技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)的系統(tǒng)和方法，并且在具體實(shí)施例中涉及用于實(shí)時(shí)視頻流量的動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

由于視頻編碼方法論，諸如視頻會(huì)議的實(shí)時(shí)視頻流量通常呈現(xiàn)了高峰均(high peak-to-mean，P2M)速率比。在視頻編碼器中，以圖像組(group-of picture，GoP)結(jié)構(gòu)編碼圖像幀。每個(gè)GoP由I-幀(獨(dú)立編碼幀)、P-幀(預(yù)測(cè)編碼幀)和可能的B-幀(雙向預(yù)測(cè)幀)組成。I-幀通常具有比P/B幀更大的尺寸，并且可以是多達(dá)六倍大小。因此，由于在不同時(shí)間傳輸I-幀和P/B幀，所以實(shí)時(shí)視頻流的瞬時(shí)比特率具有高P2M比。

在將視頻流傳送到不同節(jié)點(diǎn)期間，典型地經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的同一組信道發(fā)射多個(gè)視頻流。當(dāng)經(jīng)由同一組信道發(fā)射大量的視頻流時(shí)，多個(gè)I-幀不大可能彼此對(duì)齊。因此，聚合的視頻流典型地具有相比于任何單獨(dú)流較低的P2M比。應(yīng)該理解的是，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的情況下，在相同的無(wú)線鏈路上承載多個(gè)視頻是不常見(jiàn)的，尤其是在諸如基站的發(fā)射點(diǎn)(TP)和諸如用戶設(shè)備(UE)的無(wú)線終端之間的無(wú)線鏈路上。如果為提供峰傳輸速率而給UE流量分配用于視頻流的充足容量，則無(wú)線鏈路將具有未使用的容量，因?yàn)橐呀?jīng)為I-幀的傳輸分配了充足的容量，而在較小幀的傳輸期間許多分配的容量將是未使用的。因此，由于視頻流量聚合的規(guī)劃效益，有線網(wǎng)絡(luò)中處理視頻流量流的管理的許多問(wèn)題還沒(méi)有被解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

用于多個(gè)視頻流的有效流速估計(jì)的一方法實(shí)施例包括，確定第一傳輸窗口中多個(gè)視頻流中的每個(gè)視頻流的第一流速，以及接收對(duì)于第一傳輸窗口中播放部分多個(gè)視頻流的體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)反饋。從接收多個(gè)視頻流的多個(gè)用戶設(shè)備(UE)接收QoE反饋。根據(jù)至少多個(gè)視頻流的第一流速和QoE反饋為第二傳輸窗口中多個(gè)視頻流中的每個(gè)流估計(jì)動(dòng)態(tài)有效流速。

用于功率控制的一方法實(shí)施例包括，確定第一傳輸窗口的與網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的流量流相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)速率，并且根據(jù)至少來(lái)自用戶設(shè)備(UE)的體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)反饋，估計(jì)第二傳輸窗口的每個(gè)流量流的動(dòng)態(tài)有效流速，其中所述UE與無(wú)線電節(jié)點(diǎn)連接并且接收流量流。根據(jù)估計(jì)的流量流的動(dòng)態(tài)有效流速，為每個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)設(shè)置使無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的總和吞吐量最大化的傳輸功率電平。

一方法實(shí)施例包括，網(wǎng)絡(luò)組件從多個(gè)用戶設(shè)備UE接收對(duì)于第一傳輸窗口的體驗(yàn)質(zhì)量QoE反饋，其中QoE反饋與多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)和所述UE之間的流量流相關(guān)聯(lián)。對(duì)于每個(gè)流量流，基于QoE反饋估計(jì)第二傳輸窗口中各自流量流的動(dòng)態(tài)有效流速。多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)在第二傳輸窗口中使用估計(jì)的動(dòng)態(tài)有效流速傳輸流量流。

用于視頻流的傳輸?shù)挠行Я魉俟烙?jì)的一方法實(shí)施例包括，確定與第一傳輸窗口中傳輸視頻流相關(guān)聯(lián)的流速，以及從接收視頻流的用戶設(shè)備(UE)接收體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)反饋。QoE反饋與質(zhì)量因子相關(guān)，所述質(zhì)量因子與第一傳輸窗口期間的部分視頻流的回放相關(guān)聯(lián)。根據(jù)確定的流速和接收的QoE反饋為第二傳輸窗口中的視頻流估計(jì)動(dòng)態(tài)有效流速。

一網(wǎng)絡(luò)組件實(shí)施例包括，處理器和與處理器連接的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有在其上存儲(chǔ)的指令，當(dāng)通過(guò)處理器執(zhí)行該指令時(shí)，使得網(wǎng)絡(luò)組件確定第一傳輸窗口中多個(gè)視頻流中的每個(gè)視頻流的第一流速并且接收與第一傳輸窗口中部分多個(gè)視頻流的回放相關(guān)聯(lián)的體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)反饋。從接收多個(gè)視頻流的多個(gè)用戶設(shè)備(UE)接收QoE反饋。非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)進(jìn)一步具有在其上存儲(chǔ)的指令，當(dāng)通過(guò)處理器執(zhí)行該指令時(shí)，使得網(wǎng)絡(luò)組件根據(jù)至少多個(gè)視頻流的第一流速和QoE反饋估計(jì)對(duì)于第二傳輸窗口中多個(gè)視頻流中的每個(gè)流的動(dòng)態(tài)有效流速。

附圖說(shuō)明

為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)參考如下結(jié)合附圖的描述，其中：

圖1示出了根據(jù)一實(shí)施例的與視頻流的數(shù)量呈函數(shù)關(guān)系的有效速率；

圖2為示出了具有多個(gè)輸入視頻流的單個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的模型的邏輯圖；

圖3為示出了根據(jù)一實(shí)施例的用于使用有效速率估計(jì)來(lái)實(shí)施功率控制方法的系統(tǒng)的框圖；

圖4為示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用動(dòng)態(tài)估計(jì)的流速來(lái)確定視頻流速和傳輸功率控制的方法的流程圖；

圖5為示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)估計(jì)流速的方法的流程圖；

圖6為示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于控制節(jié)點(diǎn)傳輸功率的方法的流程圖；

圖7示出了仿真結(jié)果，該仿真結(jié)果顯示了根據(jù)一些實(shí)施例的具有固定的和動(dòng)態(tài)的有效速率估計(jì)的功率控制算法的有效性；以及

圖8為示出了根據(jù)一實(shí)施例的可用于實(shí)施例如本文所述的設(shè)備和方法的計(jì)算平臺(tái)的邏輯圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)討論目前優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)和使用。然而，應(yīng)理解，本發(fā)明提供了可以體現(xiàn)在多種特定環(huán)境中的許多可應(yīng)用的發(fā)明構(gòu)思。所討論的特定實(shí)施例僅為說(shuō)明實(shí)現(xiàn)和使用本發(fā)明的特定方式，并不限制本發(fā)明的范圍。

