技術領域

本發(fā)明實施例總體涉及通信系統(tǒng)領域，尤其涉及一種管理響應于網絡條件的視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法。

背景技術：

在容量和頻譜受限的多址通信系統(tǒng)中，普遍存在兩個目標：成功地傳遞信息以及使此類傳輸對其它傳遞的干擾最小化。通常這些目標相互沖突，并因此提供了系統(tǒng)優(yōu)化的機會。

在蜂窩網絡中，例如建立積極用戶體驗為信息傳送的成功標準。通常，該度量被進一步界定為特定用戶任務或應用的服務質量。相比之下，該活動可通過其對其它網絡用戶的作用來觀察，尤其是通過使用有限系統(tǒng)資源和形成信道干擾來進行。

技術實現(xiàn)要素：

提供了通過選擇性丟棄包來對容量和頻譜受限的多址通信系統(tǒng)的系統(tǒng)性能進行優(yōu)化的系統(tǒng)和方法。本文提供的系統(tǒng)和方法可使用控制響應來引起通信系統(tǒng)的變化。一種此類控制響應包括在容量受限條件下對網絡包的最優(yōu)丟棄(在本文中也稱為“智能丟棄”)。

在一方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于在通信網絡中管理包丟棄的通信設備。該通信設備包括：視頻質量測量模塊，其被配置成接收包含視頻流的幀的包并確定所述幀對所述視頻流的質量測量的貢獻；優(yōu)先級分配模塊，其被配置成接收所述幀對所述視頻流的所述質量測量的所述貢獻并利用所述幀對所述質量測量的所述貢獻將優(yōu)先級分配至所述包；以及選擇模塊，其被配置成利用分配的優(yōu)先級來選擇所述包中的至少一個進行丟棄并提供未被選擇丟棄的包以在通信網絡中進行傳輸。

在另一方面，視頻質量測量模塊還被配置成計算用于確定所述幀對所述視頻流的所述質量測量的所述貢獻的客觀視頻質量測量值。

在另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于對在通信網絡中于傳輸之前管理包丟棄的通信設備進行操作的方法。該方法包括：接收包以供傳輸，所述包中的至少一些與視頻流相關；確定所述包中每一個的優(yōu)先級，其中與視頻流相關的包的優(yōu)先級包括丟棄與視頻流相關的包對所述視頻流的視頻質量的影響；確定壓縮帶寬是否應當用于傳輸所述包；當確定壓縮帶寬應當用于傳輸所述包時，利用確定的優(yōu)先級選擇所述包中的至少一個進行丟棄；以及將未被選擇丟棄的包傳輸至通信網絡。

在另一方面，確定所述包中每一個的優(yōu)先級包括針對與視頻流相關的包中的每一個計算對客觀視頻質量測量的貢獻。

在另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于對在通信網絡中于傳輸之前管理包丟棄的通信設備進行操作的方法。該方法包括：接收包以供傳輸；為所述包中的每一個分配優(yōu)先級，其中所述包的優(yōu)先級包括丟棄所述包對與所述包相關的服務質量的影響；在傳輸所述包之前將所述包放置在隊列中；確定壓縮帶寬是否應當用于傳輸所述包；當確定壓縮帶寬應當用于傳輸所述包時，利用確定的優(yōu)先級選擇所述包中的至少一個進行丟棄；將未被選擇丟棄的包從所述隊列傳輸至通信網絡。

在另一方面，確定壓縮帶寬是否應當用于傳輸所述包至少部分地基于包在所述隊列中的深度。

在另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種管理響應于網絡條件的視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

確定模塊，其被配置成將優(yōu)先級分配至視頻流的每個幀，所述幀具有幀類型，其中優(yōu)先級是基于所述幀的所述幀類型而被分配的；以及選擇模塊，其被配置成至少部分地基于所述幀的優(yōu)先級以丟棄一或多個所述幀。

在另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種管理響應于網絡條件的視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：確定模塊，其被配置成確定將優(yōu)先級分配至圖像組中的每個幀，其中一或多個所述幀的解碼依賴于其它幀，并且每個所述幀的優(yōu)先級是至少部分地基于依賴于所述幀的幀數(shù)量而被確定的。

在另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于操作計算機的方法，其用于管理響應于網絡條件的視頻傳輸，所述方法包括：接收要傳輸至一或多個設備的圖像組中的多個幀；確定帶寬并不足以傳輸所述圖像組中的每個所述幀；確定所述圖像組中的每個所述幀的優(yōu)先級，其中一或多個所述幀的解碼依賴于其它幀，并且每個所述幀的優(yōu)先級是至少部分地基于依賴于所述幀的幀數(shù)量而被確定的；基于所述幀的優(yōu)先級以丟棄一或多個所述幀；以及傳輸未丟棄的所述幀至一或多個所述設備。

在另一方面，本發(fā)明實施例提供一種用于操作計算機的方法，其用于管理響應于網絡條件的視頻傳輸，所述方法包括：接收要傳輸至一或多個設備的視頻流中的多個幀；定帶寬并不足以傳輸所述視頻流中的每個所述幀；確定所述視頻流中的每個所述幀的優(yōu)先級，所述幀具有幀類型，其中優(yōu)先級是基于所述幀的所述幀類型而被分配的；基于所述幀的優(yōu)先級以丟棄一或多個所述幀；以及傳輸未丟棄的所述幀至一或多個所述設備。

通過以下以舉例的方式對本發(fā)明各個方面闡釋的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點應顯而易見。

附圖說明

本發(fā)明實施例中關于其結構和操作兩者的細節(jié)可通過研究附圖部分地理解，其中類似的附圖標號表示類似的部件，并且其中：

圖1為無線通信網絡的框圖，在該無線通信網絡中可實施本文所公開的根據(jù)一個實施方案的系統(tǒng)和方法；

圖2A為另一個無線通信網絡的框圖，在該無線通信網絡中可實施本文所公開的根據(jù)一個實施方案的系統(tǒng)和方法；

圖2B為接入點或基站的框圖，該接入點或基站可用于實施根據(jù)一個實施方案的圖3-6所示的系統(tǒng)和方法；

圖3為根據(jù)一個實施方案的系統(tǒng)的邏輯框圖，該系統(tǒng)用于緩解無線通信網絡中干擾場景的效應；

圖4為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法可用于使用圖3所示的系統(tǒng)對射頻(RF)網絡和系統(tǒng)環(huán)境產生前饋和反饋調整；

圖5為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于緩解無線通信網絡中干擾場景的效應；

圖6A為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于緩解無線通信網絡中干擾場景的效應；

圖6B為示出根據(jù)一個實施方案的網絡視頻應用中的數(shù)據(jù)流的圖；

圖7A為根據(jù)一個實施方案的系統(tǒng)中的控制響應模塊的邏輯框圖，該系統(tǒng)用于緩解無線通信網絡中干擾場景的效應；

圖7B為根據(jù)一個實施方案的基于客觀視頻質量測量的包優(yōu)先級/負荷確定模塊的圖；

圖7C為示出示例性H.264位流的結構的圖；

圖7D為H.264NAL單元標題的圖；

圖8A為根據(jù)一個實施方案的圖像組中的多個幀的圖；

圖8B為根據(jù)一個實施方案的圖像組中的多個幀的圖；

圖9為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于確定圖像組中幀的優(yōu)先級；

圖10為根據(jù)一個實施方案的圖像組中的多個幀的圖；

圖11A為根據(jù)一個實施方案的圖像組中的多個幀的圖；

圖11B為示出一組示例性圖像的圖，該圖像具有包括一個I幀和三個P幀的四個幀；

圖12為根據(jù)一個實施方案的圖像組中的多個幀的圖；

圖13為根據(jù)一個實施方案的圖像組中的多個幀的圖；

圖14為根據(jù)一個實施方案的圖像組中的多個幀的圖；

圖15為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于確定圖像組中幀的負荷；

圖16為根據(jù)一個實施方案的加權系數(shù)向量的圖；

圖17為根據(jù)一個實施方案的加權系數(shù)向量的圖；

圖18為根據(jù)一個實施方案的幀負荷表和幀優(yōu)先級向量的圖；

圖19為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于確定圖像組中幀的負荷；

圖20為根據(jù)一個實施方案的幀負荷表和幀優(yōu)先級向量的圖；

圖21為根據(jù)一個實施方案的加權系數(shù)表的圖；

圖22為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于確定幀的優(yōu)先級；

圖23A為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于確定幀的優(yōu)先級；

圖23B為示出根據(jù)一個實施方案的SVC NAL單元的結構的圖；

圖23C為根據(jù)一個實施方案的NAL單元標題SVC擴展的結構的圖；

圖23D為示出示例性SVC位流的結構的圖；

圖23E為示出五個視頻幀的示例性SVC位流的結構圖；

圖24為系統(tǒng)的一個實施方案的功能框圖，該系統(tǒng)使用優(yōu)先化來確定要丟棄的數(shù)據(jù)包和要傳輸至終端接收器的數(shù)據(jù)包；

圖25為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于在調度程序對包進行排隊時丟棄包；

圖26為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于在將包放置在調度程序使用的緩沖器中之后丟棄包；

圖27為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法用于確定GOP結構和平均大小；

圖28為N＝12,M＝3GOP的相對幀大小的一個實例的圖示；

圖29為來自圖28中的將所選幀丟棄的N＝12,M＝3GOP的相對幀大小的實例的圖示；

圖30為來自圖28中的進一步地將所選幀丟棄的N＝12,M＝3GOP的相對幀大小的實例的圖示；

圖31為來自圖28中的更進一步地將所選幀丟棄的N＝12,M＝3GOP的相對幀大小的實例的圖示；

圖32為根據(jù)一個實施方案的呼叫接納方法的流程圖；以及

圖33為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，該方法允許在資源減少的情況下使服務柔性降級。

具體實施方式

一些實施方案提供了用于可在基站或其它設備中實施的多變量控制系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。所述控制系統(tǒng)可被配置用于緩解容量和頻譜受限的多址通信網絡中各種干擾場景的效應。在其它實施方案中，所述控制系統(tǒng)可被配置用于對總帶寬需求做出調整或改變。本文提供的系統(tǒng)和方法可使用控制響應來引起通信系統(tǒng)的變化。一種此類控制響應包括在容量受限條件下對網絡包的最優(yōu)丟棄(在本文中也稱為“智能丟棄”)。一些實施方案通過選擇性丟棄包提供了交互響應(interactive response)，以提高感知和實際系統(tǒng)吞吐量；其它實施方案通過基于數(shù)據(jù)包對服務質量的相對影響來選擇性丟棄數(shù)據(jù)包提供了被動響應(reactive response)，以緩解超額預訂(oversubscription)；其它實施方案通過基于預測的超額預訂來丟棄包提供了主動響應(proactive response)；并且其它實施方案提供了其組合。

根據(jù)一個實施方案，提供了一種交互響應技術，其允許對傳輸和無線接入網絡(RAN)/射頻(RF)參數(shù)進行優(yōu)化，以提供對抗來自相鄰小區(qū)(cell)的干擾的穩(wěn)健性，同時緩解對相鄰小區(qū)的干擾。這些優(yōu)化通過確定和考慮一組活動服務的吞吐量級別和相關質量得分來進行。如果通過選擇性丟棄包來控制感知和實際系統(tǒng)吞吐量，則可維持高質量的用戶體驗。

根據(jù)一個實施方案，提供了一種被動響應技術，其允許基于所選數(shù)據(jù)包對服務質量的相對影響來丟棄所選數(shù)據(jù)包，以便緩解由修改傳輸參數(shù)或改變RAN/RF參數(shù)所導致的超額預訂，從而緩解相鄰小區(qū)之間的干擾。響應于不同的可用帶寬而被動丟棄包可增加給定帶寬量下用戶體驗的感知質量，并且可增加給定帶寬量下可維持的服務數(shù)量。

根據(jù)一個實施方案，提供了一種主動響應技術，其可通過預測超額預訂和選擇性丟棄包或標記包以在預期超額預訂之前進行有效丟棄來提高用戶體驗質量和系統(tǒng)吞吐量。響應于預期超額預訂而主動丟棄包可提高給定帶寬量下用戶體驗的感知質量，并且可增加給定帶寬量和給定帶寬變化量下可維持的服務數(shù)量。在一個實施方案中，選擇性主動丟棄包可用于優(yōu)化傳輸和RAN/RF參數(shù)，以在預期會發(fā)生導致需要此類參數(shù)變化的事件時增加對抗來自相鄰小區(qū)的干擾的穩(wěn)健性，并且緩解對相鄰小區(qū)的干擾。在帶寬限制事件發(fā)生之前，主動應用智能丟棄并且考慮使用智能丟棄來主動修改傳輸和RAN/RF參數(shù)，可提供更佳的用戶體驗過渡(相比于通過等待直到此帶寬限制事件發(fā)生之后才應用智能丟棄并修改傳輸和RAN/RF參數(shù)可實現(xiàn)的用戶體驗過渡)。

一些實施方案提供了用于可在基站中實施的多變量控制系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。所述控制系統(tǒng)可被配置成緩解容量和頻譜受限的多址通信網絡中各種干擾場景的效應。在其它實施方案中，所述控制系統(tǒng)可被配置用于對總帶寬需求做出調整或改變。

本文所公開的系統(tǒng)和方法可應用于各種容量受限的通信系統(tǒng)，包括但不限于有線和無線技術。例如，本文所公開的系統(tǒng)和方法可與蜂窩2G、3G、4G(包括長期演進(“LTE”)、增強型LTE(LTE Advanced)、WiMax)、WiFi、超移動寬帶(“UMB”)、線纜調制解調器以及其它有線或無線技術一起使用。雖然本文中用于描述具體實施方案的短語和術語可應用于特定技術或標準，但本文所述的系統(tǒng)和方法不限于這些具體標準。

雖然本文中用于描述具體實施方案的短語和術語可應用于特定技術或標準，但所述方法在所有技術中仍然適用。

根據(jù)一個實施方案，本文所公開的系統(tǒng)和方法(包括包的智能丟棄)可在通信系統(tǒng)中進行調度的任何實體內實施。這包括通過任何形式的基站(包括宏蜂窩基站(macro cell)、微微蜂窩基站(Pico cell)、企業(yè)毫微微蜂窩基站(enterprise Femtocell)、家庭毫微微蜂窩基站(residential Femtocell)、中繼基站或任何其它形式的基站)來調度下行帶寬。根據(jù)一個實施方案，智能丟棄可通過沿上行方向傳輸?shù)娜魏涡问降脑O備(包括固定和移動用戶設備以及中繼設備)來進行。根據(jù)一個實施方案，智能丟棄可通過設在集中指導設備動作的核心網絡中的調度算法或模塊來進行。根據(jù)一個實施方案，智能丟棄可通過分配上行帶寬以供另一個實體(如已知能夠進行智能丟棄的用戶設備)使用的實體(如基站)來預測性地進行?；竞陀脩粼O備可協(xié)商用戶設備是否具有智能丟棄能力，或在一些實施方案中，可根據(jù)用戶設備的型號識別來確定用戶設備是否具有智能丟棄能力。

基本部署

圖1為無線通信網絡的框圖，在所述無線通信網絡中可實施本文所公開的根據(jù)一個實施方案的系統(tǒng)和方法。圖1示出了通信系統(tǒng)的典型的基本部署，其包括宏蜂窩基站、微微蜂窩基站和企業(yè)毫微微蜂窩基站。在典型部署中，宏蜂窩基站可在一個或多個頻道上發(fā)送和接收，所述一個或多個頻道與小封裝(SFF)基站(包括微微蜂窩基站和企業(yè)或家庭毫微微蜂窩基站)所使用的一個或多個頻道分離。在其它實施方案中，宏蜂窩基站和SFF基站可共用相同的頻道。地理和信道可用性的各種組合可形成可影響通信系統(tǒng)吞吐量的多種干擾場景。

圖1示出了通信網絡100中微微蜂窩基站和企業(yè)毫微微蜂窩基站的典型部署。宏基站110通過標準回程線路170連接至核心網絡102。用戶站150(1)和150(4)可通過宏基站110連接至所述網絡。在圖1所示的網絡配置中，辦公樓120(1)形成覆蓋陰影104?？山浻蓸藴驶爻叹€路170連接至核心網絡102的微微站130可對覆蓋陰影104中的用戶站150(2)和150(5)提供覆蓋。

在辦公樓120(2)中，企業(yè)毫微微蜂窩基站140對用戶站150(3)和150(6)提供了樓內覆蓋。企業(yè)毫微微蜂窩基站140可利用企業(yè)網關103提供的寬帶連接160經由ISP網絡101連接至核心網絡102。

圖2A為另一個無線通信網絡的框圖，在所述無線通信網絡中可實施本文所公開的根據(jù)一個實施方案的系統(tǒng)和方法。圖2A示出了通信網絡200中典型的基本部署，其包括宏蜂窩基站和家庭環(huán)境中部署的家庭毫微微蜂窩基站。宏蜂窩基站110可通過標準回程線路170連接至核心網絡102。用戶站150(1)和150(4)可通過宏基站110連接至所述網絡。在住宅220內部，家庭毫微微蜂窩基站240可對用戶站150(7)和150(8)提供家庭內覆蓋。家庭毫微微蜂窩基站240可利用線纜調制解調器或DSL調制解調器203提供的寬帶連接260經由ISP網絡101連接至核心網絡102。

圖2B為接入點或基站的高級功能框圖。應該指出的是，相同或類似的功能塊也存在于無線通信系統(tǒng)的其它元件(例如宏蜂窩基站、微微蜂窩基站、企業(yè)毫微微蜂窩基站和用戶站)中，并且本文中對圖2B所示的系統(tǒng)的參考旨在也應用于此類其它元件中?；景òl(fā)送和接收無線信號的調制解調器段272。調制解調器272有時也被稱為RF卡。該調制解調器還可測量和確定接收到的信號的各種特性?？刂坪凸芾矶?70總體上負責基站的運行。控制和管理段270包括高級控制段274和一個或多個MAC(介質訪問控制)層或模塊276和PHY(物理)層或模塊280。通常，MAC層276通過協(xié)調對共享無線電信道的訪問并且利用增強經由無線介質的通信的協(xié)議來管理和維護各站(用戶站接入點/基站)之間的通信。調度程序278位于MAC層276內部。通常，PHY層280負責經由無線鏈路傳輸位數(shù)據(jù)。在本文所述的一些實施方案中，控制和管理段270實施本文所述的系統(tǒng)和方法。

干擾場景

各種干擾場景可導致通信網絡的感知和實際性能降低。例如，第三代合作伙伴計劃(3GPP)已在技術報告(3GPP TR 25.967)中識別了多種干擾場景，該技術報告據(jù)此全文以引用方式并入。干擾場景的一些實例包括：(1)從用戶站至SFF基站的上行鏈路(UL)傳輸干擾宏蜂窩基站的UL；(2)SFF基站的下行鏈路(DL)傳輸干擾宏蜂窩基站的DL；(3)從用戶站至宏蜂窩基站的UL傳輸干擾SFF基站的上行鏈路；(4)宏基站的DL傳輸干擾SFF基站的DL；(5)從用戶站至SFF基站的UL傳輸干擾SFF站的UL；(6)SFF基站的DL傳輸干擾SFF基站的DL；以及(7)對其它技術系統(tǒng)的干擾和來自其它技術系統(tǒng)的干擾。

