用于自適應(yīng)比特率視頻回放的基于調(diào)度器的網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總地涉及通信領(lǐng)域，更具體地涉及用于在自適應(yīng)流傳輸環(huán)境中提供基于調(diào)度器的網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]終端用戶比以往具有更多的媒體和通信選擇。許多突出的技術(shù)趨勢目前正在發(fā)生(例如，更多的計(jì)算設(shè)備、更多的在線視頻服務(wù)、更多的互聯(lián)網(wǎng)視頻通信量)，并且這些趨勢正在改變媒體傳輸格局。單獨(dú)來講，這些趨勢正在擠壓容量的極限，并且正在進(jìn)一步降低視頻性能，這種降低在終端用戶、內(nèi)容提供商、和服務(wù)提供商中間造成失望。在許多情形中，尋求傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)被丟棄、分段、延遲、或者只是對某些終端用戶不可用。
[0003]自適應(yīng)流傳輸是用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來流傳輸多媒體的技術(shù)。雖然過去的大部分視頻流傳輸技術(shù)使用文件下載、漸進(jìn)式下載、或自定義流傳輸協(xié)議，但是現(xiàn)在的大部分自適應(yīng)流傳輸技術(shù)是基于超文本傳輸協(xié)議(HTTP)的。這些技術(shù)被設(shè)計(jì)成在大型分布式HTTP網(wǎng)絡(luò)(例如，互聯(lián)網(wǎng))上高效地工作。
[0004]基于HTTP的自適應(yīng)流傳輸(HAS)通過追蹤端對端的網(wǎng)絡(luò)帶寬、以及HAS播放器的(PU和存儲器帶寬，然后在可用的配置文件(通常在清單文件中提供)中選擇合適的配置文件(例如，帶寬和分辨率)進(jìn)行流傳輸來進(jìn)行操作。通常，HAS利用可以以多個比特率和分辨率(例如，配置文件)來編碼單個源視頻的編碼器，該多個比特率和分辨率可以代表固定比特率編碼(CBR)或可變比特率編碼(VBR)。播放器客戶端可以根據(jù)可用資源在不同編碼之間切換。理論上，這些活動的結(jié)果是針對高帶寬連接和低帶寬連接兩者的很少的緩沖、快速的開始時間、以及良好的視頻質(zhì)量體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0005]為了提供對本公開及其特征和優(yōu)點(diǎn)的更全面理解，結(jié)合附圖參照以下描述，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件，其中:
[0006]圖1是根據(jù)本公開的一個實(shí)施例的用于在自適應(yīng)流傳輸環(huán)境中提供基于調(diào)度器的網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器的通信系統(tǒng)的簡化框圖；
[0007]圖2至圖3是描繪示例自適應(yīng)流傳輸場景的簡化圖解；
[0008]圖4是圖示出與本公開的一個實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的可能的示例細(xì)節(jié)的簡化框圖；并且
[0009]圖5是描繪與網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器相關(guān)聯(lián)的示例行為的簡化圖解；并且
[0010]圖6是圖示出與本公開的一個實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的可能的示例細(xì)節(jié)的簡化框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]綜述
[0012]在一個示例實(shí)施例中提供了一種方法，該方法包括識別與參與媒體會話的自適應(yīng)流傳輸客戶端(例如，基于超文本傳輸協(xié)議(HTTP)的自適應(yīng)流傳輸(HAS)客戶端)相關(guān)聯(lián)的比特率(一般，媒體會話可以包括任何合適的內(nèi)容、媒體、或數(shù)據(jù))。比特率用于維持媒體流的特定視頻質(zhì)量。該方法還包括使用網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器針對自適應(yīng)流傳輸客戶端將比特率鎖定(例如，設(shè)置、指定、維持、分派、固定等)達(dá)特定時間間隔。該方法還包括在媒體會話期間針對自適應(yīng)流傳輸客戶端從網(wǎng)絡(luò)支持比特率。在更具體的實(shí)施例中，該方法可以包括通過下層傳輸控制協(xié)議(TCP)流的儀表來檢測多個擁堵點(diǎn)。除其他可能的儀表之外，一般儀表可以監(jiān)測重復(fù)的確認(rèn)(ACK)封包。例如，監(jiān)測TCP ACK監(jiān)測并且至少部分地基于監(jiān)測減小針對虛擬播放器的承諾服務(wù)速率。