最初，節(jié)點(diǎn)所使用的有效帶寬是用于滿足數(shù)據(jù)和/或視頻流的特定服務(wù)質(zhì)量(QoS)或體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的容量。存在許多定義QoE的方法。QoE的一個(gè)可能的定義為中斷時(shí)間(用戶顯示的冷凍時(shí)間)，例如中斷時(shí)間小于5％。圖1顯示了圖表100，其提供了節(jié)點(diǎn)的有效速率與實(shí)時(shí)視頻流的數(shù)量呈函數(shù)關(guān)系的示例，其中每個(gè)視頻流具有0.5Mbps的標(biāo)稱平均速率。曲線顯示了N個(gè)用戶(x軸)同時(shí)觀看視頻流(video stream)所需的固定容量鏈路的有效平均速率(y軸)。假設(shè)每個(gè)用戶正在觀看視頻的不同隨機(jī)部分。以緩沖模式(電影1曲線和電影2曲線)和實(shí)時(shí)流模式(電影1-實(shí)時(shí)曲線和電影2-實(shí)時(shí)曲線)測(cè)試放映電影的兩個(gè)視頻流。將這兩個(gè)視頻傳送給用戶，并且用戶緩沖達(dá)到10秒(建模為有因果關(guān)系的非實(shí)時(shí)視頻觀看)且緩沖最多達(dá)到100毫秒(建模為實(shí)時(shí)會(huì)話視頻)。曲線示出了通過(guò)相同管道的用戶越多，每個(gè)人單獨(dú)需要的資源越少，因?yàn)楫?dāng)需要資源時(shí)用戶可以反復(fù)分享資源。

具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于實(shí)時(shí)流量這種益處是較大的?；旧?，不同的單個(gè)視頻流可以具有不同的P2M比，而由若干視頻流歸一化的多路復(fù)用視頻流，則隨著流的數(shù)量的增加具有單調(diào)遞減的P2M比。不過(guò)，具有相同平均速率的多路復(fù)用視頻流的結(jié)合P2M仍然大于單個(gè)流的平均速率。

為了提供滿意的QoS，流量工程節(jié)點(diǎn)指示路由器以及其他的網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)提供較高帶寬以提供視頻流的峰值速率。然而，這種方法未必與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)兼容。有線和無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)鍵不同在于無(wú)線用戶的信道容量由于包括時(shí)變衰落信道和同信道干擾的若干因素而隨著時(shí)間改變。使用來(lái)自用戶設(shè)備的QoE報(bào)告能夠表征用戶的真實(shí)體驗(yàn)，而不是試圖從信道狀態(tài)信息推斷視頻性能。

通過(guò)使用每個(gè)UE處的QoE和從節(jié)點(diǎn)發(fā)射到UE的真實(shí)速率可以確定通過(guò)具體節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)挠行俾省鬏數(shù)挠行俾视脕?lái)確定通信網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的總傳輸吞吐量。在方法實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)估計(jì)并調(diào)節(jié)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)視頻流的有效速率。

此外，有效速率可以用于確定是否允許新的視頻流通過(guò)具體節(jié)點(diǎn)。流量工程還可以使用無(wú)線節(jié)點(diǎn)處的有效速率進(jìn)行路徑選擇和資源分配。在無(wú)線電協(xié)調(diào)的場(chǎng)景中，特別是對(duì)多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的功率控制的情況下，有效速率是用于確定或調(diào)節(jié)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的傳輸參數(shù)的輸入。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多路復(fù)用實(shí)時(shí)視頻流的有效速率是由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供的、以比特每秒(bps)為單位的帶寬，以便將若干實(shí)時(shí)視頻流轉(zhuǎn)發(fā)到多個(gè)用戶設(shè)備，從而使預(yù)定義百分比的流具有滿意的QoE性能。

在常規(guī)的有線網(wǎng)絡(luò)中，有線節(jié)點(diǎn)的帶寬隨著時(shí)間是穩(wěn)定的。因此，假設(shè)視頻流的一些特定的統(tǒng)計(jì)分布(比特率的均值和方差)以及視頻編碼GoP結(jié)構(gòu)(例如，I幀的頻率)，可以粗略地估計(jì)多個(gè)流的有效速率。在以下給出的等式1中給出了有效速率計(jì)算的一個(gè)示例。

$r_{eff}\≈r_{mean}+\sqrt{\frac{\mathrm{\σ}}{N}}---\left(1\right)$

其中σ和N分別是比特率和用戶的變量。

然而，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，用戶的無(wú)線信道的信道容量是不同的，并且每個(gè)用戶的信道是變化的。由于每個(gè)用戶的信道的有效信道容量是變化的，一個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的所有無(wú)線信道的、用于滿足實(shí)時(shí)視頻流的QoE的總所需帶寬是時(shí)變的。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，用戶的信道容量的改變引起了所需帶寬的改變。進(jìn)一步地，用戶可以觀看具有不同比特率、不同編碼或不同視頻參數(shù)的電影。

已經(jīng)確定，使用來(lái)自用戶的QoE/QoS反饋來(lái)估計(jì)多個(gè)實(shí)時(shí)視頻流的動(dòng)態(tài)有效速率的方法實(shí)施例能夠考慮到變化的無(wú)線連接條件?？梢栽谝曨l通信中使用QoE/QoS反饋，以利用來(lái)自用戶的實(shí)際感知的QoE/QoS來(lái)提高用戶感知的QoE。在一實(shí)施例中，視頻內(nèi)容出錯(cuò)或由于不充足的數(shù)據(jù)流而導(dǎo)致的滯后、緩存或以其他方式停止的時(shí)間通過(guò)用戶設(shè)備處的組件來(lái)捕捉。中斷被報(bào)告回網(wǎng)絡(luò)控制器，并使用該中斷來(lái)調(diào)節(jié)向該具體用戶設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)的流速。在一些實(shí)施例中，多個(gè)視頻內(nèi)容分別具有各自的報(bào)告的中斷統(tǒng)計(jì)，從而可以單獨(dú)調(diào)節(jié)向該用戶設(shè)備發(fā)射的不同流的流速。此外，已經(jīng)確定，為多個(gè)實(shí)時(shí)視頻流估計(jì)流的有效速率和有效帶寬，提供了無(wú)線通信系統(tǒng)中可用發(fā)射功率的有效使用，并同時(shí)提供了對(duì)于所有用戶的最優(yōu)的實(shí)時(shí)視頻質(zhì)量。

圖2為示出了根據(jù)一實(shí)施例的多個(gè)實(shí)時(shí)視頻流206A…206C的有效流速的邏輯圖。在圖2中，示出了具有多個(gè)輸入流206A…206C的無(wú)限緩沖區(qū)的單個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)202和多路復(fù)用流有效速率204的模型。假設(shè)該無(wú)限緩沖區(qū)使得無(wú)線電節(jié)點(diǎn)202不丟數(shù)據(jù)包。僅無(wú)線電節(jié)點(diǎn)202處的數(shù)據(jù)包延遲會(huì)導(dǎo)致實(shí)時(shí)視頻流的QoE/QoS的衰退。因此，在有效流速R_e的計(jì)算期間，忽略硬件限制的效果，并且在一些實(shí)施例中，在通信網(wǎng)絡(luò)的有線側(cè)上的工程流量中管理該硬件限制的效果。