避免和緩解技術

圖3為示出根據(jù)一個實施方案的多變量控制系統(tǒng)的功能元件的一個實例的邏輯框圖，所述多變量控制系統(tǒng)用于緩解容量和頻譜受限的多址通信網絡中各種干擾場景(如上述的那些)的效應。所述系統(tǒng)的功能在圖3中示出，其被分成模塊以更清楚地示出該控制系統(tǒng)的功能。所述控制系統(tǒng)可在宏蜂窩基站、微微蜂窩基站或毫微微蜂窩基站(如圖1、2A和2B所示的宏蜂窩基站110、微微站130和家庭毫微微蜂窩基站240)中實施?；蛘撸鞑糠挚煞峙渲粱究刂破?BSC)或核心網絡102的其它元件。在一個實施方案中，所述控制系統(tǒng)在圖2B所示的基站的MAC層276中實施。

在一個實施方案中，所述控制系統(tǒng)可被配置成在以下方面提供最佳響應：(1)干擾避免和(2)干擾緩解。所述控制系統(tǒng)可通過對RF/RAN參數(shù)的最佳控制來避免射頻(RF)接口。當無法避免干擾時，或當干擾避免或緩解導致帶寬可用性降低時，所述控制系統(tǒng)還可維持包的服務質量(“QoS”)。

根據(jù)一個實施方案，所述控制系統(tǒng)可使用各種類型的輸入參數(shù)。在一個實施方案中，這些輸入參數(shù)可分成策略參數(shù)和環(huán)境參數(shù)。策略參數(shù)模塊310可被配置成接收策略參數(shù)，并且環(huán)境參數(shù)模塊320可被配置成接收環(huán)境參數(shù)。策略參數(shù)模塊310接收的策略參數(shù)為(例如)由網絡提供商限定的運行要求。這些策略參數(shù)可分為兩組系統(tǒng)要求：QoS策略和干擾策略。在一個實施方案中，策略參數(shù)可包括應用級別的QoS策略、按時間/天的QoS策略、按服務級別協(xié)議(SLA)的QoS策略、手動定義的QoS參數(shù)或其組合。策略參數(shù)還可包括與各種干擾相關參數(shù)(如接收信號強度指示(RSSI)、每位能量與噪聲功率譜密度之比(Eb/N0)、載波干擾比(C/I)、本底噪聲(對所有噪聲源和無用信號的總和所產生的信號的度量)或其它干擾相關參數(shù))有關的策略。所述控制系統(tǒng)可使用策略參數(shù)來確定動作類型，可采取這些動作以避免干擾，并且在無法避免干擾時緩解干擾。

環(huán)境參數(shù)模塊320接收的環(huán)境輸入參數(shù)包含描述RF網絡和系統(tǒng)環(huán)境的運行狀態(tài)的實時信息。該信息可在基站(如圖1、2A和2B所示的宏蜂窩基站、微微蜂窩基站或毫微微蜂窩基站)處獲得或通過用戶站報告，并且還可包括關于相鄰小區(qū)的信息。環(huán)境輸入參數(shù)320可進一步分成兩類輸入參數(shù)：本地環(huán)境參數(shù)和遠程環(huán)境參數(shù)。本地環(huán)境參數(shù)為與實施所述控制系統(tǒng)的基站有關或通過其獲得的環(huán)境參數(shù)。例如，在一個實施方案中，本地環(huán)境參數(shù)可包括RF和回程毫微微蜂窩基站或微微蜂窩基站端口的1-7層參數(shù)。遠程環(huán)境參數(shù)與在基站附近運行的其它小區(qū)和/或用戶設備有關或通過其獲得，所述小區(qū)和/或用戶設備可對基站的運行環(huán)境產生影響。例如，在一個實施方案中，遠程環(huán)境參數(shù)可包括用戶設備(UE)、核心網絡和由基站界定的其它相鄰小區(qū)的1-7層參數(shù)，所述基站為例如演進型基站(eNB或eNodeB)以及微微站和毫微微蜂窩基站(如演進型家庭基站設備(eHNB或Home eNodeB)(統(tǒng)稱為e(H)NB設備))。

由策略參數(shù)和環(huán)境參數(shù)可得到其它組參數(shù)，包括控制設定點、實時配置和模式?？刂圃O定點模塊315被被配置成從網絡提供商的策略參數(shù)模塊310所接收的策略輸入得到控制設定點，或可手動獲取。控制設定點包括可用作控制回路目標值的定量參數(shù)。這些定量參數(shù)可分成QoS參數(shù)和干擾參數(shù)。QoS參數(shù)的一些實例包括基于視頻內容的包類型的幀大小和幀速率以及誤幀率(FER)。QoS參數(shù)的其它一些實例包括語音內容的平均意見得分("MOS")、時延和抖動。QoS參數(shù)的其它實例是數(shù)據(jù)內容的吞吐量和誤碼率(BER)。干擾相關參數(shù)可包括但不限于與各種干擾相關的參數(shù)，如接收信號強度指示(RSSI)、每位能量與噪聲功率譜密度之比(Eb/N0)、載波干擾比(C/I)和本底噪聲(對所有噪聲源和無用信號的總和所產生的信號的度量)。所述控制系統(tǒng)的評估模塊330可使用控制設定點，以基于RF網絡和系統(tǒng)環(huán)境的實時配置325來評估通信網絡的當前狀態(tài)，并且確定是否應產生反饋信號來調整網絡的運行狀態(tài)。

實時配置模塊325被配置成基于環(huán)境參數(shù)模塊320所接收的環(huán)境輸入參數(shù)來產生通信系統(tǒng)的實時配置。在一個實施方案中，實時配置包括反映通信網絡的當前運行狀況的定量參數(shù)。實時配置可包括與QoS和干擾相關的參數(shù)。QoS相關參數(shù)的一些實例包括BER、吞吐量、時延/抖動、協(xié)議相關參數(shù)和應用相關參數(shù)。干擾相關參數(shù)可包括但不限于與各種干擾相關的參數(shù)，如接收信號強度指示(RSSI)、每位能量與噪聲功率譜密度之比(Eb/N0)、載波干擾比(C/I)和本底噪聲(對所有噪聲源和無用信號的總和所產生的信號的度量)。根據(jù)一個實施方案，實時配置可包括數(shù)據(jù)報、電子表格或通信網絡的當前運行狀況的其它表示。

模式模塊335被配置成產生包括一組歷史定量參數(shù)模式的模式，所述歷史定量參數(shù)模式可用于產生前饋控制響應。這些模式可得自環(huán)境參數(shù)模塊320接收的環(huán)境參數(shù)和實時配置模塊325產生的實時配置。這些模式可反映網絡的使用模式。例如，在一個實施方案中，這些模式可包括與日期和/或時間、特定應用或協(xié)議和/或特定UE有關的特定驅動因素。

可通過評估模塊330來評估控制設定點模塊315產生的控制設定點和實時配置模塊325產生的實時配置，以將實時配置中表示的通信網絡的當前運行參數(shù)與控制設定點進行比較，從而確定網絡的當前運行狀況是否滿足策略參數(shù)中包括的運行要求。如果網絡的當前運行狀況不滿足策略參數(shù)中設定的要求，則評估模塊330可產生指示需調整通信系統(tǒng)的運行參數(shù)的反饋信號。

控制響應模塊被配置成從評估模塊330接收反饋信號。控制響應模塊340(在本文中也稱為優(yōu)化模塊)被配置成對通信網絡的運行參數(shù)進行優(yōu)化，以試圖滿足運營商策略的要求?？刂祈憫K340可被配置成基于從評估模塊330所接收的反饋信號來產生控制信號。控制信號分為兩類:“本地”和“遠程”。本地控制信號可應用于基站本身(e(H)NB)以改變基站的運行參數(shù)，并且遠程控制信號可應用于網絡的遠程設備或部件(包括UE、核心網絡和其它e(H)NB)以改變網絡的遠程設備或部件的運行參數(shù)。

圖4為根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，所述方法可用于使用圖3所示的系統(tǒng)對RF網絡和系統(tǒng)環(huán)境產生前饋和反饋調整。獲取更新的環(huán)境輸入，其表示RF網絡和系統(tǒng)環(huán)境的當前狀態(tài)或新的當前狀態(tài)(步驟410)。環(huán)境輸入對應于通信系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)模塊320所產生的環(huán)境參數(shù)。如上所述，環(huán)境參數(shù)可包含與RF網絡和系統(tǒng)環(huán)境有關的實時信息，該實時信息得自微微蜂窩基站或毫微微蜂窩基站、用戶站以及相鄰小區(qū)(包括宏蜂窩基站、微微蜂窩基站和毫微微蜂窩基站)。實時配置還得自更新的環(huán)境輸入(步驟415)。在一個實施方案中，該實時配置對應于實時配置模塊325產生的實時配置，并且可由步驟410中獲得的環(huán)境輸入參數(shù)產生。

可確定實時配置是否匹配控制設定點模塊315所產生的設定點(步驟420)。如上所述，控制設定點包括可用作控制回路目標值的定量參數(shù)?？刂圃O定點可得自網絡提供商所限定的策略參數(shù)。如果實時配置不匹配設定點，則所收集的與RF網絡和系統(tǒng)環(huán)境有關的實時信息指示網絡的運行狀態(tài)已偏離得自網絡提供商的運營商策略的設定點。作為響應，可產生反饋調整控制信號(步驟440)以使通信網絡轉向符合策略參數(shù)的運行狀態(tài)。

模式模塊335可從實時配置和環(huán)境輸入參數(shù)獲取模式(步驟425)。在一個實施方案中，這些模式包括一組歷史定量參數(shù)模式。確定模式是否已改變(步驟430)，如果模式已改變，則歷史定量參數(shù)模式可用于產生前饋控制響應(步驟435)，這些前饋控制響應可用于調整可用于使通信網絡轉向期望狀態(tài)的各種運行參數(shù)。

步驟440中產生的反饋信號和步驟435中產生的前饋信號可用于產生一組控制信號(步驟450)，該組控制信號可應用于“本地”e(H)NB和遠程設備，包括UE、核心網絡和其它e(H)NB。

確定網絡提供商是否已改變運營商策略(步驟470)。如果網絡運營商已改變策略參數(shù)，則控制設定點模塊315可從運營商策略產生新的設定點(步驟475)，然后返回到步驟410。否則，該方法返回到收集環(huán)境輸入的步驟410。

輸入

SFF基站可具有對各種環(huán)境信息的訪問權，這些環(huán)境信息可用于為控制響應模塊340產生反饋和前饋信號。該信息可為環(huán)境參數(shù)320的一部分，其可用于產生實時配置模塊325產生的實時配置和模式模塊335產生的模式。該信息可在圖4所示的方法的步驟410期間由SFF基站收集。例如，根據(jù)一個實施方案，以下環(huán)境輸入數(shù)據(jù)通?？捎糜?感測、報告至等)SFF基站：(1)來自宏BTS的信號強度；(2)來自其它SFF基站的信號強度；(3)對宏基站和SFF基站是否為同信道(或相鄰信道)的認知；(4)相鄰小區(qū)的識別數(shù)據(jù)；以及(5)宏網絡特定信息和系統(tǒng)參數(shù)閾值。可用于SFF基站的其它信息的一些實例包括：DL同信道載波RSSI、DL相鄰信道載波RSSI、公共導頻信道(CPICH)、每碼片能量與總噪聲功率之比(Ec/No)、接收的總寬帶功率(RTWP)、公共陸地移動網絡(PLMN)ID、小區(qū)ID、本地區(qū)域碼(LAC)、路由區(qū)域碼(RAC)、擾碼、同信道CPICH接收信號碼功率(RSCP)、相鄰信道CPICH RSCP、P-CPICH發(fā)射功率(Tx Power)、宏蜂窩基站數(shù)據(jù)率和宏蜂窩基站盲區(qū)覆蓋率。宏蜂窩基站數(shù)據(jù)率和宏蜂窩基站盲區(qū)覆蓋率可考慮各種信息，包括宏站負載、活動SFF基站的數(shù)量、SFF基站與宏站的距離、衰落環(huán)境和一天中的時刻。SFF基站可具有可用于SFF基站的宏站參數(shù)信息，包括目標SNR、測量SNR和接收功率。

調整

以下項目為可通過SFF基站在步驟450中進行調整以響應經由感測接收的環(huán)境信息的參數(shù)類型的一些實例：(1)DL功率；(2)UL噪聲上升目標值(UL調度程序)；(3)UL功率；(4)控制信道/數(shù)據(jù)信道功率比；(5)接收器增益；(6)載波頻率；(7)DL擾碼；(8)LAC；以及(9)RAC。

其它輸入

SFF基站可具有對其它輸入信息的訪問權。該信息可為環(huán)境參數(shù)320的一部分，其可用于產生實時配置325和模式335。該信息可在圖4所示的方法的步驟410期間由SFF基站收集。例如，其它輸入(如實時流量度量)也可用于SFF基站，并且可用于產生實時配置325。例如，實時流量度量，如活動UE的數(shù)量、空閑UE的數(shù)量、UE移動性和位置變化的指標、總UL使用率、總DL使用率、4-7層配置(語音、視頻、網絡、FTP等)、回程容量和每連接BER。每連接BER數(shù)據(jù)可在混合自動重傳請求(HARQ)或其它重試機制之前獲得或在HARQ或其它重試機制之后獲得。在一些實施方案中，每連接BER可不經HARQ獲得。在一些實施方案中，每連接BER數(shù)據(jù)可包括對重試的統(tǒng)計。

歷史模式數(shù)據(jù)(如模式335)也可用于SFF基站，如一天中的時刻數(shù)據(jù)、一周中的哪一天數(shù)據(jù)、當?shù)毓?jié)日數(shù)據(jù)、進入網絡的已知/未知UE、典型使用率和典型使用時間。該歷史數(shù)據(jù)可用于產生模式335，其可用于產生前饋控制信號，如上所述。

策略輸入數(shù)據(jù)也可用于SFF基站，如QoS要求數(shù)據(jù)、優(yōu)先級數(shù)據(jù)、包檢測數(shù)據(jù)和高級天線輸入。該策略信息可為上述運營商策略數(shù)據(jù)310的一部分。QoS要求數(shù)據(jù)可包括延遲容限數(shù)據(jù)、抖動容限數(shù)據(jù)、BER/PER容限數(shù)據(jù)、最小接收率數(shù)據(jù)和/或其它QoS相關數(shù)據(jù)。優(yōu)先級輸入數(shù)據(jù)可包括與用戶之間、服務類別之間、連接之間和/或來自同類服務的包之間的優(yōu)先級有關的數(shù)據(jù)。包檢測數(shù)據(jù)和高級天線輸入數(shù)據(jù)也可用于SFF基站。

附加參數(shù)調整

可在步驟450中調整附加參數(shù)，以試圖改正超額預訂。在一個實施方案中，RAN/RF參數(shù)(如調制和編碼、子信道化、幀內時間、子信道和跳時、多輸入多輸出(MIMO)參數(shù)以及波束形成)可用于改正通信系統(tǒng)的超額預訂。在另一個實施方案中，可使用流量監(jiān)管(traffic policing)來改正超額預訂?？墒褂酶鞣N類型的流量監(jiān)管，包括速率限制、包分塊、丟包和/或智能丟棄。以下描述了可用于改正超額預訂的各種智能丟棄技術。

優(yōu)化性能

根據(jù)一個實施方案，所述系統(tǒng)和方法包括優(yōu)化模塊(在本文中也稱為“優(yōu)化模塊”)，該優(yōu)化模塊通過基于QoS、優(yōu)先級和策略而改變擴展的RAN/RF參數(shù)來優(yōu)化性能。根據(jù)一個實施方案，優(yōu)化模塊可在包括宏蜂窩基站、微微蜂窩基站或毫微微蜂窩基站在內的基站中實施。

在一個實施方案中，優(yōu)化模塊被配置成確定每種服務類別(CoS)或連接的BER/PER或其它質量度量級別。在一個實施方案中，可基于已知/未知用戶設備將質量度量優(yōu)先化，其中已知用戶設備可優(yōu)先于未知用戶設備。用戶設備可包括移動、臨時和固定用戶站。在另一個實施方案中，可基于特定的UE身份將質量度量優(yōu)先化，并且在又一個實施方案中，可基于應用將質量度量優(yōu)先化。

根據(jù)一個實施方案，優(yōu)化模塊被配置成確定每種服務類別或連接所需要/期望的吞吐量?？苫赨E是已知還是未知、基于特定的UE身份或基于特定應用來任選地修改所需要/期望的吞吐量。

根據(jù)一個實施方案，優(yōu)化模塊被配置成使用基于標準的方法來獲取基線干擾場景和基線RAN/RF參數(shù)。

根據(jù)一個實施方案，基線干擾場景和基線RAN/RF參數(shù)可隨著通信網絡中的狀況變化而實時變化。例如，一些變化的狀況包括活動/不活動UE的數(shù)量、相鄰小區(qū)的流量和UE位置變化的指標，如往返延遲、RSSI和經由接收波束形成進行跟蹤。

根據(jù)一個實施方案，優(yōu)化模塊可使實際場景和實際RAN/RF參數(shù)隨著狀況變化而實時變化。例如，在一個實施方案中，如果服務的BER或質量度量降低至低于閾值，則可將服務所需的物理參數(shù)設置為比基線值更穩(wěn)健的值。例如，可改變MIMO并且可應用波束形成高級天線技術。此外，可改變調制和編碼來提高穩(wěn)健性?；蛘?，可確定是否超出基線干擾場景和/或RAN/RF參數(shù)。例如，可基于感測數(shù)據(jù)、來自中央控制器的許可/與中央控制器的協(xié)議、來自相鄰BTS的許可/與相鄰BTS的協(xié)議進行確定，或使用空間多路復用(波束形成等)來使干擾最小化?；蛘?，可選擇幀中的子信道和時間定位(例如正交頻分多路復用(OFDM)符號、時隙等)來避免常規(guī)干擾?；蛘?，可隨機選擇幀中的子信道和時間定位，以在統(tǒng)計學上避免干擾或選擇性地增加可能導致的干擾，但通過使影響隨機化來緩解。

在一個實施方案中，如果需求超出新的最大總吞吐量(DL或UL，包括用于管理活動和空閑UE的帶寬)，則優(yōu)化模塊可采取緩解超額預訂的措施。在一個實施方案中，可將延遲容限流量延遲，以暫時降低需求。例如，一種方法包括延遲和緩沖諸如直播視頻的內容?？裳舆t和緩沖直播視頻，前提是延遲(抖動)變化保持在延遲/抖動緩沖器的容量/時間限制范圍內。在另一個實施方案中，“下載備用”內容的實質延遲用于降低對網絡的需求。例如，在一個實施方案中，對于在接收時不使用的音樂和/或視頻內容(例如非流式內容)，可暫時延遲該內容的下載，直至對網絡的需求降低時。

在另一個實施方案中，如果需求超出新的最大總吞吐量，則優(yōu)化模塊可選擇性丟棄服務內的幀，以降低對網絡的需求。例如，一些活動圖像專家組(MPEG)幀的重要性低于其它幀，并且可被選擇性丟棄，以降低對通信系統(tǒng)的需求。在另一個實例中，可丟棄具有超過最低服務可接受速率的包，以降低需求。

