媒體展示描述(MPD)通信中接收該品質函數。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該多媒體資料物件是利用即時串流協定(RTSP)串流來串流，且其中接收該品質函數包括在一對話描述協定(SDP)通信中接收該品質函數。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該多媒體資料物件是利用即時串流協定(RTSP)串流來串流，且其中接收該品質函數包括在一即時控制協定(RTCP)通信中接收該品質函數。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，由一快取代理實施，其中該接收的QoS值是從由(i)該快取代理及該接收方之間的一位元率、以及(ii)該快取代理及該接收方之間的一封包損失比率組成的一群組中選出。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該估計的感知品質是一峰值信號雜訊比(PSNR)。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該估計的感知品質是從由重建的視覺品質、網路延遲、延遲變化、急動、阻隔效應及模糊強度組成的一群組中選出。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該品質函數是至少部分基於該多媒體資料物件的一原始視覺品質在一編碼器處計算。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中該函數集更包括： 從一或多個額外接收方接收一額外QoS值；以及基於一或多個已接收的額外QoS值，使用該接收的品質函數來估計該額外接收方中的每一個額外接收方處的該多媒體資料物件的一額外感知品質，其中實施關於該多媒體資料物件的該快取放置策略包括至少部分基於該接收方處的該多媒體資料物件的該估計的感知品質、以及至少部分基於該額外接收方中的每一個額外接收方處的該多媒體資料物件的該估計的額外感知品質以實施關於該多媒體資料物件的該快取放置策略。
  20. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器，其中實施關於該多媒體資料物件的該快取放置策略包括下列中的一者或多者：選擇用於該多媒體資料物件的至少一複製件的一各自的儲存位置、以及從一網路儲存器移除該多媒體資料物件的至少一複製件。
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