圖3為示出了根據(jù)一實(shí)施例的用于使用估計(jì)的有效速率來(lái)實(shí)施功率控制方法的系統(tǒng)300的框圖。系統(tǒng)300包括與一個(gè)或多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314通信的網(wǎng)絡(luò)控制器302。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器302是用于電信網(wǎng)絡(luò)的控制器，諸如用于長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE)電信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)分組核心(EPC)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制器302例如被設(shè)置在例如移動(dòng)管理實(shí)體(MME)或服務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-GW)中，并且其協(xié)調(diào)多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的無(wú)線電資源。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器302具有遍及多個(gè)硬件器件設(shè)置的模塊，利用這些模塊通信來(lái)協(xié)調(diào)流量管理、無(wú)線電調(diào)度以及傳輸功率協(xié)調(diào)。

網(wǎng)絡(luò)控制器302包括發(fā)射功率優(yōu)化器304和流量工程模塊308。發(fā)射功率優(yōu)化器304操縱每個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的每個(gè)通信流的發(fā)射功率的確定，并且協(xié)調(diào)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的功率分配。發(fā)射功率優(yōu)化器304從流量工程模塊308接收流量數(shù)據(jù)信息作為輸入。流量工程模塊308將有關(guān)哪一個(gè)流量流將去到哪一個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314以及流量流的先前窗口中的測(cè)量速率和分配的數(shù)據(jù)速率傳遞給發(fā)射功率優(yōu)化器304。

發(fā)射功率優(yōu)化器304具有無(wú)線電調(diào)度提取器(radio schedulerabstractor)306以及動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)器310。在一些實(shí)施例中，無(wú)線電調(diào)度提取器306和動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)器310可以是安裝在網(wǎng)絡(luò)控制器302中的作為部分發(fā)射功率優(yōu)化器304的分開的軟件模塊，或連接到網(wǎng)絡(luò)控制器作為部分物理層控制器、底板等的硬件模塊，或硬件模塊和軟件模塊的組合。在其他的實(shí)施例中，無(wú)線電調(diào)度提取器306和動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)器310可以分布于多個(gè)硬件器件，諸如無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314、網(wǎng)絡(luò)控制器、MMR、S-GW等。例如，使用多個(gè)MMR控制多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的網(wǎng)絡(luò)控制器302，可以具有部署在每個(gè)MMR上、用于向中央發(fā)射功率優(yōu)化器304上報(bào)無(wú)線電調(diào)度的無(wú)線電調(diào)度提取器306。這種系統(tǒng)還可以具有在多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314中、在中央無(wú)線電控制器單元中或在MMR或S-GW中部署的動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)器310。動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)器310可以估計(jì)發(fā)射到相關(guān)硬件的視頻流的有效速率，并且可以將流速報(bào)告給中央發(fā)射功率優(yōu)化器304。

無(wú)線電調(diào)度提取器306為無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314提供數(shù)據(jù)包調(diào)度的提取。例如，無(wú)線電調(diào)度提取器306可以設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)控制器302中，并且可以是比例公平(PF)調(diào)度器或數(shù)據(jù)包延遲感知調(diào)度器。無(wú)線電調(diào)度提取器306可以是例如與無(wú)線電調(diào)度器通信的軟件組件或硬件組件，并且其將數(shù)據(jù)提供給發(fā)射功率優(yōu)化器304用于調(diào)諧通過(guò)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的各流的帶寬和發(fā)射功率。一實(shí)施例中，使用最大速率調(diào)度器作為無(wú)線電節(jié)點(diǎn)調(diào)度器的提取。最大速率調(diào)度器根據(jù)用戶的信道質(zhì)量為用戶排序，并且調(diào)度具有較好信道質(zhì)量的用戶直到不存在可用帶寬為止。

在一些實(shí)施例中，無(wú)線節(jié)點(diǎn)314是演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線接入(E-UTRAN)節(jié)點(diǎn)B器件(eNB)，或提供與UE316的無(wú)線鏈路的另一設(shè)備，并且在其他的實(shí)施例中，無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314是其他類型的無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)。無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314具有動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功率、帶寬和/或影響從無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314到UE316的通信的其他無(wú)線電參數(shù)的能力。UE316將QoE信息提供給網(wǎng)絡(luò)控制器302處的QoE管理服務(wù)器312，該QoE管理服務(wù)器312在動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)器310中使用QoE信息來(lái)調(diào)節(jié)和估計(jì)連續(xù)傳輸窗口中的每個(gè)流的有效流速。在一些實(shí)施例中，每個(gè)UE 316通過(guò)UE 316上部署的軟件組件收集QoE信息。例如，每個(gè)UE 316上的視頻播放器可以具有收集QoE的能力，并且可以檢測(cè)視頻緩沖區(qū)欠載何時(shí)出現(xiàn)，這表示視頻播放器已經(jīng)播放了所有可用的數(shù)據(jù)并且正在等待附加的視頻數(shù)據(jù)。因?yàn)椴シ牌饕员冉邮找曨l數(shù)據(jù)更快的速率顯示視頻數(shù)據(jù)，這種緩沖區(qū)欠載為用戶顯示了滯后的或停止的或錯(cuò)誤顯示的視頻。視頻播放器可以確定在預(yù)定周期中視頻播放出錯(cuò)或不可用或顯示了錯(cuò)誤解碼的圖像幀所占的時(shí)間的百分比，并且報(bào)告該百分比作為QoE數(shù)據(jù)。

圖4為示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用動(dòng)態(tài)估計(jì)的有效流速來(lái)確定視頻流速以及傳輸功率控制的方法400的流程圖。方法400示出了與動(dòng)態(tài)估計(jì)的有效流速的方法一起使用的傳輸功率控制方法的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，第一傳輸窗口的第一測(cè)量流速或標(biāo)稱平均流速用于估計(jì)第二、隨后傳輸窗口的第二有效流速。在框402中，為第二傳輸窗口確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)314處的每個(gè)流的有效流速。當(dāng)在第一傳輸窗口中發(fā)射數(shù)據(jù)之后，通過(guò)基于前一窗口中測(cè)量的或標(biāo)稱平均流速動(dòng)態(tài)地估計(jì)有效流速、從而確定下一傳輸窗口的有效流速。動(dòng)態(tài)估計(jì)的有效流速是該方法所確定的、應(yīng)分配給視頻流以在UE316處達(dá)到所需QoE的速率。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)利用來(lái)自第一傳輸窗口的測(cè)量流速來(lái)計(jì)算第二或下一傳輸窗口的第二有效流速，從而估計(jì)第二傳輸窗口的有效流速。在其他的實(shí)施例中，利用通過(guò)節(jié)點(diǎn)組、網(wǎng)絡(luò)等中的節(jié)點(diǎn)的流的標(biāo)稱平均速率來(lái)估計(jì)有效流速。在這種實(shí)施例中，第一流速可以是該流的平均流速。可以通過(guò)以下方式估計(jì)第二有效流速：響應(yīng)于來(lái)自UE的QoE反饋調(diào)節(jié)第一流速，或通過(guò)調(diào)節(jié)流速以提供修改的發(fā)射功率、附加通信或添加到或從設(shè)備中去除的流，或基于影響信道或傳輸質(zhì)量的其他因素。流速的調(diào)節(jié)可以包括調(diào)節(jié)為流分配的帶寬、流的發(fā)射功率、為流分配的資源、或以上一個(gè)或多個(gè)的組合，或其他調(diào)節(jié)技術(shù)。