在另一個實施方案中，如果需求超出新的最大總吞吐量，則可使用呼叫接納控制(CAC)來削減服務。在一些實施方案中，可基于優(yōu)先級來削減服務，而在一些實施方案中，可基于應用來削減服務。

根據(jù)一個實施方案，需求超出新的最大總吞吐量時所采取的各種緩解動作可在狀況改善時逆轉。例如，在一個實施方案中，滯后可用于使反應平穩(wěn)。

圖5為示出根據(jù)一個實施方案的方法的流程圖，所述方法可通過上述優(yōu)化模塊來實施，以通過基于QoS、優(yōu)先級和策略而改變擴展的RAN/RF參數(shù)來優(yōu)化性能。在一個實施方案中，圖5所示的方法可通過圖3所示的控制系統(tǒng)(例如，在MAC和PHY段中)來實施。在一個實施方案中，圖5的方法可在圖4的步驟450中實施。

該方法始于步驟501，其中該方法并行確定系統(tǒng)的RAN/RF方面(步驟510、512和514)以及系統(tǒng)的QoS和流量管理方面(步驟520、522、524和526)。

在步驟510中，獲取并監(jiān)測基線干擾場景，并且形成RAF/RF參數(shù)設定值的基線。在一個實施方案中，用于獲取基線干擾場景的輸入可包括諸如在3GPP TS 25.967中提出的那些典型輸入，以及本文所提出的其它輸入，或兩者。調整的RAN/RF參數(shù)可包括諸如在3GPP TS 25.967中提出的那些典型輸入，以及本文所提出的其它RAN/RF參數(shù)，或其組合。在一個實施方案中，步驟510可通過評估模塊330來進行。

在步驟512中，實時確定影響干擾場景和RAN/RF參數(shù)的任何因素是否已改變，所述RAN/RF參數(shù)表示RF網絡與系統(tǒng)環(huán)境的當前狀態(tài)。如果這些因素未改變，則該并行活動繼續(xù)進行，該方法進行到步驟530。如果這些因素已改變，則該方法進行到步驟514，這時修改基線干擾和RAN/RF參數(shù)以說明觀察到的變化，并且該方法進行到決策步驟530。在一個實施方案中，步驟512可通過評估模塊330來進行，并且步驟514可通過控制響應模塊340來進行。

管理對服務類別和個體連接的影響并且反過來管理個體服務及其相關服務類別對接口環(huán)境的影響的過程可與步驟510并行開始。在步驟520中，確定每種服務類別或者每個個體服務或連接的最大或目標誤碼率(BER)或誤包率(PER)(或其它質量度量)?？杀O(jiān)測每個個體服務或連接的實際BER、PER或其它質量度量。可基于網絡提供商提供的運營商策略信息310來確定最大或目標BER和PER值。另外，在步驟520中，還可確定服務的吞吐量需求或目標。這些吞吐量目標可具有多個級別，這些級別與需要不同吞吐量級別的多個QoS級別相對應?；趯νㄐ艆f(xié)議各層上所使用的應用或傳輸機制的認知，吞吐量目標還可考慮預期的重傳。在一個實施方案中，步驟520可通過控制設定點模塊315來進行。

在步驟522中，確定實際誤差率(如BER或PER)或其它實際質量度量是否超出步驟510中確定的連接的目標閾值。如果BER或其它質量度量超出連接的閾值，則該方法進行到決策步驟524，以開始采取糾正措施的過程。否則，如果質量度量不次于目標，則該方法進行到決策步驟530。在一個實施方案中，步驟522可通過評估模塊330來進行。

在步驟524中，確定以可超出基線干擾場景和基線RAN/RF參數(shù)的方式進行操作對于受影響的服務提供商是否可接受，在這種方式下操作可能對在相鄰小區(qū)中活動的服務造成更大的干擾。例如，傳輸功率的暫時略增(例如0.5dB)可使得對相鄰小區(qū)中服務的干擾可容許性增加。如果對于受影響的服務提供商以可超出基線干擾場景和基線RAN/RF參數(shù)的方式進行操作是可接受的，則該方法進行到步驟514，這時可暫時調整基線干擾場景和RAN/RF參數(shù)，以適應對改善的服務QoS的需要。根據(jù)一個實施方案，可能僅允許對受影響的服務或連接進行該調整，或者可允許對小區(qū)總體上進行該調整。在一個實施方案中，步驟524可通過評估模塊330和/或控制響應模塊340來進行。

如果在決策步驟524中，確定不能超出基線干擾場景，則該方法進行到步驟526，這時修改服務的傳輸參數(shù)，以實現(xiàn)目標BER/PER或質量度量，而不會違反當前基線干擾場景。在一個實施方案中，這可包括改變調制和編碼、發(fā)射功率或任何其它可調整的傳輸參數(shù)。在一個實施方案中，步驟526可通過控制響應模塊340來進行。

根據(jù)一個實施方案，調整參數(shù)時，存在滿足需求的帶寬要求可能超出小區(qū)的當前可用總吞吐量的可能性。從而，該方法的兩條并行路徑進行到決策步驟530，這時確定需求是否超出當前可用總吞吐量。如果未超出小區(qū)的當前可用總吞吐量，則該方法返回到步驟501并可繼續(xù)重復。否則，該方法繼續(xù)到步驟540，然后繼續(xù)到步驟501，以重復進行。在步驟540中，選擇并應用緩解超額預訂的方法。以下描述了用于緩解超額預訂的若干方法。在一個實施方案中，步驟530和540可通過控制響應模塊340來進行。

根據(jù)一個實施方案，圖5所示的方法可包括例如在頻分雙工(FDD)系統(tǒng)中獨立運行的上行鏈路例子和下行鏈路例子。反之，在其它實施方案中，在時分雙工(TDD)系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路例子可能需要共享信息，其中上行鏈路和下行鏈路具有相同的頻率，并因此可能在某些情況下造成干擾。對于動態(tài)調整上行鏈路/下行鏈路比率的TDD系統(tǒng)，情況可能尤其如此。

根據(jù)一個實施方案，優(yōu)化模塊也可實施另一種方法，該方法基于歷史數(shù)據(jù)來優(yōu)化性能，以進行預期調整來減少潛在的超額預訂。根據(jù)一個實施方案，優(yōu)化模塊可實施該第二種方法，該方法可用于更新運營商策略310。干擾歷史可通過感測和/或通過使用從其它網絡元件(例如核心網絡、BTS、UE)接收的共享度量來構建?？砂慈掌诤?或時間對干擾數(shù)據(jù)進行分組，以便為各個時間幀構建干擾模式圖。例如，可按一天中的時刻、一周中哪一天或通過將數(shù)據(jù)標記為節(jié)日或非節(jié)日來對干擾數(shù)據(jù)進行分組。感測和/或共享度量還可包括SFF基站自身的小區(qū)和/或相鄰小區(qū)的流量度量。這還可包括“隨著內存變小而更新”，其中采用加權平均、指數(shù)平均或一些其它方法來為較新的數(shù)據(jù)賦予更高的重要性。

可基于已構建的干擾歷史來做出優(yōu)先決策。例如，可確定更嚴格或更寬松的CAC、策略和/或功率控制是否可能有助于降低超額預訂的可能性。在一個實施方案中，可確定是否以可能的穩(wěn)健性換取BER/PER。

根據(jù)一個實施方案，如果意料之外的使用模式妨礙第二種方法中描述的預測干擾方法，則可使用基于上述和圖5所示的第一種方法的實時監(jiān)測。在一個實施方案中，可將預測數(shù)據(jù)用于基線場景，并且可將第一種方法用于對系統(tǒng)進行實時優(yōu)化。在另一個實施方案中，可將使用第二種方法產生的預測數(shù)據(jù)用于更新運營商策略310，并且可將第一種方法用于應用更新的策略。

智能丟棄

參見圖5，可將智能丟棄用作方法步驟540的技術之一，以緩解由在步驟526中修改傳輸參數(shù)或在步驟514中改變干擾場景和RAN/RF參數(shù)導致的超額預訂。這是智能丟棄的被動形式?；蛘撸墒褂每捎弥悄軄G棄技術的知識來影響步驟520中的吞吐量級別目標、步驟526中的傳輸參數(shù)修改以及步驟514中干擾場景和RAN/RF參數(shù)的變化。這是智能丟棄的交互形式。通過使用其它系統(tǒng)信息來預測未來的帶寬超額預訂，可進一步使該交互形式變?yōu)橹鲃印?/p>

根據(jù)一個實施方案，智能丟棄可通過通信網絡中進行調度的任何實體來實施。這可包括通過任何形式的基站(包括宏蜂窩基站、微微蜂窩基站、企業(yè)毫微微蜂窩基站、家庭毫微微蜂窩基站、中繼基站)來調度下行鏈路帶寬，或者任何其它形式的調度。智能丟棄可通過沿上行鏈路方向傳輸?shù)娜魏涡问降脑O備(包括固定和移動用戶設備以及中繼設備)來進行。在一個實施方案中，智能丟棄可通過在集中指導設備動作的核心網絡中實施的調度算法或模塊來進行。在另一個實施方案中，智能丟棄還可通過實體(如基站)來預測性地進行，所述實體分配上行鏈路帶寬以供另一個實體(如能夠進行智能丟棄的用戶設備)使用。基站和用戶設備可協(xié)商用戶設備是否具有智能丟棄能力，或這可基于用戶設備的型號識別而得知。根據(jù)一個實施方案，該方法可被稱為協(xié)同智能丟棄，其中分配帶寬以供能夠進行智能丟棄的網絡中的另一個實體使用的實體(如基站)可與該另一個實體(如用戶設備)協(xié)調。

被動智能丟棄

在圖5的步驟530中，確定帶寬的應用層吞吐量需求目前是否超出可用總吞吐量或者特定會話或連接是否超出其分配的吞吐量。例如，在步驟520中，可確定由所述基站提供服務的活動連接的吞吐量級別目標。這些目標級別可用諸如每秒位數(shù)或每秒字節(jié)數(shù)之類的定量術語來表示。在一個實施方案中，這些目標級別可包括重傳余量?；诓襟E526中選擇的傳輸參數(shù)以及步驟510和514中選擇的RAN/RF參數(shù)，可將吞吐量級別轉換為所需的物理層資源，如3GPP LTE中使用的資源塊、QAM符號、OFDM符號、子信道、UL/DL比率或其組合。所需的物理層資源可包括HARQ或其它重傳余量。一旦將吞吐量級別目標或需求轉換為物理層資源，則可將其與步驟530中指出的可用物理層資源進行比較。該比較可得到表明物理資源需求目前超出可用物理資源的結果。在這種情況下，需要降低物理資源需求，以便不超出可用物理資源。這又確定了需要降低會話、連接和/或應用的當前帶寬需求。

根據(jù)一個替代實施方案，可使用其它方法來確定物理資源需求是否超出可用物理資源，這些可用物理資源可提供可用于被動智能丟棄的可用吞吐量度量。

一旦確定應用層吞吐量需求超出可用物理資源，則可在步驟540中采用智能丟棄，以降低需求，同時使削減個體服務的需要最小化，并使最終用戶感知的質量達到最高。

例如，如果VoIP服務的資源需求超出可用物理資源的10％，則隨機(非智能)丟棄可導致連續(xù)或接近連續(xù)的VoIP包被丟棄。相比之下，被動智能丟棄可識別可丟棄的包數(shù)量，以便降低超額帶寬需求中的至少一部分，同時維持呼叫的感知質量。例如，在一個實施方案中，在智能丟棄系統(tǒng)中，調度程序278(見圖2B)可每隔九個包丟棄一個包。這可包括已由該調度程序排隊的包或正在排隊的包，或兩者。對于最終用戶而言，通過智能丟棄方法使丟棄的包均勻分布可能沒有通過隨機丟棄算法將成組的包丟棄明顯。根據(jù)一個實施方案，可使用其它模式來選擇要丟棄的包，前提是所選模式可使丟棄的連續(xù)和接近連續(xù)的包的數(shù)量最小化。

根據(jù)一個實施方案，丟棄方法還可根據(jù)正使用的具體語音協(xié)議和編解碼器來調整。智能丟棄可使得呼叫以可接受的質量繼續(xù)進行，所述可接受的質量由質量得分確定并與運營商、系統(tǒng)或本地策略進行比較。

在另一個實例中，在MPEG-2傳輸中，音頻包比視頻包更為重要，因為在MPEG-2傳輸中，相比于視頻質量的變化，人們更易于注意到音頻質量的變化。另外，視頻包由幀內編碼幀(“I幀”)、預測編碼幀(“P幀”)以及雙向預測編碼幀(“B幀”)構成。丟失I幀通常比丟失P幀或B幀更不利于MPEG-2傳輸?shù)馁|量。事實上，即使正確接收P幀，丟失I幀可導致接收設備不能使用P幀。因此，在MPEG-2中，智能丟棄可能會優(yōu)先丟棄P幀和B幀(相比于I幀)，并且可能會優(yōu)先丟棄所有形式的視頻幀(相比于音頻幀)。

對于MPEG-4傳輸，除了得自MPEG-2的幀之間的區(qū)別外，根據(jù)視頻應用還存在11級空域分級、3級時域分級以及可變數(shù)量級的質量分級。細粒度分級將這些組成11級分級。在一個實施方案中，可使包“標記”上信息，并且智能丟棄可使用這些標記以在可用物理資源變化時允許細粒度的質量變化。

如同VoIP實例一樣，在MPEG實例中，智能丟棄可丟棄已排隊的包，并且可在進入調度隊列時進行丟棄。對一定百分比的包進行的智能丟棄可使得系統(tǒng)的呼叫接納控制(CAC)方法可維持和接受更多服務。

在步驟540中，可能存在不止一種可使智能丟棄應用于滿足物理層資源限制的服務選擇?？墒褂迷S多標準來選擇應用智能丟棄的服務。例如，智能丟棄可以循環(huán)方式應用，這將程度類似地影響所有服務或者所選服務類別或組內的所有服務?？苫谧罱K用戶的身份或最終用戶在某個群組中的成員資格來應用智能丟棄。例如，對于與網絡運營商的不同服務等級協(xié)議，不同的用戶的付款會或多或少。具有較低等級協(xié)議的用戶可能比具有較高等級協(xié)議的用戶先受到影響。漫游自另一個網絡的用戶可能比直接預訂網絡的用戶先受到智能丟棄的影響。決策可基于服務類型或應用。例如，經由第三方應用(如Skype)進行的VoIP呼叫可能比經由運營商直接提供的VoIP服務進行的VoIP呼叫先受到影響?？稍谒惴ㄉ洗_定將受影響的服務，以使總吞吐量最大化。關于如何應用智能丟棄的決策基于系統(tǒng)、運營商或自主策略。例如，設備可具有可被系統(tǒng)或運營商策略修改或覆蓋的默認策略。

關于將受影響的服務的決策可基于相對下降，首先影響(例如)觀察到的質量受智能丟棄影響最小的那些服務(不論丟棄的數(shù)據(jù)的相對量如何)。為此，步驟540可計算針對各種服務的每個可能的吞吐量級別的得分。這些得分表示針對每個吞吐量級別觀察到的質量的相對級別。這些得分可基于主觀標準，如用于為語音質量打分的MOS得分，或者可為定量的，例如從服務中消除某個特征?？蓪⒌梅钟糜诓襟E540中，以作為確定將應用智能丟棄的服務及其應用程度的一部分。例如，一旦確定針對需要帶寬的服務的一組可能的吞吐量級別的一組得分，則可基于針對各種吞吐量級別計算的該組得分來選擇一個或多個服務的目標帶寬級別，并且可選擇性丟棄與每個服務相關的包，以將與每個服務相關的吞吐量降低至與該服務相關的目標吞吐量級別。

被動智能丟棄可在可對關于包的傳輸或處置做出選擇的系統(tǒng)的任何部分中進行。例如，在一個實施方案中，基站、微微站、毫微微站或中繼站可包括用于發(fā)送和接收包的收發(fā)器。根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，這些站可包括負責上行鏈路和/或下行鏈路上的帶寬分配的MAC層276(見圖2B)。MAC層優(yōu)選地可包含調度程序(例如圖2B中的調度程序278)和用于在傳輸之前存儲包的緩沖器，或者可與其相關。在一個實施方案中，本文所公開的智能丟棄技術可在負責緩沖和調度包傳輸?shù)腗AC層部分(其在本文中也稱為調度程序)中實施。或者，MAC調度程序的等效物可位于進行集中式調度并可能進行緩沖的核心網絡元件中。例如，在一個實施方案中，可實施MAC調度程序的等效物，以在兩個或更多個基站或者其它類似設備上協(xié)調數(shù)據(jù)(如廣播視頻或音頻)的同時傳輸。

在一個實施方案中，智能丟棄技術也可在用戶設備的MAC調度程序中實施，該調度程序在在上行鏈路中傳輸之前調度和緩沖數(shù)據(jù)。根據(jù)一個實施方案，核心網絡或基站(或等效設備)可被配置成在緩沖之前標記包，以便于在下行鏈路方向做出更容易的丟棄決策?；蛘撸谟脩粼O備緩沖包以供上行鏈路傳輸之前的功能可標記包，以便用戶設備中的MAC調度程序功能做出更容易的丟棄決策。

交互智能丟棄

除了上述被動智能丟棄之外，智能丟棄方法還可與系統(tǒng)控制的其它方面進行交互，以獲得改善的性能。例如，現(xiàn)參見圖5，在一個實施方案中，改變特定RAN/RF網絡運行參數(shù)(例如，降低步驟510中的最大發(fā)射功率)可通過減少相鄰小區(qū)的觀察到的干擾而有利于這些小區(qū)。

或者，在步驟526中選擇更穩(wěn)健的調制方案也可具有類似效果。在典型系統(tǒng)中，這些變化由于導致可用物理資源減少而使應用層吞吐量需求超出可用帶寬，從而可能不是令人期望的。相比之下，在采用交互智能丟棄的系統(tǒng)中，在步驟520中，可計算活動服務的一組吞吐量級別。當考慮步驟526的可能的傳輸參數(shù)選擇和步驟510的可能的RAN/RF參數(shù)時，該組吞吐量級別表示較大范圍的物理資源需求。對質量等級、傳輸和RAN/RF參數(shù)的這些可能組合的認知使得步驟510和526中的系統(tǒng)可選擇以一個或多個服務的少量質量為代價而可以暫時或永久性地顯著增加系統(tǒng)穩(wěn)健性的參數(shù)。

交互智能丟棄的替代實施方式

圖6A為圖5所示的方法的改進形式的流程圖，該改進形式能夠使網絡操作的其它方面(如干擾緩解和功率控制)利用智能丟棄來進一步優(yōu)化系統(tǒng)性能。在步驟620中，不是為服務或連接形成單一質量(例如BER或PER)和吞吐量級別(如圖5的步驟520中)，而是可形成一組吞吐量級別和/或定量質量閾值(例如BER和PER)范圍(605)?？蓪⒌梅謶糜诿總€吞吐量級別。該得分表示針對每個吞吐量級別的觀察到的質量的相對級別。根據(jù)一個實施方案，可將得分應用于每個吞吐量級別，以指示針對每個吞吐量級別的觀察到的質量的相對級別。這些得分可基于主觀標準，如用于為語音質量打分的MOS得分，或者這些得分可為定量的，例如從服務中消除某個特征。可將得分用于步驟640中，以作為確定將應用智能丟棄的服務器及其應用程度的一部分。