[0013]在另外的其他情況下，該方法可以包括通過估計(jì)當(dāng)前緩沖器深度和先前服務(wù)速率來識別兩個擁堵點(diǎn)之間的特定距離，其中，比特率朝著兩個擁堵點(diǎn)之間的特定距離在容許極限內(nèi)的水平增加。此外，網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器可以包括一組優(yōu)先隊(duì)列，其中至少一個優(yōu)先隊(duì)列將被以與針對自適應(yīng)流傳輸客戶端的實(shí)際播放器的解碼速率相同的比特率被消耗。網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器的播放緩沖器將被以與自適應(yīng)流傳輸客戶端的實(shí)際播放器的指定服務(wù)速率相同的比特率填充。來自處于穩(wěn)態(tài)模式下的自適應(yīng)流傳輸客戶端的播放器的請求比特率可以反映網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器的隊(duì)列耗盡速率。
[0014]媒體流的回放導(dǎo)致虛擬網(wǎng)絡(luò)播放器進(jìn)入緩沖階段，在此階段期間帶寬的步進(jìn)增加被分配高達(dá)可用帶寬的最大值。在緩沖階段被完成之后，虛擬網(wǎng)絡(luò)播放器進(jìn)入開/關(guān)狀態(tài)，并且使用指數(shù)加權(quán)移動平均函數(shù)匹配從特定隊(duì)列所監(jiān)測的服務(wù)比特率。
[0015]在某些情況下，家用的并且包括使用一個或多個配置文件來建立反饋回路，該反饋回路使得網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器在預(yù)緩沖階段之后加速到特定配置文件的初始適配。當(dāng)指定的服務(wù)比特率穿過低水印時，網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器通過高達(dá)高水印的加法增加來承諾初始帶寬，以有助于初始緩沖階段。網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器使用指數(shù)移動平均函數(shù)適配到所需的穩(wěn)態(tài)服務(wù)速率，以吸收至少一個TCP突發(fā)或至少一個瞬變。
[0016]示例實(shí)施例
[0017]轉(zhuǎn)到圖1A，圖1A是根據(jù)本公開的一個實(shí)施例的通信系統(tǒng)10的簡化框圖，通信系統(tǒng)10被配置成為多個HAS客戶端提供使用網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器的速率適配協(xié)議。通信系統(tǒng)10可以包括多個服務(wù)器12a-b、媒體存儲設(shè)備14、網(wǎng)絡(luò)16、轉(zhuǎn)碼器17、多個基于超文本傳輸協(xié)議(HTTP)的自適應(yīng)流傳輸(HAS)客戶端18a-c、以及中間節(jié)點(diǎn)15。通信系統(tǒng)10還包括家庭路由器25，該家庭路由器進(jìn)一步包括虛擬網(wǎng)絡(luò)播放器35、處理器24、和存儲器元件26。家庭路由器25可以通過瓶頸鏈路19耦接至任意數(shù)量的中間節(jié)點(diǎn)15，其中瓶頸鏈路19會由于任意數(shù)量的通信量模式而變得系統(tǒng)性擁堵。應(yīng)該指出的是，在本說明書中討論的背景下可互換地使用術(shù)語“ABR播放器”和“HAS客戶端”。
[0018]要指出的是，原始視頻源可以是采用單個編碼源并且將其“轉(zhuǎn)碼”成多個速率的轉(zhuǎn)碼器，或者它可以是采用原始非編碼視頻源并且直接產(chǎn)生多個速率的“初級”編碼器。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，轉(zhuǎn)碼器17代表任何類型的多速率編碼器、轉(zhuǎn)碼器等。