在框404中，確定每個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的發(fā)射功率。來(lái)自框402的估計(jì)的流速用來(lái)確定每個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的功率電平，該功率電平在相應(yīng)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314處為最大數(shù)量的流提供所需的吞吐量。在下面詳細(xì)了發(fā)射功率的確定以及流速的動(dòng)態(tài)估計(jì)。雖然將流速的估計(jì)或確定以及發(fā)射功率的確定顯示為分開的框或步驟，但應(yīng)該理解的是，流速和發(fā)射功率可以同時(shí)地或聯(lián)合地確定或優(yōu)化，例如使用拉格朗日乘數(shù)法或另一技術(shù)。

在框410中，在下一或第二傳輸窗口中以確定的發(fā)射功率將流傳輸?shù)较鄳?yīng)UE316。在一些實(shí)施例中，該方法持續(xù)重復(fù)框402、404和410，其中使用每個(gè)流所確定的流速作為框402中流速確定的基礎(chǔ)。

在一些實(shí)施例中，在框406中，有效流速用來(lái)調(diào)節(jié)流量管理或流量工程?？梢酝ㄟ^(guò)將消息發(fā)送到流量工程模塊308，通過(guò)報(bào)告通過(guò)節(jié)點(diǎn)的估計(jì)的有效流速、請(qǐng)求將一個(gè)或多個(gè)流重新分配到不同的設(shè)備等來(lái)完成這種調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，可以將具有與流和功率分配有關(guān)的信息的消息發(fā)送到流量工程模塊308，該流量工程模塊308可以基于例如無(wú)線電節(jié)點(diǎn)無(wú)法操縱一個(gè)或多個(gè)流所需的帶寬、拒絕新的流等來(lái)將流重新路由。

在框408中，網(wǎng)絡(luò)還可以管理準(zhǔn)入，并且準(zhǔn)入可以基于估計(jì)的有效流速。例如，可以在流量工程優(yōu)化期間確定通過(guò)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的所有流所需的帶寬，并且該總的所需帶寬可以小于無(wú)線節(jié)點(diǎn)314的帶寬容量。在這種情況下，無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314或發(fā)射功率優(yōu)化器304可以接收新視頻流的準(zhǔn)入請(qǐng)求，并且可以向流量管理模塊308或另一組件(諸如MMR或S-GW)發(fā)送可接受附加流的信號(hào)?？商鎿Q地，可以通過(guò)流量工程模塊308和/或發(fā)射功率優(yōu)化器304跟蹤額外的帶寬，該發(fā)射功率優(yōu)化器304可以在通過(guò)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的連接的轉(zhuǎn)移或起始階段，發(fā)送接受新的流的信號(hào)。

圖5為示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)估計(jì)流速的方法500的流程圖。在框502中，在當(dāng)前的傳輸窗口中發(fā)射每個(gè)流的視頻。發(fā)射可以根據(jù)先前估計(jì)的有效流速來(lái)執(zhí)行，或者例如在具體視頻流的首次傳輸中可以使用初始有效流速來(lái)執(zhí)行，其中在具體視頻流的首次傳輸時(shí)不存在關(guān)于在先傳輸窗口的QoE。

在框504中，跟蹤、測(cè)量或以其他方式確定當(dāng)前傳輸窗口的流速。在一些實(shí)施例中，在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)，計(jì)算或測(cè)量在第一傳輸窗口中從UE 316發(fā)射的數(shù)據(jù)，而在其他的實(shí)施例中，通過(guò)直接測(cè)量傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或通過(guò)其他過(guò)程，在框502的發(fā)射視頻之前根據(jù)當(dāng)前傳輸窗口的數(shù)據(jù)速率和時(shí)間周期來(lái)確定發(fā)射的數(shù)據(jù)數(shù)量。在又一實(shí)施例中，標(biāo)稱平均流速用來(lái)確定有效流速。在這種實(shí)施例中，視頻流的平均速率可以通過(guò)例如網(wǎng)絡(luò)控制器302、發(fā)射功率優(yōu)化器304或無(wú)線電調(diào)度提取器306來(lái)跟蹤，并且當(dāng)用戶準(zhǔn)入到網(wǎng)絡(luò)時(shí)可以通過(guò)應(yīng)用、服務(wù)等來(lái)更新。

在動(dòng)態(tài)有效速率估計(jì)時(shí)，流經(jīng)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的多路復(fù)用視頻流的有效速率R_e(t)是時(shí)變的變量，并且是各流的動(dòng)態(tài)有效速率R_e，i(t)的求和：

$R_e\left(t\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{R}_{e,i}\left(t\right)---\left(2\right)$

和

R_e，i(t)＝α_i(t)r_i(t) (3)

其中r_i(t)是前一窗口中測(cè)量的流i的速率，α(t)是根據(jù)QoE/QoS反饋調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)測(cè)量的(D2M)速率比。調(diào)節(jié)速率比以使有效速率變化，所以單個(gè)流的動(dòng)態(tài)有效速率R_e，i是時(shí)變函數(shù)，其依賴于其前一值和QoE/QoS反饋信息。

可以擴(kuò)展到具有不同的頻譜效率S_i的用戶的有效帶寬(BW_e)：

${\mathrm{BW}}_e\left(t\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N\frac{R_{e,i}\left(t\right)}{S_i}---\left(4\right)$

在等式4中，是在具體的時(shí)間t處具體流i所使用的有效帶寬，其通過(guò)將流的有效速率R_e，i(t)除以頻譜效率S_i來(lái)確定。因此，節(jié)點(diǎn)在一具體時(shí)間的有效帶寬(BW_e(t))是通過(guò)具體節(jié)點(diǎn)的每個(gè)流所使用的帶寬之和。