步驟610、決策步驟612和改進的步驟614可使用以數(shù)據(jù)塊605為例說明的該組吞吐量級別和得分，以在服務質量和其它系統(tǒng)運行因素之間進行交換。其它步驟(如步驟626)也可使用該組吞吐量級別和得分來優(yōu)化性能選擇。例如，認識到個體服務的性能下降相對于對相鄰小區(qū)造成的干擾的減少而言是很小的，則基于吞吐量級別和得分，方法在步驟610中可選擇應用更穩(wěn)健的調制和較低的功率(服務的基線參數(shù))。事實上，RAN/RF參數(shù)的改變可為對來自相鄰小區(qū)的干擾減少請求或來自網絡管理實體或其它中央控制功能的干擾減少或本底噪聲降低命令或請求的反應，或者為降低功率、干擾電位或網絡操作的某個其它方面的自主決策。這樣，步驟610和類似功能可評估由潛在替代動作導致的吞吐量影響所隱含的質量影響，這些潛在替代動作可應用于此前獨立于選擇適當RAN/RF參數(shù)的任務。

在一個優(yōu)選實施方案中，交互智能丟棄方法在傳輸之前通過實施交互智能丟棄的站收發(fā)器、用戶設備或網絡功能在MAC層調度程序(例如圖2B中的調度程序278)和包緩沖能力的等效物中實施丟棄功能。多組質量閾值、吞吐量級別和得分可通過可在核心網絡、基站(宏蜂窩基站、微微蜂窩基站或毫微微蜂窩基站)或用戶設備中實施的功能來獲得，并且為與MAC層中的緩沖和調度進行交互的交互智能丟棄功能提供信息，以進行智能丟棄。交互智能丟棄功能也可與監(jiān)測RF環(huán)境的物理層功能進行交互，并且與核心網絡功能或其它基站或網絡元件上的功能進行交互，以交換關于相鄰小區(qū)的RF環(huán)境的信息。交互智能丟棄內的網絡面向功能可向核心網絡功能或相鄰設備上的交互智能丟棄功能提供關于服務、用戶設備和RF環(huán)境的信息。交互智能丟棄方法可向調整RAN/RF參數(shù)以傳輸某些信息包的RF或物理層(PHY)控制模塊提供信息。

主動智能丟棄

根據(jù)一個實施方案，主動智能丟棄為用于在預期會出現(xiàn)超額預訂狀況時預測性地進行智能丟棄并且在實際出現(xiàn)這些超額預訂狀況之前進行丟棄的技術。當網絡帶寬的預期需求超出預期可用帶寬時，可使用主動智能丟棄來降低預期需求。

可被動應用主動智能丟棄。例如，移交的期望引起對更穩(wěn)健的調制的期望，并因此在移動站靠近小區(qū)邊緣時引起對每物理層資源單位的更低吞吐量的期望。主動智能丟棄可用于在發(fā)生實際事件之前進行丟棄，從而使得移交更平穩(wěn)，同時使數(shù)據(jù)丟棄可控，而非由于擁塞導致的數(shù)據(jù)隨機丟失。

可交互應用主動智能丟棄。例如，可通過歷史數(shù)據(jù)得知對相鄰小區(qū)的干擾或來自相鄰小區(qū)的干擾在一天的某個時間(每日上下班等)增加。在主動智能丟棄中，步驟612可確定影響RAN/RF參數(shù)的因素將發(fā)生變化，并且在步驟614中，可基于需要該變化以及步驟620形成的該組吞吐量級別和得分的假設來修改RAN/RF參數(shù)，以便主動修改系統(tǒng)參數(shù)，以使得智能丟棄可基于關于質量和吞吐量的系統(tǒng)策略來維持最佳吞吐量和質量。

主動智能丟棄可基于多種刺激或觸發(fā)事件來進行?？捎糜谟|發(fā)主動智能丟棄執(zhí)行的刺激或觸發(fā)事件的類型的一些實例包括：

(1)運動-如果確定設備不固定或超出某個速度閾值，則主動智能丟棄可基于對運動導致的物理參數(shù)變化(影響吞吐量可用性)的預期來預期進行智能丟棄的需要。

(2)移交的預期-如果確定移交的可能性超出某個閾值度量，則智能丟棄可以可控的方式主動丟棄數(shù)據(jù)，以便使預測的資源減少的質量影響最小化。

(3)一天中的時刻、一周中哪一天或其它歷史模式-歷史數(shù)據(jù)可表明可預期在可預測時間點的資源減少。主動智能丟棄可使系統(tǒng)做好準備，以便平穩(wěn)過渡到更少的資源。

(4)小區(qū)中的活動/不活動用戶設備-小區(qū)中的用戶設備的數(shù)量可用于預測可使被動智能丟棄采取行動的需求波動。

(5)后備資源-主動智能丟棄可通過主動進行智能丟棄以儲備資源用于其它功能(如在應用智能丟棄時可能能夠為更多活動呼叫提供服務的呼叫接納控制)而有助于維持服務質量。

(6)相鄰小區(qū)的變化-關于相鄰小區(qū)的數(shù)量和配置變化的信息包括但不限于：相鄰小區(qū)的數(shù)量、相鄰小區(qū)的位置、小區(qū)運營商、操作頻率和帶寬、活動/空閑UE的數(shù)量、RF/RAN參數(shù)。

另外，主動智能丟棄可提供從一種丟棄級別向另一種丟棄級別的更平穩(wěn)過渡，從而使對服務質量參數(shù)(如抖動和單個包延遲)的影響最小化。

在一個實施方案中，主動智能丟棄也可用于在需要丟棄之前進行丟棄的實施方式中，從而在預期將缺乏資源時應用較低的吞吐量。在一個替代實施方案中，主動智能丟棄可用于以下實施方式：其中標記在預期的資源缺乏期間要丟棄的包以進行快速丟棄，但僅在實際發(fā)生預期的資源缺乏時進行丟棄。

在一個實施方案中，智能丟棄也可起到反作用：在實施容量限制之前將包加速傳輸至信道中。這可避免未來的短期資源限制。

用于建立用于主動實施智能丟棄的模式或歷史的歷史數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)可來自各種來源。例如，RF模塊可收集關于物理環(huán)境的信息。在另一個實例中，MAC層可收集關于包需求和吞吐量以及活動或不活動用戶設備和服務的數(shù)量的信息。在一個實施方案中，可在設備上對該信息進行本地處理，以將輸入轉換成歷史趨勢，或在一個替代實施方案中，可將該信息轉發(fā)至核心網絡或任何其它處理器中的功能，以轉換成歷史趨勢和模式。例如在主動應用交互智能丟棄的情況下，這些歷史趨勢和模式可由設備本地使用或可在設備之間共享。

在以下段落中，描述了與丟棄包有關的各種附加實施方案。一些實施方案參照特定標準進行描述。然而，應認識到，本文所述的實施方案可應用于其它系統(tǒng)和標準。還應認識到，下述智能丟棄的實施方案可通過使用上述系統(tǒng)和方法(包括被動智能丟棄、主動智能丟棄和交互智能丟棄)來實施。例如，下述實施方案可結合以上參照圖4-6描述的智能丟棄的實施方案一起使用。另外，下述實施方案可通過使用上述系統(tǒng)(如參照圖1-3描述的系統(tǒng))的實施方案來實施。

具體地講，根據(jù)下述實施方案中的一個或多個丟棄包可在通信系統(tǒng)中進行調度的任何實體內實施。這包括通過任何形式的基站(包括宏蜂窩基站(macro cell)、微微蜂窩基站(Pico cell)、企業(yè)毫微微蜂窩基站(enterprise Femtocell)、家庭毫微微蜂窩基站(residential Femtocell)、中繼基站或任何其它形式的基站)來調度下行鏈路帶寬。在另一個實施方案中，根據(jù)下述實施方案中的一個或多個丟棄包可通過沿上行鏈路方向傳輸?shù)娜魏涡问降脑O備(包括固定和移動用戶設備以及中繼設備)來進行。根據(jù)另一個實施方案，根據(jù)下述實施方案中的一個或多個丟棄包可通過設在集中指導設備動作或調度多個最終用戶設備所共用的服務(如多播或廣播視頻服務)的核心網絡中的調度算法或模塊來進行。

根據(jù)另一個實施方案，根據(jù)下述實施方案中的一個或多個丟棄包可通過分配上行鏈路帶寬以供另一個實體(如用戶設備)使用的實體(如基站)來預測性地進行。根據(jù)本文所述實施方案中的一個或多個，基站和用戶設備可協(xié)商用戶設備是否能夠丟棄包，或在一些實施方案中，可根據(jù)用戶設備的模式識別來確定用戶設備是否具有智能丟棄能力。

根據(jù)另一個實施方案，下述包的優(yōu)先化可在一個設備(如進行深度包檢測的設備)中進行，并且可導致對包進行標記，其中此標記被另一個設備(如進行智能丟棄的無線基站)使用。

圖6B示出了具有三個主要模塊(即視頻編碼器6110、傳輸系統(tǒng)6120和視頻解碼器6130)的端到端網絡視頻應用。在一個實施方案中，傳輸系統(tǒng)6120包括通信網絡100的設備(圖1)，通信網絡100包括圖3所示的控制系統(tǒng)。

圖7A為圖3的控制響應模塊340的一個實施方案的功能框圖。如上所述，在一個實施方案中，如果需求超出網絡的最大總吞吐量，則控制響應模塊340可通過選擇性丟棄服務內的幀以降低對網絡的需求來響應。在圖7A的實施方案中，控制響應模塊340包括優(yōu)先級/負荷確定模塊744(“確定模塊”)和幀/片選擇模塊746(“選擇模塊”)。如下文更詳細地描述，選擇待丟棄的幀或片可對所得視頻中的視覺體驗的質量具有顯著影響。在一個實施方案中，確定模塊744確定表示該幀與其它幀相比的相對重要性的值，例如負荷或優(yōu)先級。然后，選擇模塊746基于該確定值選擇一個或多個進行丟棄。以下更詳細地描述了確定模塊744和選擇模塊746的操作。

基于視頻質量測量的智能丟棄

圖7B示出了優(yōu)先級/負荷確定模塊744的一個實施方案。在該實施方案中，確定模塊744包括視頻質量測量模塊7110和包優(yōu)先級分配模塊7120。輸入包7130為實施控制響應模塊340的設備所接收的包。輸出包7140為該設備在智能丟棄之后輸出的包。在一些實施方案中，視頻質量測量模塊7110接收丟棄的包的標識符，而非輸出包7140的標識符。視頻質量測量模塊7110根據(jù)客觀視頻質量測量來計算視頻包對總體視頻質量的貢獻。包優(yōu)先級分配模塊7120根據(jù)來自視頻質量測量模塊7110的輸出來分配視頻包的優(yōu)先級。如果一個包對總體視頻質量的貢獻大于另一個包，則將較高優(yōu)先級分配給該包。

可主觀或客觀測量視頻質量。主觀視頻質量測量根據(jù)人的觀察來產生視頻平均意見得分(VMOS)，其可包括多個得分或得分平均值。人通常為視頻的最終消費者，因此人對視頻質量的意見是極其重要的。然而，主觀視頻質量測量因為人的參與而成本高昂，并且結果通常不可精確重現(xiàn)。更重要的是，不能將主觀視頻質量測量并入到系統(tǒng)中，以在運行期做出智能丟棄的自動化決策。與主觀視頻質量測量相比，客觀視頻質量測量依賴于數(shù)學計算來評價視頻質量。由客觀視頻質量測量產生的結果可與得自主觀測量的結果相關。在本說明書中，VMOS可指得自主觀或客觀視頻質量測量的結果。

客觀視頻質量測量算法可分成三類，即全參考、部分參考和無參考客觀視頻質量測量。這些類別之間的主要區(qū)別在于有多少關于參考視頻的信息可用并且用于客觀測量中。參考視頻是指未被測試系統(tǒng)改變的視頻。例如，如果需要測量圖6B的端到端系統(tǒng)(從向視頻編碼器6110的輸入到視頻解碼器6130的輸出)的性能，則參考視頻為輸入到視頻編碼器6110的原始視頻，并且要評估的視頻為來自視頻解碼器6130的經處理的視頻輸出。

全參考視頻質量測量算法測量存在全參考視頻時經處理的視頻的質量。全參考視頻質量測量算法的實例包括PSNR(峰值信噪比)和更復雜的算法，如在ITU.T J.247(“存在全參考時的客觀感知多媒體視頻質量測量”)中標準化的那些。如果采用全參考客觀質量測量算法，則除了與測試中的視頻相對應的包(稱為測試視頻輸入包)之外，輸入包7130還包括與參考視頻相對應的包(稱為參考視頻輸入包)。參考視頻輸入包被用作視頻質量測量模塊7110中的信息，并且不作為輸出包7140的一部分經由通信鏈路來傳輸。

部分參考視頻質量測量算法采用從參考視頻而非全參考視頻中提取的輔助信息來評價經處理的視頻的質量。輔助信息通常需要更少的帶寬進行傳送，因此其可能比全參考視頻更易于得到。部分參考視頻質量測量算法的實例包括在ITU.T J.246(“存在壓縮帶寬參考時經由有線電視網的多媒體服務的感知視頻質量測量技術”)中標準化的那些。如果采用部分參考質量測量算法，則除了與測試視頻輸入包相對應的包之外，輸入包7130還包括參考視頻輸入包，其包含從參考視頻中提取的信息。參考視頻輸入包被用作視頻質量測量模塊7110中的信息，并且不作為輸出包7140的一部分經由通信鏈路傳輸。采用部分參考視頻客觀質量測量的系統(tǒng)中使用的參考視頻包的數(shù)據(jù)量遠小于采用全參考視頻質量測量的系統(tǒng)中使用的參考視頻輸入包的數(shù)據(jù)量。這減少了(例如)經由回程線路(例如圖1和2A中的標準回程線路170或圖2A中的寬帶連接260)的流量。

無參考視頻質量測量算法測量在無任何來自參考視頻的信息的情況下的經處理的視頻的質量。無參考視頻質量測量算法的一個實例基于包有效負載中幀的類型以及丟棄的數(shù)據(jù)量來測量包丟棄之后的視頻的質量。以下章節(jié)更詳細地描述了此類算法的一些實例。

視頻質量測量模塊7110測量基于輸出包7140的質量，輸出包7140為設備在智能丟棄后輸出的包，還基于測試視頻輸入視頻包以及參考視頻輸入包(如果采用全參考或部分參考視頻質量測量算法的話)。丟包對視頻質量的影響取決于輸出包7140。例如，如果包含參考幀的包“A”已被丟棄，則包含由該參考幀預測的幀的包“B”與未丟棄包“A”的情況相比將具有不同優(yōu)先級。

在本發(fā)明實施例的各個實施方案中，視頻質量測量模塊7110可實施全參考、部分參考或無參考客觀質量測量算法。另外，在一些實施方案中，視頻質量測量模塊7110可實施多種類型的算法。例如，部分參考客觀質量測量算法可用于一個視頻流，而無參考客觀質量測量算法可用于另一個視頻流。

智能丟棄優(yōu)先化

如上文部分地討論的，在MPEG-2、MPEG-4和H.264-AVC(MPEG-4第10部分)中，視頻流被編碼成不同類型的幀：幀內編碼幀或I幀(有時稱為幀內幀)、預測編碼幀或P幀以及雙向預測編碼幀或B幀。幀表示以查看設備的幀速率顯示在觀察屏上的內容。例如，美國采用的NTSC標準以29.97幀/秒的速率操作。這些幀由宏塊構成。宏塊對應于幀的16x16像素區(qū)域。

不同幀類型具有不同依賴關系，其可影響視頻信號中的誤差傳播。將I幀編碼使得其不依賴于任何其它幀。這使I幀通常包含最大數(shù)據(jù)量。P幀基于I幀或P幀進行編碼。這允許主要對當前P幀與其依賴的I或P幀之間的差異進行編碼。這又使得P幀通常包含比I幀更少的數(shù)據(jù)，即這些P幀較小且消耗較少的帶寬以進行傳輸。然而，P幀所依賴的幀中的誤差將傳播誤差到P幀的解碼中(即使其不含接收誤差)。B幀既依賴于前一個I或P幀也依賴于后一個I或P幀。這種雙重依賴關系使得B幀通常包含比I幀或P幀更少的數(shù)據(jù)，但促進誤差傳播。I幀和P幀通常被稱為參照幀或參考幀。

這些依賴關系在宏塊級實現(xiàn)。I幀僅包含在不依賴于其它幀中的宏塊的情況下編碼的I宏塊。P幀可包含I宏塊或P宏塊，或兩者。P宏塊基于前一個(或下一個)I幀或P幀進行編碼。B幀可包含I、P或B宏塊或任何組合。B宏塊基于前一個和后一個I或P幀進行雙向編碼。

I幀、P幀和B幀的模式以及相關解碼依賴關系是指圖像組(GOP)或預測結構。如后文所述，可采用預測GOP和相對誤差傳播或攜帶幀或部分幀的潛力的信息的能力或對其的認知，以建立考慮了丟棄賦予服務且相對于其它服務的該服務質量下降的包丟棄規(guī)則。

此外，H.264-AVC增加了與多參考預測結構的可容許依賴關系，使得一個P幀可依賴于多個I或P幀。這也增加了使得B幀依賴于其它B幀而非僅依賴于I和P幀的分級預測結構。以下描述了涉及基線實施方式和增加的實施方案。

H.264不同于較早的標準(如MPEG-2)，因為其解除了是否將圖像用作參考圖像(在NAL單元標題中的nal_ref_idc中信號發(fā)送)與如何編碼該圖像(片標題中的slice_type)之間的關系。除了分級預測結構之外，此設計還提供了更大的靈活性。

H.264位流結構以兩個不同層(即視頻編碼層(VCL)和網絡抽象層(NAL))進行概念性指定。VCL被指定以有效地表示視頻數(shù)據(jù)的內容，而NAL提供了對VCL數(shù)據(jù)和解碼VCL數(shù)據(jù)中所需的輔助數(shù)據(jù)的網絡友好封裝。NAL單元可分成VCL NAL單元和非VCL NAL單元。VCL NAL單元包括編碼片NAL單元和編碼片數(shù)據(jù)分區(qū)NAL單元。其它NAL單元為非VCL NAL單元，如序列參數(shù)集(SPS)和圖像參數(shù)集(PPS)，其界定了編碼片中涉及的序列級和圖像級參數(shù)。

需要注意，H.264將圖像定義為隔行視頻中幀或字段的統(tǒng)稱，因為可分別編碼隔行幀的兩個字段。還應注意，H.264將每個圖像編碼成一個片或多個片。每個片均具有其自己的片標題，片標題包括語法元素片類型，以指示該片是除了其它片類型以外的I片、P片還是B片。然而，除了SPS和PPS中界定的一些通用參數(shù)之外，不存在與每個編碼圖像相關的圖像標題。VCL NAL單元的有效負載為編碼片或編碼片數(shù)據(jù)分區(qū)，而非編碼圖像。H.264規(guī)范允許可將一個圖像編碼成不同類型的片，盡管實際的編碼器可能將一個圖像編碼成同一類型的片。IDR(即時解碼刷新)圖像為一種特殊類型的圖像。解碼順序中位于IDR圖像之后的所有編碼圖像可被解碼，而無需通過解碼順序中位于IDR圖像之前的任何圖像進行圖像間預測。解碼順序中每個編碼視頻序列的第一個圖像為IDR圖像。IDR圖像中的片可為I片或SI片。在本說明書中一些與H.264相關的討論中，幀和圖像可互換使用。在這種情況下，幀相當于由同一類型的片組成的編碼圖像。例如，I幀是指僅由I片組成的編碼圖像。

