[发明专利]用于规划媒体数据的传输时间的装置和方法

说明书

相关申请

本申请要求于2009年8月21曰提交的、题为“用于规划媒体数据的传输时间的系统和方法”的第61/235,987号美国临时专利申请的优先权。第61/235,987号美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及用于规划媒体数据的传输时间的装置和方法。

背景技术

在媒体流应用中，数据流包括将要按照规定数据速率(或以可变比特率编码的媒体数据的数据速率分布)输送至接收器的数据段序列，接收器可在开始回放所接收的数据段的同时接收下一数据段。只要数据段可在其规定回放时间之前被输送至接收器，接收器就能支持连续的媒体回放而没有任何中断。

媒体数据的输送通过传输协议来完成。有专门为流媒体设计的传输协议，例如RTSP/RTP。然而，如今越来越多的媒体内容使用标准HTTP协议进行输送，并进而使用TCP将数据从服务器传送至客户端。由于HTTP和TCP起初均不是为媒体流应用设计的，所以这产生了新的问题。

具体地，TCP具有内置式拥塞控制机制，该机制执行两个任务。首先，该机制递增地增加了传输速率以探查从发送器到接收器的路径中的可用带宽。其次，该机制通过监测丢包来探测网络拥塞，以降低受拥塞窗口控制的传输速率从而缓解网络拥塞。在典型的TCP流中，传输速率递增地增加直至超过网络带宽限制，然后导致丢包，并因此触发拥塞控制机制来降低传输速率。

然而，这种拥塞控制机制在下列情况中会产生不必要的丢包：(a)媒体流已知带宽需求；以及(b)网络具有足够带宽来满足媒体流的带宽需求。出于说明的目的，下面假设媒体流以200kbps的数据速率编码而网络具有足够用于媒体流的500kbps可用带宽，媒体流使用服务器例如网络服务器进行输送，网络服务器尝试使用HTTP协议将媒体流数据发送至接收器，然后依次使用TCP进行实际数据输送。

在会话开始阶段，服务器仅以低数据速率进行发送，但传输速率将随着TCP增长其拥塞窗口而渐增地增加。最终，传输速率将超过500kbps的网络带宽限制并导致丢包。TCP未意识到拥塞实际上是自己引发自引发的。这触发了TCP的拥塞控制机制以显著降低传输速率从而克服网络拥塞。在传输速率可能再次上升之前需要一段时间，因此所实现的全部吞吐量基本低于网络带宽(500kbps)，在某些情况下，甚至低于媒体流数据速率(200kbps)。在后一情况下，会导致回放中断。

图1通过对250kbps的媒体流在3G移动网络上使用HTTP的TCP吞吐量随时间的变化进行测绘来示出这个问题。应注意，当TCP继续探查额外的带宽时，传输速率持续增加至约500kbps。图2中的深凹部为自引发的拥塞，在整个流持续时间内自引发的拥塞重复发生。在这个实验中，虽然网络可维持直至为250kbps媒体流的数据速率两倍的500kbps，但所实现的整个平均吞吐量实际上少于250kbps。所以，在整个流持续时间内回放会重复停止，这将导致非常差的服务质量。

发明内容

根据本申请的一方面，公开了用于规划媒体数据的传输时间的装置，所述媒体数据包括多个媒体数据单元。所述装置包括：

第一确定单元，确定传输每个所述媒体数据单元的最迟时间；

第二确定单元，确定传输每个所述媒体数据单元的最早时间和绝对最早时间；以及

规划单元，为每个所述媒体数据单元规划其传输时间，其中，如果为媒体数据单元之一所确定出的最迟时间不少于为其确定出的最早时间，则所述规划单元从所确定出的最早时间以及最初用于向传输装置传送该媒体数据单元的时间中选择较大的时间，作为传输该媒体数据单元的传输时间；否则，所述规划单元在所确定的绝对最早时间点规划所述传输时间。

根据本申请的另一方面，公开了用于规划媒体数据的接收时间的装置，所述媒体数据包括多个媒体数据单元。所述装置包括：

获取单元，为所述媒体数据单元获取最大传输速率；

第一确定单元，根据所述媒体数据单元在过去的时间间隔中的最大传输速率和短期数据吞吐量来确定接收每个媒体数据单元的最早时间；

第二确定单元，根据所确定出的短期数据吞吐量确定接收每个媒体数据单元的最迟时间；以及

规划单元，在所确定出的最早时间与所确定出的最迟时间的范围内优化每个媒体数据单元的接收时间。

根据本申请的另一方面，公开了用于规划媒体数据的接收时间的装置，该装置包括：