在框506中接收每個(gè)流的QoE信息。在實(shí)施例中，基于QoE信息完成對(duì)于每個(gè)流的有效速率的調(diào)節(jié)，該QoE信息反應(yīng)了傳輸窗口中在UE 316處視頻播放發(fā)生故障或顯示了錯(cuò)誤解碼的視頻幀所占據(jù)的時(shí)間量。例如，如果每x＝2秒從UE發(fā)送QoE反饋，則QoE反饋信息包括過(guò)去x秒內(nèi)的中斷時(shí)間。將中斷時(shí)間O_t定義為傳輸窗口中由于漏掉視頻幀而導(dǎo)致的視頻播放器停止播放或顯示了錯(cuò)誤解碼的視頻幀所占據(jù)的總時(shí)間(單位為秒)。因此，可以確定具體傳輸窗口的中斷時(shí)間O_t，并且在知道傳輸窗口的長(zhǎng)度的情況下，可以確定處于中斷的傳輸窗口的百分比，或確定中斷占總傳輸窗口的比例。此外，可以累積QoE以確定重放期間的總中斷時(shí)間。

在框508中，調(diào)節(jié)每個(gè)流的速率比。根據(jù)作為QoE的一部分而報(bào)告的上一報(bào)告周期或傳輸窗口內(nèi)的中斷時(shí)間，計(jì)算總中斷比P_t(等于總中斷時(shí)間和總會(huì)話時(shí)間的比)，并且如果必要?jiǎng)t根據(jù)等式(5)和(6)的限制調(diào)節(jié)速率比α_j(t)

如果P_t＜P_閾值并且O_t＜0_閾值，則α_i(t)＝α_i(t-1)-Δ (5)

如果P_t＞P_閾值并且α_i(t)＜α_{i，閾值}α_i，O_t＜0_閾值，則α_i(t)＝α_i(t-1)+Δ (6)

可以預(yù)定義閾值P_閾值、O_閾值和α_{i，閾值}。在一個(gè)示例中，P_閾值＝0.05、o_閾1值＝5秒并且α_{i，閾值}是流i的最大D2M速率比，其被設(shè)為流的測(cè)量的P2M比。符號(hào)Δ代表速率比α_i(t)的步長(zhǎng)或改變，其可以是α_{i，閾值}的5％。在一些實(shí)施例中，步長(zhǎng)Δ是可變的或可以為不同的傳輸窗口而改變，這實(shí)現(xiàn)了較大的速率調(diào)諧靈活性。因此，在這種示例中，對(duì)于100秒的當(dāng)前視頻回放持續(xù)時(shí)間，其中UE316體驗(yàn)了2秒的視頻回放中斷，總的中斷比P_t將小于0.05(中斷P_t＝2秒/當(dāng)前回放持續(xù)時(shí)間100＝0.02)并且O_t還將小于5秒。因此，在視頻已經(jīng)回放了100秒的點(diǎn)處，總的中斷時(shí)間2秒將引起2％的總中斷比，該2％的總中斷比將小于5％的可接受的中斷比。在這種延遲的情況下，由于QoE是可容忍的，因此根據(jù)等式(5)將速率比α_i(t)從前一傳輸窗口的速率比減小。類似地，如果中斷大于6秒，則隨后P_t將大于0.05(中斷P_t＝6秒/當(dāng)前回放持續(xù)時(shí)間100＝0.06)。如果速率比α_i(t)小于速率比閾值α_{i，閾值}(在一些實(shí)施例中，其等于最大D2M速率比)，則由于QoE在可接受值之下，因此隨后根據(jù)等式(6)將速率比α_i(t)從前一窗口的速率比增大，這表明了用戶正體驗(yàn)低于平均水平的視頻回放性能。在一些實(shí)施例中，減小速率比的條件可以是在一個(gè)或多個(gè)最新測(cè)量或傳輸窗口中沒(méi)有發(fā)生中斷。

α_i(t)的初始值可以是任何大于1并且小于實(shí)時(shí)視頻流的統(tǒng)計(jì)P2M比的數(shù)字。具體來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，通過(guò)使用以往體驗(yàn)以提出更好的初始值從而修整初始值。由于不存在應(yīng)用到第一傳輸窗口的前一速率比，因此α_i(t)的初始值可以用來(lái)調(diào)節(jié)用于第一傳輸窗口的流速，并且可以生成第二傳輸窗口的有效流速。

此外，雖然以上示例描述了通過(guò)使用固定步長(zhǎng)Δ從前一傳輸窗口調(diào)節(jié)速率比而估計(jì)速率比α_i(t)時(shí)，但本發(fā)明實(shí)施例不限于這種實(shí)施例。此外，還可以動(dòng)態(tài)完成步長(zhǎng)Δ的適應(yīng)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)用戶進(jìn)入或離開網(wǎng)絡(luò)時(shí)，根據(jù)非線性函數(shù)修改步長(zhǎng)Δ以加速將所有用戶的QoE收斂到它們的期望值。

在其他的實(shí)施例中，修改速率比α_i(t)的技術(shù)還可以包括由下列示例性公式給出的比例(等式(7)所示的P)、比例積分(等式(8)所示的PI)或比例積分微分(等式(9)所示的PID)控制器：

P：α_i(t)＝K_P*f(P_t-Ｐ_{目標(biāo)}) (7)

其中f、g和h是簡(jiǎn)單函數(shù)，并且K_p、K_I和K_D是增益系數(shù)常數(shù)。應(yīng)該理解的是這些控制器技術(shù)意味著說(shuō)明性的示例，而不是限制性的。此外，為了獲得更快的響應(yīng)時(shí)間，P_t還可以以可能出現(xiàn)負(fù)值的方式來(lái)定義，例如可伸縮編碼(SVC)等未使用的數(shù)據(jù)量。

上述規(guī)則通常確保了只要可以滿足長(zhǎng)期的QoE性能并且在最后報(bào)告周期中出現(xiàn)的中斷是可接受的則可以將流的有效速率減少。相反地，如果用戶體驗(yàn)了不好的QoE，則可以增大個(gè)人的動(dòng)態(tài)有效速率。

在框510中，動(dòng)態(tài)地確定下一或隨后傳輸窗口中每個(gè)流的估計(jì)的有效流速R_e，i(t)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)諸如在框504中確定的前一測(cè)量流速或平均速率，如果必要的話通過(guò)在框508中調(diào)節(jié)的速率比α_i(t)來(lái)估計(jì)有效流速R_e，i(t)。在一些實(shí)施例中，如等式(3)中所示的根據(jù)前一測(cè)量速率乘以速率比α_i(t)來(lái)確定有效流速R_e，i(t)。之后，以在框510中確定的估計(jì)的有效流速R_e，i(t)在框502中發(fā)射每個(gè)視頻流的視頻數(shù)據(jù)，重復(fù)該方法直至視頻流終止。