每個NAL單元被形成為具有1字節(jié)NAL單元標題和NAL單元有效負載。圖7C示出了作為一個實例的簡單的H.264位流的結構。在該具體實例中，位流包含一個SPS和一個PPS，并且IDR圖像僅包含一個片。然而，該位流中這些NAL單元的每一個均可具有一個或多個例子。

NAL單元標題包含三個字段：forbidden_zero_bit、nal_ref_idc和nal_unit_type。圖7D中示出了NAL單元標題的該結構以及每個字段的位寬度。字段forbidden_zero_bit在H.264位流中始終為零。字段nal_ref_idc指示是否將NAL單元用于解碼參考圖像中。參考圖像為可用于將解碼順序中的后續(xù)圖像解碼的圖像。如果nal_ref_idc為零，則意味著NAL單元不用于將解碼順序中的后續(xù)圖像解碼。對于同一圖像中的所有片而言，字段nal_ref_idc應具有相同的值。雖然字段nal_ref_idc有兩位，但對H.264解碼器有意義的是字段nal_ref_idc為零還是非零。

許多不同類型的NAL單元可將nal_ref_idc設置為0。實例為包含非參考圖像的編碼片的NAL單元、包含非參考圖像的編碼片數(shù)據(jù)分區(qū)的NAL單元、補充增強信息(SEI)NAL單元、訪問單元分隔符NAL單元、序列末端NAL單元、流末端NAL單元或填充數(shù)據(jù)NAL單元。

H.264位流中使用的NAL單元結構也被擴展至H.264RTP有效負載格式(在IETF RFC 6184，Y-K Wang等，“H.264視頻的RTP有效負載格式”中描述了H.264RTP有效負載格式)。當通過RTP包傳輸H.264數(shù)據(jù)時，如果檢測到NAL單元存在位誤差或違反語法情況，則可將字段forbidden_zero_bit設置為1。可將字段nal_ref_idc設置為具有更細粒度的值，而非僅設置為零或非零，以指示由編碼器或對位流進行后處理的任何其它設備所確定的相對傳輸優(yōu)先級。

GOP從I幀開始，并且可通過兩個數(shù)字M(參照幀(I或P幀)之間的距離)和N(I幀之間的距離)來表征。參照幀之間的間隙用B幀來填充。通用GOP結構為圖8A所示的M＝3、N＝12開放式GOP。該GOP被視為開放式的，是因為該GOP的最后的B幀依賴于當前GOP的最后一個P幀和下一個GOP的I幀。

圖8A示出了GOP中幀的查看順序。查看順序用幀號1至12表示。幀號1’指示下一個GOP中的第一幀。每個查看順序幀號下方的字母指示該幀號處的幀類型，即I、P或B。箭頭指示特定幀所依賴的幀。例如，幀4為依賴于I幀1的P幀。幀10為依賴于P幀7的P幀。幀5和6為依賴于P幀4和7的B幀。由此可見，I幀1中的誤差會傳播至該GOP中的所有其它十一個幀以及前一個GOP的最后兩個B幀。更糟的是，丟失幀1會使幀2至12以及前一個GOP的最后兩個B幀對解碼器無用。延遲幀1過了顯示它的時間可與丟失幀1具有相同的效果。相反，在該實例中，丟失或錯誤接收B幀不會傳播誤差且僅影響單個B幀。需要注意，H.264中有B幀可依賴于其它B幀的模式，從而建立更復雜的分級結構，但將存在不被其它幀所依賴的“葉節(jié)點”幀。這些葉節(jié)點通常通過在其NAL單元標題中將nal_ref_idc設置為零來指示。

在一些系統(tǒng)中，控制和管理段270通過對I幀應用比P幀和B幀更大的保護來處理誤差傳播這種問題，從而減少不良信號質量對解碼器解碼和顯示視頻的能力的影響。然而，雖然有利，但這也導致已經很大的I幀消耗甚至更多的帶寬。該方法也可導致許多視頻解碼器不支持的幀無序傳輸?shù)膯栴}。

在其它系統(tǒng)中，控制響應模塊340可通過丟幀來響應。一種方法為控制響應模塊340基于要傳輸?shù)膸念愋蛠磉x擇要丟棄的幀。例如，假如要在I、P和B幀之間做出選擇，則控制響應模塊可被配置成在丟棄P幀之前丟棄B幀且在丟棄I幀之前丟棄P幀。例如，可以隨機方式做出關于在同一類型的若干幀之中的哪個幀的決策。對于H.264視頻流而言，可檢驗NAL單元標題中的字段nal_ref_idc，從而在具有非零nal_ref_idc的NAL單元之前丟棄nal_ref_idc等于0的NAL單元。許多不同NAL單元類型的NAL單元可將nal_ref_idc設置為0。在一個實施方案中，如果存在填充數(shù)據(jù)NAL單元，則可在其它NAL單元類型的NAL單元之前將其丟棄。在另一個實施方案中，在nal_ref_idc等于0的NAL單元之間，非VCL NAL單元可在VCL NAL單元之前被丟棄。最初具有等于非零值的nal_ref_idc的NAL單元(為了討論目的，稱為“NAL_c”)可能在將依賴于“NAL_c”的NAL單元丟棄之后不會再用于解碼參考圖像中。在一個實施方案中，控制響應模塊340可將NAL單元“NAL_c”的nal_ref_idc值從非零值修改為零。

相比之下，在本文所述的其它實施方案中，控制響應模塊340分析和利用幀依賴關系來維持觀看者的體驗質量(QoE)，同時智能降低視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆召|量(QoS)，以使用更少帶寬來響應傳輸介質中的擁塞或同時允許該介質上具有更多視頻或數(shù)據(jù)服務。

在一個實施方案中，控制響應模塊340不僅對I、P和B幀進行分類，并且還確定這些幀的相對重要性。如上所述，存在可歸因于誤差傳播和編碼器使用后一個幀的能力的重要性因素。然而，還存在基于具有相同誤差傳播重要性的幀的分布的重要性因素。這些均將參照圖8B進行描述。在確定幀的相對重要性之后，可針對視頻流逐個地做出關于要丟棄哪個幀的決策?；蛘撸绾竺鎸⒚枋龅?，控制響應模塊340不僅可考慮丟棄的幀對單個流的影響，還可能考慮從兩個不同流中的一個或另一個中丟棄幀的相對影響，從而選擇丟棄總體影響最小的那一個幀。

圖8B示出了與圖8A中使用的GOP相同的具有相同依賴關系的GOP。此外，在具有每個幀序號和幀類型的列中，為指示優(yōu)先級、負荷和負荷的替代表述的值。在一個實施方案中，優(yōu)先級、負荷和替代負荷值由確定模塊744確定。以下更詳細地描述了確定模塊744確定優(yōu)先級和負荷值的方式。

在一些實施方案中，所示幀優(yōu)先級和負荷值適用于(例如)通過發(fā)送設備之前的深度包檢測(DPI)設備進行標記。因此，本文中針對確定模塊744所描述的功能可通過另一個設備(包括除了包含參照圖3描述的系統(tǒng)的設備之外的設備)來執(zhí)行。在這種情況下，選擇模塊746使用此前確定的優(yōu)先級負荷值來選擇要丟棄的幀。然而，為了解釋目的，針對確定模塊744描述了優(yōu)先級和負荷確定功能。在一些實施方案中，所描述的確定模塊744的功能可包含在實時配置模塊325中且可在其中實施，或者可有利地使其功能分布在可例如確定數(shù)據(jù)流為視頻流的環(huán)境參數(shù)模塊320、可例如對視頻幀的優(yōu)先級進行實時評估的實時配置模塊325和可例如通過隨時間觀察來確定GOP結構的模式模塊335之間。

在本說明書中，較低優(yōu)先級編號指示幀重要性更高，但應該明確的是可采用反向關系。這些優(yōu)先級指示相對重要性，其可使發(fā)送設備在面臨傳輸介質的擁塞或超額預訂時將幀智能丟棄。將具有較高優(yōu)先級編號的幀優(yōu)先于具有較低優(yōu)先級編號的幀丟棄。

對于圖8B的GOP，在一個實施方案中，需要發(fā)送I幀所有其它幀才有用，因此確定模塊為在幀1處的I幀分配為1的優(yōu)先級值。P幀斷開其對I幀的依賴，因此確定模塊為第一個P幀分配比I幀低的優(yōu)先級(更高編號)，但該優(yōu)先級(更低編號)又高于后續(xù)P幀的優(yōu)先級。按照該模式，確定模塊分別向該GOP中的P幀賦予優(yōu)先級編號2、3和4。本領域的技術人員將認識到，較低優(yōu)先級編號相反地可映射到較低的實際優(yōu)先級，并且較高優(yōu)先級編號可映射到較高的實際優(yōu)先級。

在一個實施方案中，因為B幀依賴于其它幀，所以確定模塊向B幀分配與其所依賴的任何幀相比更低的優(yōu)先級(更高編號)。這對于傳輸順序中編號為8、9、11和12的B幀非常合適，因為這些幀全部依賴于幀號為10的P幀，該幀具有優(yōu)先級4且為具有最低優(yōu)先級的P幀。然而，編號為2和3的B幀也沒有P幀4重要，即使其不依賴于P幀4。這有兩個原因。第一，如前所述，丟棄B幀2或B幀3不會傳播誤差，而丟棄P幀4還需丟棄B幀8、9、11和12。第二，P幀均勻地分布在該GOP中。丟棄P幀往往會導致連續(xù)的多個幀丟失，而不止是一個。因此，在一個實施方案中，確定模塊向B幀分配相比于任何P幀更低的優(yōu)先級(較高編號)。

重要的是，所有B幀在重要性上并非完全相同。具體地講，B幀的重要性可基于相鄰的B幀是否已被丟棄而改變。這是因為在某些情況下，丟棄多個連續(xù)幀比丟棄非連續(xù)幀對視頻質量具有更壞的影響。例如，如果丟棄了B幀5，則隨后丟棄B幀6會導致連續(xù)的2個幀被丟棄。然而，隨后丟棄B幀12卻不會導致這種情況的發(fā)生。

有利地，確定模塊可預測和說明這種重要性變化。為此，在一個實施方案中，確定模塊將初始優(yōu)先級編號5分配至該GOP中的所有B幀。然而，如果存在連續(xù)的B幀，則確定模塊向該GOP中具有更高幀號的B幀分配更低優(yōu)先級(更高編號)。因此，在圖8B的實例中，確定模塊向B幀分配交替優(yōu)先級5和6，以預測這些B幀在相鄰的B幀丟棄之后的重要性變化。在另一個實施方案中，確定模塊向所有B幀分配相同的優(yōu)先級值，并且當需要丟棄時選擇模塊746可選擇B幀以均勻地丟棄，而非一簇一簇地丟棄。

用于確定優(yōu)先級的確定模塊的功能可概括如下：向I幀分配優(yōu)先級1。向依賴于具有優(yōu)先級y的幀的P幀分配優(yōu)先級y+1。如果z為任何P幀的最大優(yōu)先級編號，則：向所有B幀分配優(yōu)先級z+1，或者向兩個參照幀之間的B幀分配優(yōu)先級z+1,z+2,…z+(M-1)，其中M為參照幀之間的間距。或者，向兩個參照幀之間的B幀分配優(yōu)先級z+(M-1),z+(M-2),…,z+1。

在另一個實施方案中，確定模塊可至少部分地基于依賴于某個幀的其它幀的數(shù)量來確定該幀的重要性。例如，圖8B的GOP中位置1處的I幀具有直接或間接依賴于它的其它13個幀。這包括該GOP中的其它11個幀，并且因為該GOP為開放式的，所以還包括依賴于I幀的前一個GOP的最后兩個B幀。所有B幀均無依賴于它們的其它幀。P幀4、7和10分別具有依賴于它們的10、7和4個幀?；谝蕾囮P系的這種值確定在本文中稱為負荷。圖8B示出了該GOP中幀的負荷值。

圖9描述了用于確定GOP中幀的負荷的方法910的一個實施方案。如上所述，該方法可通過確定模塊744來實施。在另一個實施方案中，該方法可通過另一設備或模塊來實施。為了解釋目的，針對確定模塊描述了該方法。在步驟915，確定模塊確定值N(該GOP中幀的數(shù)量)和M(該GOP中參照(I或P)幀之間的距離)。在圖8B的示例性GOP中，N＝12M＝3。該確定可通過分析該GOP中的幀來進行?；蛘?，如果此前已確定這些值，則確定模塊可獲得此前確定的值。

在決策步驟920，確定模塊確定正被考慮的當前幀是否為B幀。如果是，則該方法進行到步驟925，并且確定模塊向當前B幀分配負荷0。在一個實施方案中，可將分配的負荷保存于與該幀或GOP相關的數(shù)據(jù)結構中。在分配后，使該GOP中的下一個幀成為當前幀，并且該方法返回到點927，然后進行決策步驟920。

返回到決策步驟920后，如果當前幀不為B幀，則該方法進行到步驟930。在步驟930，確定模塊確定當前幀的幀查看順序(FVO)。可再次通過分析該GOP中的幀或通過獲得此前確定的FVO來確定該值。在步驟935，確定模塊將負荷分配至當前幀，該負荷等于等式1的結果：

等式1)負荷＝(N-1)+M-FVO

在分配后，使該GOP中的下一個幀成為當前幀，并且該方法返回到點927，然后進行決策步驟920。該過程繼續(xù)進行，直到確定模塊已為該GOP中的每個幀分配負荷值。

如圖8B所示，確定負荷時，確定模塊也可將每個幀計算為以本身為負荷。在該實施方案中，確定模塊將負荷1分配至每個B幀。根據(jù)等式2向參照幀分配負荷：

等式2)負荷＝N+M-FVO

采用任何一種負荷計算，選擇模塊746均可按照首先丟棄那些具有最低負荷的幀來智能選擇要丟棄的幀。對于具有相同負荷的幀而言，當需要丟棄時選擇模塊可均勻地丟棄，即不以相鄰幀的組塊進行丟棄。或者，選擇模塊可基于大小在具有相同負荷的幀之間選擇要丟棄的幀。例如，兩個B幀可具有不同大小，因為一個比另一個包含更多的I或P宏塊。如果可用帶寬資源允許傳輸較大的B幀，則相比于較大的B幀，選擇模塊可優(yōu)先選擇丟棄較小的B幀，因為其包含較少的信息，并且其丟失降低的視頻質量由此應小于丟棄較大的B幀。然而，如果可用帶寬資源不適于傳輸較大的B幀(由于其大小的緣故)，則選擇模塊可丟棄較大的B幀，而非較小的B幀。

圖10示出了不包含任何B幀的GOP。以上參照圖9所述的方法與這些類型的GOP(如來自MPEG-1和H.264-AVC基線配置的那些或者MPEG-2、MPEG-4或H.264-AVC GOP)一起用于無需B幀導致的額外解碼延遲的應用。這些幀本質上并非開放式的，因為不存在具有雙向依賴關系的B幀。確定模塊可使用相同的方法來分析這種類型的GOP。

圖11A示出了另一種類型的GOP，其中三個B幀位于參照幀(M＝4)之間。以上參照圖9所述的方法也適用于這些類型的GOP。具體地講，確定模塊可使用相同的方法來分析這種類型的GOP。

對于H.264位流，NAL單元標題中的nal_ref_idc可能已通過編碼器設置，以指示NAL單元的傳輸優(yōu)先級。例如，對于SPS(序列參數(shù)集)、PPS(圖像參數(shù)集)和IDR圖像的編碼片，RFC 6814建議編碼器應當將nal_ref_idc設置為3；對于參考圖像的非IDR編碼片和參考圖像的編碼片數(shù)據(jù)分區(qū)A，RFC 6814建議編碼器應當將nal_ref_idc設置為2；而對于參考圖像的編碼片數(shù)據(jù)分區(qū)B或編碼片數(shù)據(jù)分區(qū)C，RFC 6814建議編碼器應當將nal_ref_idc設置為1。在一個實施方案中，優(yōu)先級/負荷確定模塊744使用nal_ref_idc值來確定視頻包的優(yōu)先級或負荷。例如，優(yōu)先級確定模塊744將nal_ref_idc等于0的P片設置為具有比nal_ref_idc等于2的P片更低的優(yōu)先級。在一個實施方案中，如果將nal_ref_idc設置為多個值，則優(yōu)先級/負荷確定模塊744會將nal_ref_idc的設置轉發(fā)至幀/片選擇模塊746，以用于選擇幀或片以供丟棄。

如上所述，對H.264解碼器有意義的nal_ref_idc值為零或非零，因此編碼器通常為任何非零nal_ref_idc選擇單個非零值(如1)。在一個實施方案中，如果編碼器最初未正確設置nal_ref_idc的話，控制響應模塊340會修改nal_ref_idc，以更準確地反映包的傳輸優(yōu)先級。這將有助于采用視頻包的優(yōu)先級的傳輸系統(tǒng)6120中的其它功能。例如，幀/片選擇模塊746可使用修改的nal_ref_idc來選擇幀或片以供丟棄。

在另一個實施方案中，在控制響應模塊340中修改nal_ref_idc，以更準確地反映包的傳輸優(yōu)先級(如果一些相關包被丟棄的話)。圖11B示出了包括一個I幀和3個P幀的四個幀的GOP。假設在幀3的所有片中nal_ref_idc均被設置為2。如果丟棄幀4，則降低了幀3的所有片中的nal_ref_idc。這將有助于使用視頻包的優(yōu)先級的傳輸系統(tǒng)6120中的其它功能，如幀/片選擇模塊746。

分級和多參考預測GOP結構

如前所述，允許分級或多參考GOP預測結構的標準(如H.264-AVC)內存在多種特征。就分級GOP而言，B幀可依賴于先前和/或隨后的B幀。使用多參考GOP使P幀可依賴于一個或多個P或I幀。

圖12示出了分級GOP的一個實例。具體地講，圖12示出了查看順序中的12幀(N＝12)分級GOP結構。序列從I幀開始，并且作為開放式GOP，其包括對下一個GOP的I幀(1’)的參考。不存在P幀，且B幀的子集參考其它B幀。例如，B4參考I1和B7，并且B3參考I1和B4。分級關系集合使B幀之間的目的和重要性產生區(qū)別，而在分析未分級GOP時則觀察不到這種區(qū)別。這為確定模塊考慮何時分析GOP中的誤差傳播以及何時計算幀負荷和優(yōu)先級提供了附加信息。

例如，在一個實施方案中，控制響應模塊340可以要求丟棄單個B幀以滿足可用容量，則幀B2、B3、B5、B6、B8、B9、B11或B12會優(yōu)先于幀B4、B7和B10，因為前面的列表包含所有‘葉’節(jié)點，而丟棄這些葉節(jié)點對后續(xù)幀無影響。在該實施方案中，控制響應模塊340丟棄葉節(jié)點，而非其它幀所依賴的節(jié)點。在一個實施方案中，將一些葉節(jié)點丟棄之后，曾經具有等于非零值的nal_ref_idc的幀可能不再會具有依賴于它的任何幀。在這種情況下，控制響應模塊340可以將與該幀相對應的所有NAL單元的nal_ref_idc設置為零。

