控制器及针对前往网络用户设备的视频数据流的控制方法技术

本发明专利技术提出一设备及方法，用于控制通过网络向网络用户设备进行的视频数据流交付。根据本发明专利技术，视频片段保存在数据存储器中，从至少一个网络用户设备收到请求，确定至少一个指定网络用户设备的当前参数，保存在数据存储器中的视频片段根据网络用户设备的已确定的当前参数而改变，及改变的视频片段被发送至网络用户设备以作为对所述请求的回复。本发明专利技术的显著特征在于通过改变保存在数据存储器中的视频片段的比特率，实时转码每一视频片段来改变该等视频片段。此设计解决方案提供对通过网络向网络用户设备进行视频数据流交付的控制，确保高速度、简单性、高效率、最低质量损失，及最高用户满意度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及传递数据；具体而言，涉及控制器及通过网络前往网络用户设备的视频数据流的控制方法。
技术介绍
通过移动网络传输的数据中的重要部分是具有流模式的视频流量。最新型流技术是HTTP动态自适应流媒体。此项技术由例如HTTP直播流(苹果)、平滑流(微软)、HTTP动态流(Adobe)及DASH(HTTP动态自适应流媒体)标准使用。在此技术中，服务器存储数个视频文件副本，每一视频文件编码有不同的参数，例如不同分辨率及比特率。比特率越高，需用于传输视频的无线电信道越快，且单帧质量将越高。副本分为时间同步的独立片段。此举允许向前倒片，而无需加载全部片段，及必要时允许在不同比特率之间切换。从用戶端角度来看，视频质量感知优良不仅在于其比特率高，亦在于播放时没有延迟(亦称为失速)。该等延迟在用戶端的输入缓冲器变空时出现，亦即用戶端正在观看视频片段，而观看速度比视频片段通过无线电信道到达的速度更快。在使用移动网络时，这种情况的原因之一是用戶端所连接到的基站具有有限的时间及频率资源。接着，此资源在被大量连接到同一基站的用戶端阻塞时可能耗尽。由于阻塞，对于大多数用戶端而言，无线电信道中的传输率变得比服务器上可用的比特率更低，从而导致播放延迟。根据现有技术，已知通过网络控制视频数据流的方法。例如，欧洲专利1872536，即与本申请专利技术最接近的类似专利技术中描述一方法，该方法用以在服务器在不同的流版本之间切换时控制从服务器到用戶端的数据包传输，具体取决于用戶端缓冲器的状态。用多种比特率对同样的多媒体内容，例如特定视频排序进行预先编码，并存储在服务器上。然而，此方法需要为每一数据流存储大量版本。而且，即使具有大量版本，也不能保证在每一特定情况下都将可用最佳版本。因此，显然，关于对通过网络到达用户设备的视频数据流的控制，需要一项新的技术解决方案，该解决方案将提供高速度、简便性、高效率、最小质量损失和最高的用户满意度。
技术实现思路
本专利技术的目标是创建控制器与控制视频数据传输的方法，该控制器与方法将有可能改变通过无线电信道从基站到用戶端的视频数据传输量，以便优化传输。所述问题由一专用方法解决，此方法控制到达用户设备的网络数据流。该方法是在数据存储器中存储视频片段，从至少一个网络用户设备接收请求，确定此设备的当前参数，根据该等参数转化存储的视频片段，并将转化的片段发送至用户设备以作为对请求的回应。根据此方法，存储的视频片段是通过对每一片段进行实时转码来改变比特率而实现转化的。本专利技术获得的技术效果是播放视频时的延迟(失速)平均次数更少，且供应商芯片和转接网路的负荷更低。该效果是通过改变视频数据量而提供的，此改变是通过视频数据逐段实时转码为比特率来进行的，该等比特率低于服务器上存储的最高质量副本的比特率。在可能的实施例中的一个实施例中，当已从网络用户设备接收到对该等视频数据的第一请求时，视频片段保存在数据存储器中。在较佳实施例中的一个实施例中，将视频片段保存在数据存储器中的阶段包括缓存该等片段的阶段。在另一实施例中，网络用户设备的当前参数包括下列参数中至少一个参数:设备信道的当前容量、用户缓冲器的状态，及费率。在另一较佳实施例中，存储的视频片段在硬件级别转码。在另一实施例中，存储的视频片段随着分辨率变更而转码。在另一较佳实施例中，在填充数据存储器时，根据来自网络用户设备的对已保存视频数据的请求而选择保存在数据存储器中的视频片段。