速率比的調(diào)節(jié)給出了每個(gè)流的目標(biāo)有效流速R_e，i(t)。在一些實(shí)施例中，可以由無(wú)線電節(jié)點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)流的分配帶寬而提供每個(gè)流的有效流速R_e，i(t)。例如，通過(guò)調(diào)節(jié)傳輸帶寬、修改傳輸參數(shù)(諸如，編碼方案、調(diào)制等)來(lái)調(diào)節(jié)為每個(gè)流分配的帶寬和/或資源。在其他的實(shí)施例中，可通過(guò)調(diào)節(jié)頻譜效率為每個(gè)流提供有效流速R_e，i(t)，其中所述頻譜效率可以經(jīng)由修改流的信道發(fā)射功率、編碼方案或壓縮方案、頻率復(fù)用或其他傳輸參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于控制節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)墓β实姆椒?00的流程圖。在多個(gè)用戶接入相同的無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的情況下，每個(gè)用戶的流速會(huì)影響其他用戶的QoE。此外，諸如新用戶到達(dá)/離開的流量事件會(huì)影響流的數(shù)量以及各用戶的QoE。在一些實(shí)施例中，可以捕捉一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)對(duì)于其他用戶的影響并且該影響可以用來(lái)調(diào)節(jié)其他用戶的傳輸。因此，同樣地還可以使用不同的K值為其他的用戶更新速率比α_i(t)?？梢苑珠_維護(hù)這些更新，從而當(dāng)用戶離開時(shí)，例如停止視頻流或離開具體節(jié)點(diǎn)，其對(duì)于總α_i(t)的增大也同時(shí)消失。例如，可以根據(jù)等式10來(lái)確定通過(guò)節(jié)點(diǎn)的所有流的總速率比α_i(t)。

α_i(t)＝α_i，自身(t)+s_i∑_j≠iα_j(t) (10)

其中，調(diào)諧s_i值以反映資源的相互使用。最簡(jiǎn)單的解決方案使得所有的s_i值相同。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)使用的解決方案為擁有相似信道參數(shù)或路徑損耗的用戶具有較大s_i。這是因?yàn)閾碛邢嗨菩诺绤?shù)的用戶之間能夠更好地交替使用資源。

關(guān)于功率控制方法600，可以協(xié)調(diào)多個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的發(fā)射功率，從而提高總網(wǎng)絡(luò)性能。功率控制問(wèn)題適用于包括實(shí)時(shí)視頻流量的各種類型流量。例如，一些實(shí)施例可以包括用于快速(瞬時(shí))功率控制的方法，其考慮了視頻數(shù)據(jù)包的尺寸。然而，雖然這種方式最小化了每個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的發(fā)射功率，但已經(jīng)確定的是發(fā)射功率的波動(dòng)實(shí)際上使得對(duì)相鄰小區(qū)中的UE316的干擾顯著地變化。這將會(huì)造成信道狀態(tài)信息(CSI)反饋的準(zhǔn)確度降低。因此，快速功率適配的實(shí)際益處可能變得無(wú)足輕重。

而且已經(jīng)確定，相比于快速功率控制、最大努力流量或其他功率控制技術(shù)，使用動(dòng)態(tài)有效速率進(jìn)行功率控制可以具有更多的優(yōu)勢(shì)。在利用估計(jì)的有效流速進(jìn)行功率控制的一些實(shí)施例中，緩慢地改變發(fā)射功率，從而獲得了相比于快速功率控制有所提高的CSI反饋準(zhǔn)確度。此外，快速功率控制需要頻率優(yōu)化，這相比于估計(jì)有效流速，在計(jì)算上的開銷可能更大。而且，除了實(shí)時(shí)視頻流量以外，用戶還可以具有其他流量，諸如網(wǎng)頁(yè)瀏覽請(qǐng)求、語(yǔ)音電話等。使用視頻流的有效流速為那些相比于最大努力流量而言對(duì)QoE需求不是很嚴(yán)格的其他流，提供了可用的傳輸空間或資源。

在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)發(fā)射功率優(yōu)化器304實(shí)施功率控制方法600。功率控制方法600從可能的發(fā)射功率的集合中搜索無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的最優(yōu)功率電平。對(duì)于每個(gè)功率電平和每個(gè)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314，如果一個(gè)功率電平給出了所有無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的最大總吞吐量，則選擇該功率電平。功率控制方法600包括遍歷每個(gè)節(jié)點(diǎn)314，并且對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)314，遍歷每個(gè)發(fā)射功率電平，以確定當(dāng)節(jié)點(diǎn)314處于每個(gè)功率電平時(shí)由所有節(jié)點(diǎn)提供的吞吐量。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率電平是提供對(duì)于所有無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的最大吞吐量的功率電平。在一些實(shí)施例中，考慮每個(gè)節(jié)點(diǎn)314的功率電平的影響，從而參考彼此計(jì)算各無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的功率電平。

在實(shí)施例中，在框602中，選擇節(jié)點(diǎn)n_i，其中n_i＝1到N。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)n_i執(zhí)行框604到框618以確定節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率。在框604中，使用p_i＝1到K選擇節(jié)點(diǎn)n_i的功率電平p_i。在每個(gè)功率電平p_i，對(duì)各節(jié)點(diǎn)n_i重復(fù)框606到617，以確定當(dāng)將每個(gè)功率電平分配給節(jié)點(diǎn)n_i時(shí)的系統(tǒng)的吞吐量。在框605中，對(duì)于處于每個(gè)功率電平p_i的每個(gè)節(jié)點(diǎn)n_i，計(jì)算處于所選功率時(shí)所有節(jié)點(diǎn)的吞吐量。框605可以包括，在框606中選擇處于指定功率電平的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且隨后在框609中計(jì)算處于指定功率電平的每個(gè)單獨(dú)節(jié)點(diǎn)的吞吐量。在一些實(shí)施例中，所選功率包括所選節(jié)點(diǎn)n_i的功率電平p_i。此外，對(duì)于已經(jīng)在604到618的前一循環(huán)中確定了最佳發(fā)射功率的節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，當(dāng)測(cè)試節(jié)點(diǎn)n_i的所有功率電平時(shí)，所確定的發(fā)射功率用來(lái)計(jì)算所有該節(jié)點(diǎn)的總和吞吐量。相似地，在一些實(shí)施例中，對(duì)于除了n_i之外的還沒(méi)有確定發(fā)射功率的節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，可將指定的功率設(shè)為節(jié)點(diǎn)的最大功率。

因此，例如在具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)且在三個(gè)功率電平下的系統(tǒng)中，在框602中選擇第一節(jié)點(diǎn)，并且在框604中選擇第一節(jié)點(diǎn)的第一功率電平。在框606中，為第一節(jié)點(diǎn)分配第一功率電平，并且為第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)分配最大功率電平，在一些實(shí)施例中，該最大功率電平可以是最高的功率電平或第三功率電平，或可以是另一最大功率電平。在框609中，隨后計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的吞吐量，并且對(duì)于為第一節(jié)點(diǎn)分配的兩個(gè)剩余的功率電平重復(fù)該過(guò)程。在確定了為第一節(jié)點(diǎn)分配的每一功率電平的總和吞吐量之后，將提供最大總和吞吐量的功率電平確定為第一節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率電平。對(duì)于每一節(jié)點(diǎn)重復(fù)該過(guò)程，其中為在前節(jié)點(diǎn)使用確定的發(fā)射功率。因此，對(duì)于第二結(jié)點(diǎn)，在框606中為第一節(jié)點(diǎn)指定的功率是第一節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)功率電平，同時(shí)將第三節(jié)點(diǎn)假設(shè)為以最大功率運(yùn)行。相似地，通過(guò)計(jì)算第三節(jié)點(diǎn)處于每個(gè)功率電平時(shí)所有節(jié)點(diǎn)的吞吐量，來(lái)確定第三節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，其中假設(shè)第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)以先前確定的發(fā)射功率電平進(jìn)行發(fā)射。