圖13示出了多參考GOP的一個實例。在該實例中，幀P2僅具有一個參考幀I1。然而，幀P3參考前兩個幀P2和I1。幀P4參考P3、P2和I1。這些附加參考改善了數(shù)據(jù)壓縮并且減小了該GOP中后面的P幀的大小。

在一個實施方案中，確定模塊將替代確定過程用于分級和多參考GOP結構(如圖12和13的GOP)中。在一個實施方案中，確定模塊根據(jù)GOP中依賴于各幀的幀的數(shù)量將負荷分配至每個幀。在做出該評估時，確定模塊考慮兩類依賴關系：直接和間接。圖14示出了一組4個普通幀F(xiàn)1-F4以進行討論。幀F(xiàn)2被視為直接依賴于幀F(xiàn)1，因為幀F(xiàn)2直接參考幀F(xiàn)1以解碼其信息。幀F(xiàn)3為第一級，其間接依賴于幀F(xiàn)1，因為幀F(xiàn)3直接參考幀F(xiàn)2，并且?guī)現(xiàn)2直接參考幀F(xiàn)1。通過擴展，幀F(xiàn)4為第二級，其間接依賴于幀F(xiàn)1。

圖15示出了用于計算直接幀負荷的方法1510。如上所述，該方法可通過確定模塊744來實施。在另一個實施方案中，該方法可通過另一設備或模塊來實施。為了解釋目的，針對確定模塊描述了該方法。

在步驟1520，確定模塊計算N，即當前正被處理的GOP的長度或大小。在步驟1530，確定模塊將幀號分配至每個幀，其從前導I幀的1開始。在一個實施方案中，這些幀號為幀的幀查看順序。在步驟1540，確定模塊創(chuàng)建大小為N×N的表D以存儲中間負荷信息。確定模塊還創(chuàng)建大小為N的加權向量X。在另一個實施方案中，確定模塊采用現(xiàn)有的表和向量，而非創(chuàng)建新的表和向量。在步驟1550，確定模塊通過將表D中的每一個值設置為零來將其初始化。在另一個實施方案中，該表可能先前已被初始化。

在步驟1560，確定模塊在表D中直接彼此依賴的幀之間建立映射。具體地講，對于該GOP中的每個幀i而言，確定模塊檢測和記錄對該GOP中的所有其它幀j的依賴關系。一旦識別幀i對幀j的依賴關系，則將值1分配至表D中的位置(i,j)處，其中i表示列且j表示行。例如，如果幀2為考慮中的當前幀(i)且依賴于幀1(j)，則確定模塊將值1分配在表D中的位置(2,1)處。本領域的技術人員將認識到，以i作為列且j作為行的表示法D(i,j)在邏輯上相當于表示法D(j,i)，前提是在整個算法中始終一致地使用該表示法。

在步驟1570，確定模塊確定每個幀的加權直接幀優(yōu)先級。具體地講，對于每個幀j而言，確定模塊針對所有I值對表D(i,j)的值進行求和并加1。該和為對幀j的直接依賴關系的數(shù)量。然后，確定模塊將所述和乘以得自加權向量X的權值X(j)。確定模塊可將所得值保存于長度N向量中。該結果向量中的值表示該GOP中幀的加權直接幀優(yōu)先級。

圖18示出了直接幀負荷表D。根據(jù)采用圖12所示的GOP的參照圖15描述的方法，生成了圖18的表D。如所示的，表D中的每個項(i,j)指示幀(i)是否依賴于幀(j)。例如，因為幀B3依賴于該GOP中的B4，所以值1位于D(3,4)處。圖18也顯示了每個幀j的所得加權直接優(yōu)先級。其結果為所述幀的值的和，即表D中所述幀的行中的1的和，加上1，再乘以得自圖16所示的加權向量X的相應權值。如所示的，幀I中的幀I1具有最高優(yōu)先級。然而，與確定模塊根據(jù)以上參照圖9所述的方法產生的B幀負荷相比，圖18所示的B幀負荷基于依賴關系的數(shù)量。因此，確定模塊分配1、5或7個單位的負荷給B幀。

在一個實施方案中，確定模塊在步驟1560認為每個幀依賴于其本身。在該實施方案中，在步驟1570，確定模塊無需將得自表D的和加1。

在另一個實施方案中，確定模塊用1xN向量D’來代替直接幀負荷表D。在該實施方案中，在步驟1590，對于依賴于幀j的每個幀i而言，確定模塊將D’(j)加1。然后，對于每個元素j，通過將D(j)乘以X(j)來計算幀j的加權直接優(yōu)先級。

如同所述，方法1505根據(jù)至少以下兩個因素得出幀之間的優(yōu)先級的相對描述：(1)直接依賴的幀的數(shù)量和(2)幀權值?？梢远喾N方式創(chuàng)建加權向量X(j)。

例如，在一個實施方案中，加權向量X包含多個值，使得分配至I幀的權值大于P幀，而P幀的權值又大于B幀。圖16示出了針對圖12所示的GOP的具有該結構的加權向量X。在該實例中，I幀、P幀、B幀的加權向量X的值分別為3、2和1。因此，向幀1(唯一的I幀)分配的值為3，并且向其余幀(全部為B幀)分配的值為1。

在另一個實施方案中，加權向量X包含基于幀大小的多個值。在一些情況下，提高較大幀的優(yōu)先級是有利的，因為這些幀與較小幀相比最有可能包含附加場景細節(jié)或運動。在加權中采用大小的做法可以不考慮幀的類型(I、B或P)，或者可同時考慮幀的大小和類型兩者。例如，參照圖12的GOP，葉幀B5和B6可包含重要的場景細節(jié)或運動。在這種情況下，這些B幀將大于其余葉B幀和非葉B幀。加權向量X可通過提高與幀B5和B6相對應的加權值來對此進行說明。

在一個實施方案中，根據(jù)幀的相對或絕對大小向加權向量分配相對權值(例如1-10)。在一個實施方案中，采用閉式表達式、直方圖函數(shù)或另一種類型的函數(shù)來進行分配。在一個實施方案中，分配函數(shù)產生整數(shù)或實數(shù)形式的權值。該函數(shù)可為線性或非線性函數(shù)。

圖17示出了加權向量X，其中加權值包含幀的大小(如上所述)。加權向量對應于圖12所示的GOP?？蓮膱D17中看出，幀I1由于其大小而具有最大權值。非葉節(jié)點幀B7、B4和B10由于這些幀的較大編碼大小而具有大于1的權值。因為葉節(jié)點B5和B6包含大量細節(jié)或運動，所以其較大的大小會導致高于所有其它B幀的權值。

圖19示出了用于根據(jù)直接依賴關系和間接依賴關系來確定負荷的方法1902。如上所述，該方法可通過確定模塊744來實施。在另一個實施方案中，該方法可通過另一設備或模塊來實施。為了解釋目的，針對確定模塊描述了該方法。

步驟1905、1910、1915、1920、1925和1930與參照圖15描述的方法1505的相應步驟類似。關于實施這些步驟的細節(jié)，請參照上面關于圖15的描述。在步驟1935繼續(xù)，確定模塊創(chuàng)建總負荷表T。確定模塊將步驟1930產生的表D的值復制到表T中?？傌摵杀鞹為確定模塊用來確定直接和間接依賴關系對負荷的影響的N×N表。例如，對于圖12的GOP，確定模塊744采用該追溯法來說明幀B9對幀I1(經由B7)的依賴性。具體地講，確定模塊將幀B9對幀I1的負荷包括在幀I1的負荷值內。在一個實施方案中，確定模塊采用追溯法來說明一個幀對另一個幀的間接依賴關系。

在步驟1940，確定模塊將其兩個索引i和j的值設置為等于1。在步驟1945，確定模塊確定表T中位置(i,j)處的值是否大于零。這樣，確定模塊確定幀j是否具有依賴于它的幀。如果是，則該方法進行到步驟1950。在步驟1950中，確定模塊采用依賴間接負荷表D對于幀j確定是否幀j本身依賴于任何其它幀。如果是，則將依賴于幀j的幀包括在j所依賴的幀的負荷中。例如，采用圖12中引用的GOP和圖18的表D，在直接負荷表D中將幀B9對B7的直接依賴性指示為D(9,7)的值等于1。在步驟1250，確定模塊確定B7本身是否依賴于任何幀。確定模塊通過搜索表D的第7列以確定是否存在任何大于零的項來完成該過程。在該實例中，發(fā)現(xiàn)1位于表位置D(7,1)，這表明幀B7依賴于幀I1。因此，根據(jù)定義，幀B9為第一級，其間接依賴于幀I1。通過將1設置在總負荷表T中的位置T(9,1)處來記錄該信息。圖20示出了參照圖19描述的總幀負荷表T。表T中的陰影部分的值表示確定模塊采用圖19的方法獲得的間接依賴關系。

從步驟1950繼續(xù)進行，或者如果決策步驟1945的結果為否，則該方法進行到步驟1955。在步驟1955，確定模塊將索引j與值N進行比較。如果j小于N，則該方法進行到步驟1960。在步驟1960，確定模塊將索引j加1，并且該方法返回到決策步驟1945。返回到決策步驟1955，如果索引j不小于N，則該方法進行到步驟1965。在步驟1965，確定模塊將索引j設置為等于1。在步驟1970繼續(xù)，確定模塊確定索引i是否小于N。如果i小于N，則該方法進行到步驟1975。在步驟1975，確定模塊將索引i加1，并且該方法返回到決策步驟1945。返回到決策步驟1970，如果索引i不小于N，則該方法進行到步驟1985。

步驟1940、1955、1960、1965、1970和1975的作用為通過確定模塊采用二級‘嵌套’循環(huán)來評價該GOP的依賴關系。從而，確定模塊探查直接負荷表D中的所有值以在總負荷表T中制表。

在確定模塊在步驟1970中到達‘否’決策之后，嵌套循環(huán)結束。這時，總負荷表T包含所有GOP幀之間的直接和第一級間接幀關系。在步驟1985，對于每個幀j而言，確定模塊針對所有i值對表T(i,j)值進行求和，加上1，然后將該結果乘以權值X(j)。需要注意，加1使負荷變?yōu)榉橇?，從而可區(qū)分不同權值。例如，如果無依賴關系(具有相同負荷)的兩個B幀具有不同權值(例如，如果其為不同大小)，則不加1會使負荷均為零，從而使這兩個B幀的負荷與相應權值的乘積為零。然而，加1可使這兩個B幀的負荷與權值的乘積不相等。所得的N(長度向量)為該GOP的加權總幀優(yōu)先級。由確定模塊確定的總幀優(yōu)先級如圖20所示，其中所用加權向量為圖16所示的加權向量。

參照圖19描述的‘追溯’方法將根據(jù)直接依賴關系和單級間接依賴關系來計算幀負荷。本領域的技術人員將意識到，該方法可被擴展到包括所有間接依賴關系的作用，而不限于依賴級別的數(shù)量。換句話講，‘追溯’方法可被設計成使得確定模塊追尋從根節(jié)點到葉節(jié)點的依賴關系。

擴展依賴關系追蹤的一個實施方案為通過確定模塊來創(chuàng)建n-1個附加負荷表T2至Tn，其中每個負荷表均表示從直接依賴關系到第n級間接依賴關系的所有依賴關系的累積表示。例如，表T3將表示直接依賴關系以及所有第一級、第二級和第三級間接依賴關系。根據(jù)圖19的方法，步驟1935-1975將通過確定模塊針對每個表Tn來進行。在這些步驟中，Tn代替表T，并且表T(n-1)代替表D。一旦表Tn的所有元素等于表T(n+1)的所有元素(即通過創(chuàng)建附加負荷表T(n+1)未識別到新的依賴關系)時，確定模塊將結束表生成。

在另一個實施方案中，確定模塊可考慮重復依賴關系。例如，如在基于圖12的GOP的圖18的表中所述，如果幀之間存在不止一個依賴關系路徑，則上述方法不會導致幀負荷增加。例如，盡管幀I1與B3之間存在兩個依賴關系路徑，但由于依賴幀B3而向幀I1提供1個負荷單位。一個為直接路徑；另一個為經由幀B4的間接路徑。在一個實施方案中，確定模塊對這些重復參考進行說明，以便進一步放大幀負荷之間的差異。例如，在上述情況中，由于幀B3與I1之間的第二個重復參考而向幀I1提供另一個負荷單位。

參照圖15和19描述的方法考慮了GOP內的依賴關系。在其它實施方案中，確定模塊也可考慮開放式GOP結構中存在的GOP間的依賴關系。

如上所述，多種方法可用于創(chuàng)建有用的權值向量X，以供確定模塊用于計算總幀優(yōu)先級。例如，如以上參照圖16和17所述，可根據(jù)幀類型(I、P或B)、按照幀大小或這兩者的某種組合來分配權值。

在另一個實施方案中，將權值向量擴展至大小為N×N的權值表X的形式。在該方法中，在分配權值和計算優(yōu)先級時，考慮了關于幀依賴關系的其它信息。在一個實施方案中，根據(jù)正被考慮的幀之間的關系的‘直接性’，將權值應用于依賴關系。即，應用于直接依賴關系的權值大于應用于間接依賴關系的權值。在另一個實施方案中，第一級間接依賴關系的加權值高于第二級間接依賴關系。類似地，第二級間接依賴關系的加權值高于第三級間接依賴關系，依此類推。

例如，權值3、2和1可分別應用于直接依賴關系、第一級間接依賴關系和第二級間接依賴關系。圖21示出了用于將該加權方案用于圖20的總幀負荷表T的權值表X。

大小為N×N的權值表X可代替圖19的步驟1985中大小為N的權值向量X。當采用權值表X時，可通過針對所有i(從1到N)值對T(i,j)*X(i,j)的乘積進行求和來計算每個幀j的加權總幀優(yōu)先級。

有利地，該方法考慮了在幀誤差在該GOP中傳播時，誤差傳播可通過I宏塊來緩解。因此，由于幀之間的‘直接性’級別的降低，依賴關系的重要性也可降低。

片

在MPEG-2、MPEG-4和H.264中，幀可進一步分成片。片包含整數(shù)個來自同一個幀的宏塊?？赏ㄟ^使用幀的單個片來將幀分成片。也可將幀分成j片，其中每個片均包含固定數(shù)量的宏塊?；蛘撸蓪殖蒶片，其中每個片包含可變數(shù)量的宏塊。一個片內的宏塊不依賴于來自同一個幀的其它片中的宏塊。如果片小于整個幀，則丟失該片對視頻質量的影響將小于丟失整個幀。

與幀一樣，存在I片、P片和B片。I片僅包含在不依賴于其它幀中的宏塊的情況下編碼的I宏塊。P片可包含I宏塊或P宏塊，或兩者。P宏塊基于前一個(或下一個)I幀或P幀被編碼。B片可包含I、P或B宏塊或任何組合。B宏塊基于前一個和后一個I或P幀被雙向編碼。

此前針對幀描述的相同優(yōu)先化方法可應用于片。例如，確定模塊可向作為I幀一部分的I片分配與原I幀相同的負荷和優(yōu)先級。類似地，可向P片的負荷和優(yōu)先級分配與原P幀相同的負荷和優(yōu)先級?？上駼片的負荷和優(yōu)先級分配與原B幀相同的負荷和優(yōu)先級。

由于可獨立于構成幀的其它片中的宏塊來解碼該幀的一個片中的宏塊，所以將片優(yōu)先化可允許在擁塞期間或在降低數(shù)據(jù)率是必要的或有利的的其它時間期間進行更細粒度的丟棄。

除了基于負荷和幀或片類型進行優(yōu)先化之外，確定模塊還可基于具有相同負荷的片所包含的每種宏塊的相對數(shù)量來進一步區(qū)分這些片。例如，如果兩個P片具有相同負荷，則具有較多I宏塊和較少P宏塊的P片的優(yōu)先級可高于具有較少I宏塊或較多P宏塊的P片?；蛘?，細粒度優(yōu)先級調整可基于片內I宏塊與P宏塊的比率。類似的細粒度優(yōu)先級調整可基于I、P和B宏塊的計數(shù)或比率而應用于B片。在另一個實施方案中，因為I宏塊通常包含比P宏塊更多的數(shù)據(jù)，并且P宏塊通常包含比B宏塊更多的數(shù)據(jù)，所以確定模塊可基于片中所包含的宏塊的平均大小來調整優(yōu)先級。這可通過用以字節(jié)計的片大小除以片中宏塊的數(shù)量來計算。

在一個實施方案中，確定模塊實施評分系統(tǒng)。例如，確定模塊可應用說明具有相同優(yōu)先級或負荷的片中的宏塊之間的差異的調整，同時不會使片跨越到不同優(yōu)先級或負荷。在一個實施方案中，確定模塊采用某個數(shù)值，以使得從優(yōu)先級值中減去或向該值加上該數(shù)值使優(yōu)先級值移動至不到至下一個較低或較高優(yōu)先級的半程。如果優(yōu)先級之間的差值為整數(shù)值1，則可采用大于零但小于0.5的任何數(shù)值x。例如，x可等于0.4。

圖22示出了用于基于片中的宏塊來修改該片的優(yōu)先級的方法2205。如上所述，該方法可通過確定模塊744來實施。在另一個實施方案中，該方法可通過另一設備或模塊來實施。為了解釋目的，針對確定模塊描述了該方法。另外，在本說明書中，較低優(yōu)先級編號是指較高優(yōu)先級。本領域的技術人員將認識到，該方法也可用于基于幀中的宏塊來修改該幀的優(yōu)先級。

在決策步驟2210，確定模塊確定該幀中的當前片是否為I片。如果是，對當前片的評價結束，并且考慮下一個片。如果當前片不為I片，則該方法進行到步驟2220。在步驟2220，確定模塊確定值y，即作為I宏塊的宏塊在當前片中的百分比。在步驟2230繼續(xù)，確定模塊通過將x乘以y并從該片的當前優(yōu)先級中減去其乘積來調整當前片的優(yōu)先級。這樣，該片中存在I宏塊會導致該片具有更低的優(yōu)先級編號，即更高的有效優(yōu)先級。

在步驟2240繼續(xù)，確定模塊確定當前片是否為P片。如果是，對當前片的評價結束，并且考慮下一個片。如果當前片不為P片，則該方法進行到步驟2250。在步驟2250，確定模塊確定值z，即作為B宏塊的宏塊在當前片中的百分比。在步驟2260繼續(xù)，確定模塊通過將x乘以z并將其乘積加上該片的當前優(yōu)先級來調整當前片的優(yōu)先級。這樣，該片中存在B宏塊會導致該片具有更高的優(yōu)先級編號，即更低的有效優(yōu)先級。在另一個實施方案中，可將與步驟2230中使用的x值不同的x值用于該步驟中，以便對相對優(yōu)先級提供更大的控制。如同所述，確定模塊可針對每個片重復該過程，以便確定對該片的優(yōu)先級的調整。

圖23A示出了用于基于片中的宏塊來修改該片的優(yōu)先級的方法2305。如上所述，該方法可通過確定模塊744來實施。在另一個實施方案中，該方法可通過另一設備或模塊來實施。為了解釋目的，針對確定模塊描述了該方法。另外，在本說明書中，較低優(yōu)先級編號是指較高優(yōu)先級。本領域的技術人員將認識到，該方法也可用于基于幀中的宏塊來修改該幀的優(yōu)先級。