在另一实施例中，选择是基于来自网络用户设备的对特定视频数据的请求频率而定。具有最高请求频率的视频具有优先权。在另一实施例中，选择是基于移除视频而定，该等视频的最后收到的请求是最早的请求。在又一个实施例中，视频片段额外包含音频或/及文本数据。本文亦通过提出一控制器而解决所述问题，该控制器负责视频数据流向用户设备的网络传输。控制器包含至少一个适用于存储视频片段的数据存储器，及至少一个控制块。控制器的控制块能够接收来自至少一个网络用户设备的请求，及确定至少一个网络用户设备的当前参数。数据存储器中存储的视频片段可通过变更视频片段比特率而改变，变更比特率是通过根据由至少一个控制器确定的用户设备当前参数而实时转码每一片段来进行的。此外，控制器包含网络接口，该网络接口可向至少一个网络用户设备发送已改变的视频片段。在另一实施例中，至少一个控制块含有至少一个排程器。在另一实施例中，排程器提供可能性以选择一比特率，该比特率用于根据网络用户设备的确定当前参数而向指定的用户设备发送视频片段，以作为对来自至少一个用户设备的请求的回应。在另一实施例中，视频流控制器位于网络中，该网络包含至少一个用户设备、至少一个基站、至少一个网关及至少一个内容服务器。在另一实施例中，控制器经过设计以使得没有用户设备、没有基站、没有网关及没有内容服务器接收任何有关此控制器在网络中的存在的信息。所述问题亦通过一设备解决，该设备包含能够接收来自至少一个网络用户设备的请求的代理块、用于存储视频片段的缓存块，及可确定至少一个网络用户设备的当前参数的排程器。此外，该设备包含转码块，该转码块可根据用户设备的当前参数，通过改变视频片段比特率及/或分辨率、利用对每一片段进行实时转码来改变存储在缓存块中的视频片段，及该设备包含网络接口，该网络接口可向至少一个网络用户设备发送改变的视频片段。在又一个实施例中，代理块可在网络级操作。本专利技术的该等及其他方面将不对优选实施例、附图及专利技术摘要进行清楚的后续说明。本专利技术的一或数个实施方式示例的细节在其他附图及在后续说明书中显示。本专利技术的其他显著特征、问题及优势将通过说明书、附图及权利要求书将显而易见。附图说明图1示出了根据本专利技术的网络逻辑结构及控制器在网络中的定位。图2示出了根据本专利技术的设备功能块之间的相互作用。图3示出了根据本专利技术运行的代理块的原理。图4示出了根据本专利技术运行的缓存块的原理。图5示出了根据本专利技术运行的排程器的原理。图6举例说明了根据本专利技术实施针对前往网络用户设备的网络视频数据流的控制器。图7举例说明设备运行所利用的封装。具体实施方式图1示出了由两个部分组成的网络逻辑结构。第一部分是负责无线电接入的转接网路1(E-UTRAN)。该部分由基站4(eNodeB)及用户设备3(user equipment；UE)组成。第二部分是核心网络2(演进分组核心(Evolved Packet Core；EPC))，该核心网络2负责提供所需的服务质量(quality of service；QoS)、移动性控制、验证、计费，等等。该等网络的逻辑节点使用标准化通信协议。根据本专利技术的控制器5置于第一部分与第二部分之间。控制器5处理所谓的接口S1。代理服务器的常规集中放置及在核心网络中放置缓存仅降低互联网网关的负荷而不能卸载转接网络。本文提出的解决方案使用代理伺服器在转接网路内侧的分布放置，从而有可能降低转接网路信道的负荷。根据本专利技术的控制器位于转接网路边缘，从而减小转接信道的负荷。因为使用代理块，因此此种放置是可能的。而且，在网络逻辑阶层中的此放置允许运营商在实体网络的多个级别定位控制器5；从基站4到点，该点聚集来自数十个基站4的流量。除此之外，控制器5的硬件和软件平台可扩展处理模块与数据存储系统的数目，从而使运营商有可能在其网络中就效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制通过网络向网络用户设备传输视频数据流的方法，根据该方法：视频片段保存在数据存储器中，‑从至少一个网络用户设备接收对视频数据的请求，该等请求被置于该封包网络中以进行IP封包传输，该封包网络由该转接网络及该核心网络组成，及包括至少一个用户设备、至少一个基站、至少一个网关及至少一个内容服务器，‑确定至少一个指定网络用户界面的当前参数，‑根据该网络用户设备的该等已确定当前参数改动保存在该数据存储器中的该等视频片段，‑将该等改动的视频片段传输至该网络用户设备，以作为对该指定请求的一回复，其特征在于数据存储器通过改变该等视频片段的比特率、将每一片段实时转码来改动保存在该数据存储器中的该等视频片段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.08 RU 20131499511.