在框609中，由執(zhí)行框607到615的無(wú)線電調(diào)度提取器306計(jì)算處于指定功率電平的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的合計(jì)吞吐量。

對(duì)于計(jì)算所有流F的集合的合計(jì)吞吐量來(lái)說(shuō)，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)n_i的每個(gè)功率電平p_i，對(duì)于計(jì)算變量進(jìn)行初始化，包括將所提供吞吐量C的總和設(shè)置為＝0，并將可用帶寬B設(shè)置為無(wú)線電節(jié)點(diǎn)n_i的總可用帶寬。

為了計(jì)算在給定發(fā)射功率下的每個(gè)流的合計(jì)吞吐量，計(jì)算所有用戶的頻譜效率(SE)(單位為比特/秒/赫茲)，其中SE用來(lái)確定每個(gè)流的所需帶寬。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)使用將信號(hào)干擾噪聲比(signal-interference-plus-noise ratio，SINR)與SE相關(guān)聯(lián)的映射函數(shù)確定SE。因此，在框607中，計(jì)算無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前發(fā)射功率下每個(gè)流的提取SES_i(i＝1到M)。

在框608中，按照每個(gè)流的SE的降序?yàn)榱鱂的集合排序。在框610中，無(wú)線電調(diào)度提取器306從排序后的集合F中選擇流，該無(wú)線電調(diào)度提取器306例如首先選擇具有最高SE的用戶或流。在框612中，計(jì)算滿足所選流的動(dòng)態(tài)有效速率所需的帶寬，例如根據(jù)等式(11)：

b_i＝R_e，i/S_i (11)

在等式(11)中，b是流i的所需帶寬，并且R_e，i是單獨(dú)流i的動(dòng)態(tài)有效速率，即在一些實(shí)施例中，使用如上所述的動(dòng)態(tài)流速估計(jì)方法500所計(jì)算的動(dòng)態(tài)有效速率。因此，根據(jù)估計(jì)的動(dòng)態(tài)流速R_e，i確定具體流的所需帶寬b_i，其中動(dòng)態(tài)流速R_e，i是基于速率比α_i(t)確定的，反過(guò)來(lái)，根據(jù)接收流i的UE316的QoE來(lái)調(diào)節(jié)速率比α_i(t)。

如果所需帶寬b_i小于可用帶寬B，則隨后在框614中通過(guò)如等式(12)所示的將所需帶寬從可用帶寬中減去而更新剩余的帶寬Ｂ。

B＝B-b_i (12)

在框615中，使用為流i分配的帶寬更新所提供的吞吐量C。在所需帶寬b_i小于可用帶寬B的情況下，根據(jù)等式(13)通過(guò)將所提供的吞吐量與流的動(dòng)態(tài)有效流速R_e，i相加而更新所提供的吞吐量C。

C＝C+R_e，i (13)

在所需帶寬b_i大于可用帶寬B的情況下，根據(jù)等式(14)通過(guò)將所提供的吞吐量與剩余可用帶寬B的有效速率相加而更新所提供的吞吐量C。

C＝C+B×S_i (14)

通過(guò)重復(fù)框610到615確定每個(gè)流的所需帶寬b_i，直到計(jì)算了所有流的所需帶寬b_i為止，或直到剩余的帶寬B為零為止。

在框616中，確定節(jié)點(diǎn)n_i處于功率電平p_i時(shí)所有節(jié)點(diǎn)n_i的總和吞吐量。在實(shí)施例中，確定每個(gè)功率電平的總和吞吐量被確定，并且其包括處于具體功率電平的所有節(jié)點(diǎn)的吞吐量之和。隨后，如等式(15)所示，使用具體節(jié)點(diǎn)的吞吐量修改節(jié)點(diǎn)n_i處于功率電平p_i時(shí)的總和吞吐量S_總和。

S_總和＝S_總和+C (15)

一旦確定了當(dāng)將節(jié)點(diǎn)n_i設(shè)為功率電平p_i時(shí)網(wǎng)絡(luò)的總和吞吐量，就在框617中選擇節(jié)點(diǎn)n_i的下一功率電平，并確定節(jié)點(diǎn)n_i在新指定的功率電平下運(yùn)行時(shí)網(wǎng)絡(luò)的總和吞吐量。因此，對(duì)于節(jié)點(diǎn)n_i，在節(jié)點(diǎn)n_i的不同功率電平下確定網(wǎng)絡(luò)的總性能，這產(chǎn)生了與節(jié)點(diǎn)n_i的每個(gè)功率電平相關(guān)聯(lián)的總和吞吐量。

在計(jì)算了處于每個(gè)功率電平的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的合計(jì)吞吐量之后，在框618中確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)314的發(fā)射功率。在一些實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)314的發(fā)射功率是提供了對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)314來(lái)說(shuō)最大吞吐量的功率電平。這通過(guò)為具體節(jié)點(diǎn)識(shí)別功率電平來(lái)確定，該功率電平提供了最大的網(wǎng)絡(luò)(或所有節(jié)點(diǎn)314)總和吞吐量。因此，具體節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率可以是產(chǎn)生了框616中確定的最大總和吞吐量的具體無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的發(fā)射功率。在其他實(shí)施例中，例如，在一個(gè)或多個(gè)功率電平提供了超過(guò)無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的容量的吞吐量的情況下，發(fā)射功率電平可以是為預(yù)定義百分比的流提供了所需吞吐量的電平，或可以是為最大數(shù)量流提供所需吞吐量的電平。在一實(shí)施例中，所有的無(wú)線電節(jié)點(diǎn)314的所確定的發(fā)射功率是相同的，而在其他實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)314的所確定的發(fā)射功率是不同的。此外，可以基于例如造成節(jié)點(diǎn)314之間的干擾的相鄰節(jié)點(diǎn)314的功率電平、基于流量調(diào)節(jié)、基于節(jié)點(diǎn)314處對(duì)于流的流速的修改或其他因素，調(diào)節(jié)所確定的發(fā)射功率。在框620中，通過(guò)在所確定的發(fā)射功率下發(fā)射流而修改節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率設(shè)置。