[0019]服務(wù)器12a_b被配置成傳輸所請求的內(nèi)容到HAS客戶端18a_c。內(nèi)容可以包括能夠在網(wǎng)絡(luò)中傳播的任何合適的信息和/或數(shù)據(jù)(例如，視頻、音頻、媒體、任何類型的流傳輸信息等)。某些內(nèi)容可以被存儲在媒體存儲設(shè)備14中，該媒體存儲設(shè)備可以位于網(wǎng)絡(luò)中的任何位置。媒體存儲設(shè)備14可以是與服務(wù)器12a-b之一邏輯地連接、并且使用網(wǎng)絡(luò)16等被適當(dāng)?shù)卦L問的任何網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的一部分。一般，通信系統(tǒng)10可以被配置成提供與各種數(shù)據(jù)服務(wù)相關(guān)聯(lián)的下載和流傳輸能力。通信系統(tǒng)10也可以提供管理用于混合媒體發(fā)行的內(nèi)容的能力，其可以將視頻、音頻、游戲、應(yīng)用、頻道、和程序結(jié)合到數(shù)字媒體包中。
[0020]根據(jù)本公開的教導(dǎo)，本文公開的框架通過設(shè)計(jì)像虛擬ABR回放引擎一樣起作用的基于網(wǎng)絡(luò)的速率適配方案來解決優(yōu)先ABR視頻的管理。更具體地，網(wǎng)絡(luò)虛擬播放器35可以提供幾種重要功能，包括:
[0021]1.使用處于穩(wěn)態(tài)的實(shí)際ABR播放器在速率鎖定的控制回路中運(yùn)行。
[0022]2.當(dāng)適配到實(shí)際播放器的服務(wù)速率時，通過釋放未使用的帶寬來最小化帶寬浪費(fèi)。
[0023]3.吸收與優(yōu)先ABR流有關(guān)的TCP突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)瞬變。
[0024]4.解決針對訪問鏈路競爭和LAN側(cè)競爭二者的LAN側(cè)設(shè)備的優(yōu)先化。
[0025]本文闡述的方案的一部分限定了一種方法，其中基于網(wǎng)絡(luò)的適配方案在處理網(wǎng)絡(luò)瞬變的同時驅(qū)使實(shí)際ABR播放器處于恒定的穩(wěn)態(tài)模式中。盡管某些隊(duì)列管理技術(shù)在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)中很流行，但是沒有一個存在于能夠合適地處理訪問鏈路競爭和局域網(wǎng)(LAN)側(cè)競爭二者的家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。要指出的是，本文概述的速率適配技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)最佳的帶寬共享，而不論下層傳輸協(xié)議的行為(例如，TCP、SCTP、MP-TCP等)如何。在某些情況下，下層傳輸協(xié)議的行為會對傳輸協(xié)議可以具有檢測擁堵和后退的提示的機(jī)制有影響。
[0026]在以更明確的術(shù)語詳述這些活動之前，重要的是理解在包括HAS客戶端的網(wǎng)絡(luò)中遇到的一些帶寬挑戰(zhàn)。以下基礎(chǔ)信息可以看成是可以正確解釋本公開的依據(jù)。自適應(yīng)流傳輸視頻系統(tǒng)使用多速率視頻編碼和彈性IP傳輸協(xié)議套件(通常為超文本傳輸協(xié)議/傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(HTTP/TCP/IP)，但是可以包括諸如HTTP/SroY/IP等的其他傳輸協(xié)議)來在各種各樣的網(wǎng)絡(luò)條件下傳輸高質(zhì)量的流傳輸視頻到眾多同時用戶。這些系統(tǒng)通常被用于“網(wǎng)上(over-the-top) ”視頻服務(wù)，這些視頻服務(wù)包括通過網(wǎng)絡(luò)路徑的各種質(zhì)量的服務(wù)。
[0027]這個行業(yè)已經(jīng)看到了“網(wǎng)上”(0ΤΤ)視頻(例如，大部分網(wǎng)上視頻是基于互聯(lián)網(wǎng)的)的深遠(yuǎn)發(fā)展。同時，用于回放目的的ABR系統(tǒng)的部署以指數(shù)方式增長。要指出的是，術(shù)語OTT僅指通過不在內(nèi)容或服務(wù)提供商的管理控制之下的基礎(chǔ)架構(gòu)傳輸內(nèi)容或服務(wù)。
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