步驟2310、2320、2330和2340與圖22的方法2205的相應步驟相同。關于實施這些步驟的細節(jié)，請參考關于圖22的相應步驟的描述。在步驟2350繼續(xù)，確定模塊確定數(shù)值z，其表示作為P宏塊的宏塊在當前片中的百分比。在步驟2360繼續(xù)，確定模塊通過將x’乘以z并從該片的當前優(yōu)先級中減去其乘積來調整當前片的優(yōu)先級。在該步驟中，x’的計算類似于x，但該值使得針對B片中的P宏塊和I宏塊應用不同的調整。

本領域的技術人員將意識到，可基于I、P和B宏塊的數(shù)量、百分比或大小來對片或幀優(yōu)先級做出其它調整。

一些視頻標準(如H.264-AVC)允許具有冗余片。冗余片含有冗余信息，以防原始幀丟失或損壞。為了進行優(yōu)先化丟棄，向冗余片分配低于B片的優(yōu)先級級別，因為解碼器通常不需要冗余片。

一些視頻標準(如H.264-AVC)允許具有可使得在視頻流之間進行更容易或更快的切換的切換片。SI片允許在完全不同的流之間進行切換。在一個實施方案中，如果未預期流切換，則向SI片分配低于B幀的優(yōu)先級，因為解碼器通常不會使用SI片。然而，如果預期切換流比較頻繁(如在同時流動多個視頻流的多播或廣播系統(tǒng)中)，則策略可規(guī)定SI片的優(yōu)先級，并且SI片可被優(yōu)先化至高于B或P片，但通常不高于I片。類似地，SP片允許在以不同速率或分辨率編碼的具有相同視頻內容的流之間進行更容易或更快的切換。除非要進行此切換，否則向SP片分配低于B片的優(yōu)先級。然而，如果要進行此切換，則以與P片相同的方式向SP片分配優(yōu)先級。

SI和SP片均可用于由觀看人控制的視頻回放和管理功能。例如，人們可選擇對正在觀看的內容進行快進或倒帶。一旦已開始此回放，人們可選擇改變觀看流(或如廣播視頻中通常描述的‘頻道’)，或者調節(jié)顯示分辨率和/或屏幕大小。根據(jù)視頻標準和編碼方法，這些觀看者請求可能涉及使用或增加使用SP和/或SI幀。因為用戶控制響應時間為視頻傳輸和回放系統(tǒng)的一個關鍵性能度量，所以SP和/或SI幀的重要性在此類用戶請求周期期間實質上更高了。

在一個實施方案中，SI和SP幀的動態(tài)優(yōu)先化用于檢測用戶請求并通過提高SI和SP幀的幀優(yōu)先級來響應。這可例如通過控制響應模塊340來實現(xiàn)。請求檢測可采用若干形式。一種方法為監(jiān)測上行鏈路控制流量(沿視頻流量的相反方向移動)，以便檢測特定的用戶請求。另一種形式為確定SI和SP幀的基線幀速率(例如采用幀數(shù)/秒測得的)，并且檢測當前SI或SP幀速率以某個預定閾值(例如系數(shù)2x)超出該基線速率的時段。一旦檢測到用戶請求，則提高SI或SP幀的優(yōu)先級級別，并且甚至可使其超過當前分配給I幀的優(yōu)先級級別?？梢栽谟脩粽埱笠约澳硞€可配置的超時期間內維持提高的優(yōu)先級級別。

數(shù)據(jù)劃分

在一些視頻標準(如H.264-AVC)中，片中的數(shù)據(jù)可進一步設置在數(shù)據(jù)分區(qū)中。例如，H.264-AVC中的片可劃分成三個數(shù)據(jù)分區(qū)。數(shù)據(jù)分區(qū)1包含片標題和每個宏塊的標題數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分區(qū)2包含來自該片的I或SI宏塊的數(shù)據(jù)部分。數(shù)據(jù)分區(qū)3包含來自該片的P、B和SP宏塊的數(shù)據(jù)部分。這些數(shù)據(jù)分區(qū)可獨立傳輸。數(shù)據(jù)分區(qū)1和2均對恢復I宏塊是必要的，因此可將其聯(lián)系在一起，以供確定模塊進行丟棄優(yōu)先化。通過將片優(yōu)先級調整方法用于數(shù)據(jù)分區(qū)2并向數(shù)據(jù)分區(qū)1分配相同優(yōu)先級，可以調整分區(qū)1和2的優(yōu)先級?；蛘撸驗閿?shù)據(jù)分區(qū)1對于使用數(shù)據(jù)分區(qū)3也是必要的，所以可向數(shù)據(jù)分區(qū)1分配比數(shù)據(jù)分區(qū)2的優(yōu)先級略高的優(yōu)先級。通過將片優(yōu)先級調整方法用于數(shù)據(jù)分區(qū)3，可以調整數(shù)據(jù)分區(qū)3的優(yōu)先級。

可分級視頻位流

H.264具有可分級視頻編碼(SVC)擴展。SVC編碼器可生成具有分層結構的視頻位流。SVC位流的基極層可通過符合H.264的解碼器進行正確解碼。增強層可在不同方面提高視頻保真度，如信噪比(SNR)、空間分辨率或時間分辨率。時域分級為一種H.264中存在的特征，然而SVC中引入的句法特征可使其更易于使用。

在本文中，H.264通常指H.264規(guī)范中除SVC和MVC(多視點視頻編碼)擴展之外的部分，并且SVC是指H.264規(guī)范的附件G中規(guī)定的可分級視頻編碼擴展。

SVC與H.264向后兼容，因此SVC解碼器可解碼H.264中定義的所有NAL單元。SVC還引入了新的NAL單元類型，其值保留在H.264中。SVC位流可包含H.264中不存在的三種NAL單元類型。這些類型為前綴NAL單元(nal_unit_type等于14)、子集序列參數(shù)集(nal_unit_type等于15)和編碼片擴展NAL單元(nal_unit_type等于20)。子集序列參數(shù)集NAL單元的結構與任何H.264NAL單元的結構相同，但前綴NAL單元和編碼片擴展NAL單元具有不同結構，如圖23B所示。這兩種NAL單元類型具有位于8位H.264NAL單元標題之后的24位NAL單元標題SVC擴展。

圖23C示出了24位NAL單元標題SVC擴展的結構。字段priority_id為優(yōu)先級標識符。如果設置，priority_id的較低值指示較高優(yōu)先級。然而，其值不會影響解碼過程，并且可通過應用而設置(如果必要)在該規(guī)范定義的限制范圍內。字段dependency_id指定了NAL單元的依賴關系標識符。具有相同dependency_id的所有NAL單元屬于相同的依賴關系表示。依賴關系表示對應于空域分級層或具有零的粗粒度SNR(CGS)分級層或偏中粒度SNR分級層。CGS層類似于空域分級層，并且這些層采用同一組層間預測編碼工具。CGS層對具有相同分辨率的視頻提供SNR增強，而空域分級層對視頻分辨率提供增強。字段temporal_id指示時域分級層。將字段quality_id分配至中粒度SNR(MGS)分級層。MGS分級層也對具有相同分辨率的視頻提供SNR增強，但這是通過傳輸附加變換系數(shù)而逐步提高信號保真度來實現(xiàn)的。

圖23D示出了SVC位流分級結構。在該3維圖中，每個立方體均對應于具有相同三元組(dependency_id,temporal_id,quality_id)的整個位流中的所有NAL單元。位流解析和提取可通過NAL單元標題的SVC擴展中的這3個字段來完成。

圖23E示出了具有3個時間級別、2個依賴關系級別和2個質量級別的樣本SVC位流的結構。具有較高dependency_id值的層為空域分級層，其在每個維度中的分辨率為具有較小dependency_id值的基極層的兩倍。在該圖中，每個立方體均對應于一個圖像中具有相同三元組(dependency_id,temporal_id,quality_id)的所有NAL單元。該圖示出了5個幀的位流。如果用戶想要提取具有低分辨率的視頻位流，則可通過丟棄dependency_id大于0的所有NAL單元來實現(xiàn)。可以按類似的方式提取時域可分級層，只不過需檢驗temporal_id而非dependency_id。可丟棄質量層，以對位速率和視頻質量之間的權衡進行微調控制。如果最大幀速率為30個幀/秒(FPS)，并且希望以15FPS來提取具有較低分辨率的低質量級別的位流，則位流提取器可僅保留dependency_id等于0、quality_id等于0且temporal_id小于2的NAL單元，并丟棄所有其它NAL單元。在圖23E中，深色立方體對應于在本實例中未丟棄的位流部分。

在一個實施方案中，控制響應模塊340以與上述H.264位流類似的方式使用SVC位流中NAL單元的nal_ref_idc。SVC編碼器可設置前綴NAL單元和編碼片擴展NAL單元的priority_id字段以指示傳輸優(yōu)先級。在一個實施方案中，字段priority_id的值可用于確定包丟棄的順序。在另一個實施方案中，在未正確設置priority_id的值或包的優(yōu)先級由于相關NAL單元的丟棄而改變時，可修改priority_id的值，以更準確地反映包的傳輸優(yōu)先級。

基于其它視頻特性的包優(yōu)先化

在一個實施方案中，基于至少部分地由視頻特性(如視頻分辨率、視頻幀速率、視頻數(shù)據(jù)率)確定的優(yōu)先級進行智能丟棄包，這些視頻特性又由視頻流或信號傳送報文確定或估算。確定應當如何丟棄包的視頻包優(yōu)先級可根據(jù)視頻流的數(shù)據(jù)率來調整。例如，當剛開始擁塞時，將較高數(shù)據(jù)率流的包的優(yōu)先級調整為低于具有較低數(shù)據(jù)率的包。也可將包的優(yōu)先級調整與視頻幀大小成正比但與幀速率成反比的量。例如，相比于以30個幀/秒操作的視頻流的單個幀，以60個幀/秒操作的視頻流的單個幀在給定時段內為較小百分比的數(shù)據(jù)。因為丟失以60個幀/秒操作的視頻流中的一個幀沒有丟失以30個幀/秒操作的視頻流中的一個幀明顯，所以可向以30個幀/秒操作的流提供高于以60個幀/秒操作的流的優(yōu)先級。

一旦(例如)采用上述技術將視頻幀優(yōu)先化，則發(fā)送設備(如下行鏈路上的無線基站或上行鏈路上的用戶站(如無線固定、便攜或移動用戶設備))中的調度程序(如圖2B中的調度程序278)可以使用該信息，以在擁塞期間進行智能丟棄或者優(yōu)化呼叫和服務向系統(tǒng)中的接納。在這些系統(tǒng)中，視頻幀通常包含在諸如互聯(lián)網協(xié)議(IP)包的數(shù)據(jù)包中。

圖24為系統(tǒng)的一個實施方案的功能框圖，所述系統(tǒng)使用優(yōu)先化來確定在可用帶寬小于將所有包傳輸至所有接收器所需的帶寬時要丟棄的數(shù)據(jù)包。所述系統(tǒng)可以最小化用戶體驗降級的方式通過丟棄與某些服務相關的所選包來使這些服務降級。在一個實施方案中，采用了此前描述的針對視頻的優(yōu)先化方案。在一個實施方案中，所述系統(tǒng)在基站或接入點的MAC層276(見圖2B)或用戶站的調度程序中實施。然而，如下所述，所述功能可在不同設備中實施。在一個實施方案中，優(yōu)先化和標記模塊(“確定模塊”)2410、調度程序隊列2420和調度程序2440實施以上結合圖3的控制響應模塊(優(yōu)化模塊)340所述的功能。

優(yōu)先化和標記模塊2410優(yōu)先化包以供丟棄。這可采用上述用于優(yōu)先化視頻包的方法，但本領域的技術人員將認識到，可將不同方法用于不同類型的數(shù)據(jù)流，如視頻與語音。優(yōu)先化和標記模塊2410可位于發(fā)送設備本身中，或者可位于單獨的設備(如DPI設備)中，其中該單獨設備標記幀，例如在將視頻幀傳送至發(fā)送設備之前將位附加或插入到含有視頻幀的包中。在圖24所示的系統(tǒng)的一個實施方案中，優(yōu)先化和標記模塊2410實施結合圖7A的優(yōu)先級/負荷確定模塊744描述的功能。類似地，在圖24所示系統(tǒng)的一個實施方案中，調度程序2440實施結合圖7A的幀/片選擇模塊746描述的功能，并因此也可被稱為選擇模塊。該優(yōu)先化允許對丟棄與一類服務(例如視頻或語音)相關的包與對該服務的相應降級量之間的權衡進行評價，如下文更充分地描述的。在優(yōu)先化之后，將包傳送至調度程序或傳輸隊列2420。

丟棄可能在優(yōu)先化和標記模塊2410對包(例如視頻幀)進行排隊時進行(如圖25中的流程圖所示)，或者調度程序2440可在將包放置在該調度程序使用的隊列2420中之后丟棄包(如圖26中的流程圖所示)。如圖25所示，優(yōu)先化和標記模塊(例如)經由回程線路170從核心網絡102接收的包(步驟2510)由優(yōu)先化和標記模塊2410來評價，以確定這些包是否滿足丟棄標準(步驟2520)?；蛘撸摴δ芸稍谡{度程序中實施。在步驟2540，丟棄滿足丟棄標準的包，并且在步驟2530，將不滿足丟棄標準的包放置在調度程序的隊列2420中。然后，流程返回到步驟2510。如果在對包進行排隊時將其丟棄(如圖25所示)，則優(yōu)先化和標記功能2410無需標記這些包。

如圖26所示，也可對已在調度程序的隊列2420中排隊的包進行丟棄過程。在步驟2610，調度程序等待在其隊列中接收包。對所接收的包的檢驗可為周期性的，例如由1毫秒計時器驅動，或者可能為非周期性的，例如通過收到要排隊的包來驅動。在包位于隊列中之后，調度程序等待一段時間以調度包進行傳輸(步驟2630)。當調度程序調度包進行傳輸?shù)臅r刻來臨時，從隊列中提取一個或多個包(步驟2640)。在步驟2650，按照丟棄標準來評價所提取的包。在一個實施方案中，如果包為視頻包，則上述優(yōu)先化方案可與下述方法一起使用，以確定丟棄合格性。在步驟2660，丟棄滿足丟棄標準的包，并且在步驟2670，調度不滿足丟棄標準的包以供傳輸。然后，流程返回到步驟2630?；蛘撸趯ΠM行排隊之后，響應于諸如擁塞的刺激，對一個或多個隊列內的所有包進行檢測，從而移除滿足丟棄標準的那些包，同時留下不滿足丟棄標準的那些包。在適當?shù)臅r候，調度未丟棄的包以供傳輸。本領域的技術人員將理解，可結合使用圖25和26的方法。即，一些包可在隊列入口處丟棄，而其它包經標記或者以其它方式選擇以在隊列出口處丟棄。

關于要丟棄哪些包的決策受丟棄級別的影響，丟棄級別取決于數(shù)據(jù)率、質量和系統(tǒng)資源，如隨后所述。丟棄級別可通過(或根據(jù)從以下模塊或功能接收的信息)了解總體系統(tǒng)狀態(tài)的系統(tǒng)狀態(tài)模塊或功能(如圖24所示的呼叫接納控制(CAC)模塊2460)來確定。CAC模塊位于負責確定是否應允許新呼叫或服務的設備上。該設備可為基站或等效設備，并且其可為核心網絡中的設備，如服務網關。CAC功能可分布在多個網絡設備之間。CAC功能可使用來自傳輸模塊2450的PHY參數(shù)信息，從而使其可知曉從字節(jié)向各種服務的物理資源的轉換。

調度程序模塊2440確定應當以何種順序并且在何時將哪些數(shù)據(jù)包經由通信網絡進行傳輸。可根據(jù)隊列分配、根據(jù)包在隊列2420中的順序、按照由優(yōu)先化和標記模塊2410產生的標記或其某種組合將包的優(yōu)先級傳達至調度程序2440。如果通過將包從隊列中移除來將其丟棄(如以上結合圖26所述)，調度程序2440基于來自以下來源的信息進行該丟棄：隊列分配和順序及優(yōu)先化和標記模塊2410產生的標記、來自CAC模塊2460或類似模塊的丟棄級別和總體資源可用性以及來自傳輸模塊2450的PHY參數(shù)。在一個優(yōu)選實施方案中，調度程序位于發(fā)送設備(如基站或等效設備)上，但可位于向發(fā)送設備提供調度信息的設備上。

傳輸模塊2450負責包在整個物理介質中的傳輸，例如通過空氣傳輸無線電波。該模塊可在圖2B的PHY層280中實施，或者其功能可分布在PHY層與調制解調器272之間。此外，傳輸模塊可做出關于可靠傳輸和接收所需的PHY參數(shù)(如調制和編碼方案)的決策。這些參數(shù)影響系統(tǒng)的容量，并且可將其提供給可能需要這些參數(shù)的其它模塊，如CAC模塊2460和調度程序2440。

在具有適應環(huán)境條件的物理層(PHY)的無線系統(tǒng)中，系統(tǒng)的每秒位數(shù)能力可根據(jù)PHY參數(shù)(如調制方案和前向糾錯(FEC)編碼)而變化。系統(tǒng)的每秒位數(shù)能力也可受由于包誤差而導致的重傳率波動的影響。在寬帶無線系統(tǒng)中，RF鏈路的每秒位數(shù)能力的這些波動可影響該鏈路上的所有服務，而不僅僅包括目標為或來自經歷PHY參數(shù)變化的用戶設備的那些服務。如果帶寬需求超出系統(tǒng)的新的每秒位數(shù)能力，則可產生擁塞。這還可能引起超額預訂情況。也就是說，這可引起可能發(fā)生慢性擁塞的情況，因為所接納的服務的總時間平均需求超出了RF鏈路的能力。

在服務攜帶的所有包具有一個優(yōu)先級的系統(tǒng)中，該慢性擁塞可導致一些服務終止。或者，可僅根據(jù)服務的相對優(yōu)先級而非服務上攜帶的各個包的優(yōu)先級或丟棄對不同應用的影響來丟棄來自這些服務的包。

然而，對于視頻而言，根據(jù)包傳輸?shù)囊曨l幀的類型來優(yōu)先化各個包可使系統(tǒng)能夠根據(jù)各個包的相對重要性對包進行智能丟棄。此系統(tǒng)還可對用戶將在包丟棄之后體驗到的視頻流的質量做出定量估算。在運營商策略的范圍內，無線網絡可使視頻服務柔性降級，而非終止服務或以提供不可接受的質量的方式使服務降級(如同隨機丟棄的情況)。

雖然視頻的最佳編碼可產生高度可變的位流，但可變性通常會受限制。這有兩個原因。第一，許多傳統(tǒng)系統(tǒng)(如手機系統(tǒng))期望在給定時段內具有恒定位速率(CBR)。為了確保解碼器不經歷緩沖器溢出或下溢，CBR編碼器可對I幀、P幀和B幀的大小做出先驗的非最佳選擇。然后，這使得可根據(jù)例如GOP和其包含的幀依賴關系在編碼器和解碼器處設置緩沖器的大小。第二，甚至在實施可變位速率(VBR)編碼器和解碼器的系統(tǒng)中，通常也會限制位速率可變性和幀大小，以防止緩沖器溢出或下溢。