圖7示出了具有仿真結(jié)果的圖表700，該仿真結(jié)果顯示了根據(jù)一些實(shí)施例的具有固定的和動(dòng)態(tài)的有效速率估計(jì)的功率控制方法的有效性。主要仿真參數(shù)代表了具有五十七個(gè)隨機(jī)部署的無(wú)線節(jié)點(diǎn)和五十七個(gè)隨機(jī)掉線的用戶的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。性能的度量標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)時(shí)視頻播放器停止播放所占據(jù)的時(shí)間的百分比。如果冷凍時(shí)間小于5％，則QoE為1，否則其為0。每個(gè)實(shí)時(shí)視頻會(huì)話持續(xù)三分鐘，其中休止時(shí)間使用三分鐘的平均值指數(shù)地分布?？偡抡鏁r(shí)間為十分鐘，且在圖中為每個(gè)點(diǎn)使用五個(gè)仿真運(yùn)行。

結(jié)果顯示了，如果不使用有效速率(固定在α＝1)，則功率控制算法完全失敗。與不使用功率控制的情況相比甚至存在性能損失。如果錯(cuò)誤地估計(jì)了有效速率(固定在α＝3)，則可以獲得實(shí)質(zhì)的增益。但是，使用有效速率估計(jì)實(shí)現(xiàn)了最好的增益。在99％的QoE下，實(shí)施例方法給出了大約250％的增益。此外，動(dòng)態(tài)有效速率方法可以指導(dǎo)功率控制算法跟蹤用戶的QoE。因此能夠提供對(duì)于大規(guī)模數(shù)據(jù)速率的可靠的100％的滿意度。

雖然本文從功率優(yōu)化方面描述了方法和系統(tǒng)實(shí)施例時(shí)，但其也可能應(yīng)用于其他方面，包括準(zhǔn)入控制、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和流量工程。準(zhǔn)入控制可以使用動(dòng)態(tài)有效速率的平均值以作出接收/拒絕新的流的決定。流量工程可以使用動(dòng)態(tài)有效速率而不是平均速率。擁塞檢測(cè)可以使用動(dòng)態(tài)有效速率以確定無(wú)線電節(jié)點(diǎn)是否可以支持多個(gè)實(shí)時(shí)視頻流。此外，可以在5G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施實(shí)施例用于功率控制、準(zhǔn)入控制、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、無(wú)線電協(xié)調(diào)等。

例如，可以使用視頻流的動(dòng)態(tài)有效速率為視頻流量區(qū)分優(yōu)先次序從而完成流量工程。在這種示例中，可以為例如通過(guò)路由器或鏈路的每個(gè)視頻流計(jì)算動(dòng)態(tài)估計(jì)的有效速率?；谝曨l流的有效速率執(zhí)行視頻流的流量工程，并且使用視頻流的有效速率來(lái)確定鏈路的剩余容量。在一些實(shí)施例中，可以在恒定比特率(CBR)的流上執(zhí)行流量工程，并且隨后可以使用視頻和CBR流的平均速率計(jì)算剩余的鏈路容量。在不存在CBR流的實(shí)例中，可以根據(jù)視頻流的平均速率來(lái)計(jì)算剩余的鏈路容量。隨后可以使用剩余容量執(zhí)行延遲容忍的流的流量工程，諸如網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求。

圖8為可以用來(lái)實(shí)施本文所公開的器件和方法實(shí)施例的處理系統(tǒng)800的框圖。特定器件可以使用所示的所有組件或僅使用組件的子集，并且集成度可以根據(jù)器件到器件變化。而且，器件可以包括組件的多個(gè)實(shí)例，諸如多個(gè)處理單元802、處理器或中央處理器(CPU)806、存儲(chǔ)器814、發(fā)射器、接收器等。處理單元800可以包括裝備有一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出器件的處理單元802，輸入/輸出器件例如為揚(yáng)聲器、擴(kuò)音器、鼠標(biāo)822、觸摸屏、小型鍵盤、鍵盤822、打印機(jī)822、顯示器820等。處理單元802可以包括CPU806、存儲(chǔ)器814，大容量存儲(chǔ)器808、視頻適配器816和連接到總線804的I/0接口818。

總線804可以是一個(gè)或多個(gè)任何類型的數(shù)個(gè)總線結(jié)構(gòu)，所述總線結(jié)構(gòu)包括存儲(chǔ)器總線、存儲(chǔ)器控制器、外圍總線、視頻總線等。CPU806可以包括任何類型的電子數(shù)據(jù)處理器。存儲(chǔ)器814可以包括任何類型的非暫態(tài)系統(tǒng)存儲(chǔ)器，諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取記憶體(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、或以上組合等。在實(shí)施例中，存儲(chǔ)器814可以包括供啟動(dòng)時(shí)使用的ROM，和供執(zhí)行程序時(shí)使用的用于程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的DRAM。

大容量存儲(chǔ)器808可以包括任何類型的非暫態(tài)存儲(chǔ)器，該非暫態(tài)存儲(chǔ)器經(jīng)配置以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、程序和其他信息并且使得所述數(shù)據(jù)、程序和其他信息可通過(guò)總線804進(jìn)行訪問(wèn)。大容量存儲(chǔ)器808可以包括例如一個(gè)或多個(gè)固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、陣列或上述的任何組合等。

視頻適配器816和I/O接口818提供了接口以將外部輸入和輸出器件耦合到處理單元802。如所示的，輸入和輸出器件的示例包括耦合到視頻適配器816的顯示器820以及耦合到I/0接口818的鼠標(biāo)/鍵盤/打印機(jī)822?？梢詫⑵渌O(shè)備耦合到處理單元802，并且可以使用附加的或更少的接口卡810。例如，可以使用諸如通用串行總線(USB)(未顯示)的串行接口為打印機(jī)提供接口。

處理單元802還包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口810，該網(wǎng)絡(luò)接口810可以包括有線鏈接，諸如以太網(wǎng)電纜等，和/或無(wú)線鏈接以訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)或不同的網(wǎng)絡(luò)812。網(wǎng)絡(luò)接口810允許處理單元802經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)812與遠(yuǎn)程單元通信。例如，網(wǎng)絡(luò)接口810可以提供經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器/發(fā)射天線和一個(gè)或多個(gè)接收器/接收天線的無(wú)線通信。在實(shí)施例中，將處理單元802耦合到局域網(wǎng)812或廣域網(wǎng)812，用于與遠(yuǎn)程器件，諸如其他處理單元、互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)設(shè)施等的數(shù)據(jù)處理和通信。

在一些實(shí)施例中，用于使用估計(jì)的有效速率實(shí)施功率控制方法的系統(tǒng)300的元件可以是在處理系統(tǒng)800上實(shí)施或遍及多個(gè)處理系統(tǒng)的軟件組件。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)800具有存儲(chǔ)器814，其上存儲(chǔ)的指令用于使處理器806執(zhí)行在上文中參考圖4到圖6的方法400、500、600描述的方法。

雖然已參考說(shuō)明性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但該描述不旨在解釋為限制意義。基于對(duì)本文描述的參考，說(shuō)明性實(shí)施例的各種修改和組合以及本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，所附權(quán)利要求旨在包括任何此類修改或?qū)嵤├?/p>