一种用于控制通过网络向网络用户设备传输视频数据流的方法，根据该方法：视频片段保存在数据存储器中，-从至少一个网络用户设备接收对视频数据的请求，该等请求被置于该封包网络中以进行IP封包传输，该封包网络由该转接网络及该核心网络组成，及包括至少一个用户设备、至少一个基站、至少一个网关及至少一个内容服务器，-确定至少一个指定网络用户界面的当前参数，-根据该网络用户设备的该等已确定当前参数改动保存在该数据存储器中的该等视频片段，-将该等改动的视频片段传输至该网络用户设备，以作为对该指定请求的一回复，其特征在于数据存储器通过改变该等视频片段的比特率、将每一片段实时转码来改动保存在该数据存储器中的该等视频片段。2.如权利要求1所述的方法，其中一旦收到来自一网络用户设备对该指定数据的该第一请求，就将视频片段保存在该数据存储器中。3.如权利要求1所述的方法，其中在该视频存储器中保存视频片段的该阶段包括缓存该等视频片段的该阶段。4.如权利要求1所述的方法，其中该网络用户设备的该等当前参数包括该设备信道的当前容量、用户缓冲器的状态，及费率中的至少一者。5.如权利要求1所述的方法，其中该等保存的视频片段的所述转码在硬件级别执行。6.如权利要求1所述的方法，其中该等存储的视频片段经转码，变更其分辨率。7.如权利要求1所述的方法，其中，当填充该数据存储器时，根据来自该等网络用户设备的对保存视频数据的该等请求而选择保存在该数据存储器中的该等视频片段。8.如权利要求7所述的方法，其中所述选择基于来自该等网络用户设备的对特定视频数据的请求频率。9.如权利要求7所述的方法，其中所述选择基于移除视频，该等视频的上次接收请求是最早请求。10.如权利要求1所述的方法，其中所述视频片段额外包含音频或/及文本数据。11.一种设备，用于控制视频数据流通过该网络传输到达一网络用户设备，该设备包括：-至少一个数据存储器，该数据存储器能够存储视频片段，-至少一个控制块，该控制块能够接收来自至少一个网络用户设备的请求，能够确定至少一个网络用户设备的该等当前参数，及能够通过根据该网络用户设备的该等已确定当前参数而变更保存在该数据存储器中的该等视频片段的比特率、对每一片段进行实时转码，来改动该等视频片段，及-一个网络界面，该网络界面能够将已改动的视频片段发送至至少一个网络用户设备。12.如权利要求11所述的设备，该设备额外包含一缓存块，该缓存块中有部分位于至少一个所述数据存储器中。13.如权利要求11所述的设备，其中该数据存储器能够在至少一个所述控制块接收到来自一网络用户设备对该指定视频数据的该第一请求之时保存视频片段。14.如权利要求11所述的设备，其中保存在该数据存储器中的该等视频片段是缓存的视频片段。15.如权利要求11所述的设备，其中一网络用户设备的该等当前参数包括某种参数中的至少一者，该种参数如：该设备通道的当前容量、该设备缓冲器的状态，及费率。16.如权利要求11所述的设备，该设备置于一网络中，该网络包括至少一个用户设备、至少一个基站、至少一个网关及至少一个内容服务器。17.如权利要求16所述的设备，该设备能够控制通过该网络进行的该视频数据流交付，以使得没有所述用户设备、没有所述基站、没有所述网关及没有所述内容服务器被通知该网络包含所述控制器。18.如权利要求11所述的设备，其中至少一个所述控制设备包含至少一个排程器。19.如权利要求18所述的设备，其中至少一个所述排程器能够根据至少一个用户设...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊芙吉·冯尼民诺维奇·库普辛，伊芙吉·亚拉莫维奇·克鲁克，米克海尔·博瑞士维奇·谢吉夫，
申请(专利权)人：莫比维塔单一成员有限责任公司，
类型：发明
国别省市：保加利亚;BG