VBR視頻流中的I、P和B幀大小可變化，但可受與用于CBR視頻流的關系類似的最大值限制?；蛘撸琕BR流中不同幀類型的平均大小可例如通過使用指數(shù)平均數(shù)或本領域的技術人員已知的其它技術基于視頻流的歷史數(shù)據(jù)來計算。該方法也可用于CBR流，對于CBR流而言，關注該流的帶寬需求的實體不知曉幀大小的范圍。然后，可將幀大小的范圍或歷史平均幀大小用于估算GOP中每種類型的視頻幀所占用的帶寬。

類似地，GOP可為先驗已知或可根據(jù)所接收的幀來檢測。幀大小和GOP結構的確定可允許計算GOP所需的帶寬，并因此計算視頻流的位速率。位速率和平均幀大小的變化可通過計算方差或標準偏差來量化。

圖27為用于確定GOP結構和平均大小的方法的流程圖。在一個實施方案中，該方法通過優(yōu)先化和標記模塊2410來實施。在步驟2710，接收視頻幀。在步驟2720，確定視頻幀的類型。該確定可通過檢測視頻幀或包含它的傳輸包的標題或內容來進行。或者，可通過例如將其大小與相同流中其它包的大小進行比較并且與每種幀類型的平均幀大小(一旦已確定)進行比較的方法來啟發(fā)式地確定。如果該幀為I幀，則流程進行到步驟2730，這時例如采用指數(shù)平均來更新該視頻流的I幀的平均大小。從步驟2730，流程進行到步驟2740，這時確定自最近一個I幀起的幀的數(shù)量。然后，流程進行到步驟2790，這時將步驟2730和2740中收集和計算的數(shù)據(jù)用于更新已知的GOP結構和平均GOP大小的信息。如果在步驟2720確定視頻幀為P幀，則流程進行到步驟2750，這時更新該視頻流的P幀的平均大小。然后，流程進行到步驟2780，這時既確定自最近接收的參照幀起的幀的數(shù)量，也確定參照幀(I或P幀)的類型。然后，流程進行到步驟2790，這時將步驟2750和2780中收集和計算的數(shù)據(jù)用于更新已知的GOP結構和平均GOP大小的信息。如果在步驟2720確定視頻幀為B幀，則流程進行到步驟2770，這時更新該視頻流的B幀的平均大小。然后，流程進行到步驟2780，這時既確定自最近接收的參照幀起的幀的數(shù)量，也確定參照幀(I或P幀)的類型。然后，流程進行到步驟2790，這時將步驟2770和2780中收集和計算的數(shù)據(jù)用于更新已知的GOP結構和平均GOP大小的信息。

圖28為N＝12,M＝3GOP的相對幀大小的一個實例的圖示3000。在該實例中，P幀的平均大小為I幀的大小的一半，并且B幀的平均大小為I幀的大小的五分之一。這僅為一個實例，并且根據(jù)編碼可存在其它相對幀大小。位于圖28左側的幀大小計數(shù)器以1000個字節(jié)的單位計。在該實例中，I幀3001的平均大小為10,000個字節(jié)，P幀3015(1)-3015(3)的平均大小為5000個字節(jié)，并且B幀3005(1)-3005(8)的平均大小為2000個字節(jié)。這給出了41,000個字節(jié)/GOP的平均值。因為該實例中的GOP為持續(xù)時間中的12個幀并且用于移動電話上顯示的典型幀速率為25個幀/秒，所以這給出了大約為85,417個字節(jié)/秒或683千位/秒的示例性平均數(shù)據(jù)率。這僅為一個實例，并且本領域的技術人員將知道其它數(shù)據(jù)率既可能存在又很常見。當發(fā)生某個事件導致該服務的可用帶寬僅為79,000個字節(jié)/秒時，較舊的系統(tǒng)會終止該服務，不可接受地延遲視頻幀或隨機丟棄幀。所有這些場景均可能導致用戶不可接受的質量。

然而，如果在視頻服務內將這些幀優(yōu)先化，則可基于負荷或類似度量與對具有相同優(yōu)先級的幀之間的均勻丟棄間隔的期望的組合將其智能丟棄。為了最小化對視頻流的質量的影響，丟棄適應新帶寬限制內所需的最少數(shù)量的幀是令人期望的。通過以均勻的方式丟棄25％的B幀，可將需求較低至77,083個字節(jié)/秒，從而適應該實例中的可用帶寬。為了進一步降低視頻質量降級的可能性，可均勻地丟棄B幀，從而使得(例如)視頻解碼器中的插值系統(tǒng)可以將恢復偽影最小化。在該實例中，丟棄B幀3005(2)和3005(6)，如圖29所示?；蛘撸瑏G棄B幀3005(4)和3005(8)可同樣均勻地分布丟棄?？梢圆捎蒙鲜鰞?yōu)先化方法來預定這些選擇。

可采用視頻平均意見得分(VMOS)或替代定量法來測量視頻流的質量，前文已描述這些方法的實例?？苫诳呻S時間改進的測量來預測可歸因于丟棄策略的VMOS降低。

如圖30和圖31所示，通過如上文所討論的對視頻流內的包進行優(yōu)先化，可丟棄越來越多的幀(如果需要)，同時使視頻質量的降級最小化。在終止服務之前允許降級的質量的程度可由運營商策略或用戶偏好來控制。

下表表明上述技術提供了盡可能與GOP中的幀一樣多的帶寬需求或丟棄級別。另外，其它較細粒度的丟棄級別可通過丟棄幀的部分(如片)或通過采用GOP間技術(如每隔一個GOP丟棄一個B幀或每3個GOP丟棄兩個B幀)來實現(xiàn)。

這些丟棄級別中的每一級均使視頻服務的質量降級或降低。然而，正如編碼器和解碼器的性能可通過諸如VMOS的度量來量化一樣，由于智能丟棄導致的降級也可采用這些度量來量化。這可通過測量針對多個常見GOP的由于丟棄導致的VMOS降低(如本文所述)并且獲取度量以用于估算VMOS降低來實現(xiàn)。

這樣，視頻服務可具有一組相關的帶寬要求，每個要求均與一個質量度量匹配。運營商策略或用戶偏好可指示一個質量度量值，達到這個值時服務被視為不可接受且被終止，而非進一步降級。例如，可采用超過每隔一個B幀的丟失是不可接受的的策略。在該實例中，如圖29所示，可丟棄四個B幀/GOP，這降低了19.5％的帶寬需求。如果需要進一步降低帶寬，則服務將被終止或暫停，或者不同的服務可被終止、暫?；蚴箒G棄應用于降低其需求，從而降低總系統(tǒng)需求。該丟棄可如圖25或圖26此前所示來進行。

對于H.264SVC視頻流的各種丟棄場景，可產生帶寬需求降低和視頻質量降級之間的一組類似的關系。例如，特定視頻流的每個dependency_id、quality_id和temporal_id級別可與估算的該流所需的帶寬降低相關，并且還可與估算的視頻質量降低相關。類似地，該組參數(shù)的級別的每種組合可與估算的帶寬降低以及相應的視頻質量降低相關。通過在帶寬降低和所得降級之間建立這些聯(lián)系，智能丟棄機制可以最佳方式丟棄緩解或避免擁塞所需的數(shù)據(jù)量，同時將視頻質量降低保持在策略的限制范圍內。

本領域的技術人員將理解，可以不同方式將質量度量值應用于各個視頻流、視頻流應用(如Youtube與Netflix)、用戶、用戶SLA類別、服務類別、調度程序隊列或其組合。例如，如果MPEG-4和H.264SVC流同時存在，則質量度量的應用將部分地基于視頻技術的特性。在一個實施方案中，可將MPEG-4流中的包優(yōu)先化至高于H.264SVC流中的包，因為MPEG-4流的視頻質量受丟棄的影響大于H.264SVC流。類似的優(yōu)先化可與其它視頻編碼一起使用，以使得使用具有較高抗丟棄性的協(xié)議來編碼的視頻流中的包更可能被丟棄。

在一個實施方案中，圖25的步驟2520中使用的丟棄標準可基于隊列深度。如果服務于視頻流的隊列達到其容量的x％，則可開始丟棄B幀，直到該隊列降低至低于x％充滿。在一些實施方案中，通過包括在丟棄開始和結束的級別之間的增量來提供滯后。另外，當隊列為x’％(x’>x)充滿時，則可丟棄P幀。由于隊列深度的增加可為整個鏈路擁塞的跡象或單個流需要比對其容許的帶寬更多的帶寬的跡象，例如根據(jù)用戶服務協(xié)議，該技術允許將智能丟棄應用于單個流，而不管無線鏈路整體是否擁塞。本領域的技術人員將意識到，也可響應于SLA限制而非總體鏈路擁塞來應用前面的段落中描述的將速率降低與質量降級匹配的方法。

在另一個實施方案中，當隊列為x％充滿時，優(yōu)選均勻地丟棄y％的B幀。當隊列為x’％(x’>x)充滿時，則可優(yōu)選均勻地丟棄y’％(y’>y)的B幀。這可被擴展至可觸發(fā)丟棄一定百分比的P幀的其它緩沖器充滿級別。該方法也可應用于其它類型的數(shù)據(jù)流。如前所述，均勻地丟棄一定百分比的VoIP幀是有意義的。對VoIP包的這種智能丟棄可通過將緩沖器深度作為丟棄標準來進行。作為包被放置在隊列中時圖25的步驟2520中的丟棄的替代形式，該丟棄可在從隊列中提取包時在圖26的步驟2650中實施，這會導致隊列更快地排空。

速率與VMOS之間的關系可用于接納新服務。例如，如果用戶想要啟動需要85,417個字節(jié)/秒的帶寬的視頻流(如前一個實例)但僅79,000個字節(jié)/秒可用，則系統(tǒng)將知道，仍然可以接納該服務，但以丟棄2個B幀/GOP所提供的降低的質量來進行，以實現(xiàn)77,083個字節(jié)/秒的帶寬需求。如果所述降低對于運營商策略和用戶偏好是可接受的，則將接納而非拒絕該服務?；蛘?，如果策略允許使一個不同的服務的帶寬需求降低，則系統(tǒng)可將對釋放帶寬的該其它服務的帶寬降低量用來使新服務可以被接納。該呼叫接納控制(CAC)方法在圖32所示的流程圖中示出，并且在一個實施方案中，該方法通過圖24所示的呼叫接納控制模塊2460來實施。

在步驟3205，系統(tǒng)接收新服務請求。該請求可來自請求服務的用戶設備或可來自啟動該服務的外部實體。例如，充滿人的房間與攜帶移動手持裝置的參與者之間的視頻會議呼叫可由無線手持裝置的用戶發(fā)起，或者可使用附接至會議室視頻會議設備的陸上通訊線發(fā)起。在步驟3210，進行檢驗以確定是否有足夠的系統(tǒng)資源來接納該服務。呼叫接納控制通常用于很多通信系統(tǒng)中，并且本領域的技術人員將理解用于特定通信系統(tǒng)的這些標準方法被涉及。例如，美國專利7,529,204(據(jù)此以引用方式并入)描述了用于采用自適應調制的通信系統(tǒng)中的呼叫接納控制。如果有足夠的資源，則在步驟3215中接納該服務。如果在步驟3210中確定無足夠的資源來接納該服務，則流程繼續(xù)到步驟3230，這時進行檢驗以確定是否可以降級的形式來接納該服務。如果可以降級的形式來接納該服務，則流程進行到步驟3235，這時該服務被降級，例如選擇某個丟棄級別，使得25％的B幀被丟棄，然后在步驟3240中接納該服務。如果步驟3230確定不能在策略的范圍內將該服務充分地降級以符合資源限制范圍，則流程進行到步驟3270，這時確定是否可將一個不同的服務或服務的某種組合(可能包括該新服務)充分地降級以便可接納該新服務。如果在步驟3270中確定可將服務的集合充分地降級，則流程進行到步驟3275，對所識別的服務降級，并且在步驟3280中接納該新服務。如果在步驟3270中確定沒有服務的集合可以被充分地降級，則流程進行到步驟3290，這時新服務請求被拒絕。

在替代實施方案中，可從該方法中移除步驟3230、3235和3240這一組步驟。反之，可從該方法中移除步驟3270、3275和3280。

所述CAC方法可在無線基站或另一種網絡中的等效設備(如DOCSIS線纜調制解調器系統(tǒng)中的頭端)中執(zhí)行。或者，該方法可在核心網絡中的管理實體(如服務網關)上執(zhí)行。

雖然在可采用本發(fā)明實施例的方法來降級的視頻服務的背景下描述了上述CAC方法，但是本領域的技術人員將理解，該方法適用于可降級的所有服務，如具有最小保證速率但允許突然達到最大數(shù)據(jù)率的數(shù)據(jù)服務，或者其中策略將允許丟失或丟棄一定百分比(例如5％)的包的基于IP的語音傳輸(VoIP)服務。

除了設置服務的降級級別以便可接納新服務之外，一種類似的方法還可用于諸如WiMAX和LTE的系統(tǒng)中，在這些系統(tǒng)中系統(tǒng)資源可能會由于變化的環(huán)境條件及其對PHY參數(shù)(如調制、編碼和MIMO模式)的選擇的影響而發(fā)生動態(tài)變化。圖33為一種方法的流程圖，所述方法允許在資源減少的情況下使服務柔性降級，從而避免隨機丟棄或者過度暫?；蚪K止服務。在一個實施方案中，該方法通過圖2B所示的呼叫接納控制模塊2460來實施。

在步驟3310，發(fā)生減少系統(tǒng)資源的事件，并且識別系統(tǒng)資源的減少。這可能例如由移動至小區(qū)(cell)邊緣且需要更穩(wěn)健的編碼和調制的移動手持裝置引起。流程進行到步驟3320，這時進行檢驗以確定當前服務在其當前狀態(tài)下是否仍具有足夠的資源可用。如果在步驟3320中確定當前服務具有足夠的資源可用，則流程進行到步驟3330，這時不采取動作。如果步驟3320確定當前服務在其當前狀態(tài)下不再具有足夠的資源可用，則流程進行到步驟3340。在步驟3340，進行檢驗以確定是否可將服務的某種組合降級以使這些服務可在新資源限制范圍內繼續(xù)操作。該確定可按照結合圖5的步驟540的討論來進行。通常，系統(tǒng)確定服務的某種組合是否可通過選擇性丟棄與該服務的某種組合相關的包來降級，選擇性丟棄根據(jù)預定標準施與最小的總體服務降級并且不超出對任何服務的最大可容許降級。如果存在可被降級以允許服務繼續(xù)操作的服務組合，則流程進行到步驟3350，這時那些服務被降級。如果不存在可被降級以允許服務繼續(xù)操作的服務組合，則流程進行到步驟3360，這時識別要暫?；蚪K止的服務。選擇要暫?；蚪K止的服務可基于多種因素，包括釋放的資源量、服務的優(yōu)先級、簽約服務等級協(xié)議和服務用戶的鏈路質量。步驟3360可任選地將一些服務的降級與其它服務的暫停或終止結合，以最小化需暫?；蚪K止的服務的數(shù)量。

本領域的技術人員將理解，在系統(tǒng)資源增加之后，例如當移動手持裝置離開小區(qū)或變成更有效的調制和編碼方案時，可放寬服務的降級，并且可恢復暫停的服務。

對于VBR服務，可甚至更大程度地維持質量和資源的有效利用。對于VBR流，幀大小的上限可能受限，但平均幀大小可能較小。在一些GOP期間，很多幀可能較小。這可使得在CBR的情況下必然丟棄的一些幀被保留下來。為此，優(yōu)選的實施方案采用出口丟棄，如參照圖26所述。在圖26所示的方法中，增加步驟2650，以在步驟2670中可調度包以供傳輸(如果存在足夠的系統(tǒng)資源)，即使在步驟2650中已確定包滿足丟棄標準。例如，如果GOP的平均大小(以字節(jié)計)充分小于當時的平均值，從而使需求小于在設置服務的丟棄級別時預期的需求，則會發(fā)生此類事件。

寬帶系統(tǒng)中VBR視頻流的統(tǒng)計多路復用進一步可使一個流在另一個流具有暫時性低帶寬需求時受益。例如，在一個實施方案中，圖26的增加的步驟2650使得步驟2650所確定的來自一個服務的滿足丟棄標準的視頻幀可以由步驟2670來調度以供傳輸，前提是一個不同的服務或所有服務的組合已使用少于在確定丟棄級別時預期的系統(tǒng)資源。

描述的優(yōu)先級方案可與做出最后時刻的決策以最大化幀保留的調度程序一起使用，或者可與預期會發(fā)生擁塞時進行主動丟棄的調度程序一起使用。優(yōu)先級方案也可與以下調度程序一起使用，該調度程序采用主動丟棄以接近服務的目標帶寬消耗，但保持在目標帶寬消耗以上，然后進行最后時刻的丟棄以最大化統(tǒng)計多路復用增益。

在另一個實施方案中，優(yōu)先級用于將不同老化應用于來自相同流的包。例如，LTE標準要求在將包排隊的時間達到某個隊列特定時間而沒有將其發(fā)送之后將該包老化掉，即丟棄。通過不均勻老化，使得較低優(yōu)先級的包保持排隊狀態(tài)的時間比較高優(yōu)先級的包更短，然后將其丟棄。在擁塞期間，由于可被允許處于隊列中的時間較短，該方法使較低優(yōu)先級的包優(yōu)先于較高優(yōu)先級的包被丟棄。此方案可針對多個優(yōu)先級(或負荷)級別中的每一種關聯(lián)不同的可允許處于隊列中的時間。這樣，如果帶寬在時間上可用，則發(fā)送包，但如果發(fā)生擁塞，則以優(yōu)先級順序丟棄包，從而在存在應用了該機制的多個流時獲得統(tǒng)計多路復用增益。這也使得可對擁塞進行更瞬時的反應。

本領域的技術人員將意識到，上述優(yōu)先化可用于除了智能丟棄之外的目的，例如通過提供關于可丟棄多少來自視頻服務的數(shù)據(jù)同時又維持所需的服務質量的附加信息來增強呼叫接納控制，從而使得比在無該信息的情況下可能被接納的服務更多的服務被接納。

如上所述，上述包丟棄和幀分析可通過通信設備或系統(tǒng)來進行，這些通信設備或系統(tǒng)包括但不限于接入點、基站、宏蜂窩基站、微微蜂窩基站、企業(yè)毫微微蜂窩基站、家庭毫微微蜂窩基站、中繼基站、小封裝基站、用戶站、核心網絡系統(tǒng)或其它設備。在一些實施方案中，這些通信設備可包括操作以實現(xiàn)本文所述功能的一個或多個處理器、收發(fā)器、天線系統(tǒng)以及計算機可讀存儲器或介質。

技術人員將意識到，結合本文所公開的實施方案描述的各種示例性邏輯塊、模塊、單元以及算法和方法步驟通?？勺鳛殡娮佑布?、計算機軟件或這兩者的組合來實施。為了清楚地說明硬件和軟件的此可互換性，以上已大體按照各種示例性部件、單元、塊、模塊和步驟的功能對其進行了描述。此功能是作為硬件還是軟件來實施取決于施加于整個系統(tǒng)的特定系統(tǒng)和設計限制。技術人員可以不同方式對每種特定系統(tǒng)實施所述功能，但此類實施決策不應被理解為導致脫離本發(fā)明實施例的范圍。另外，單元、模塊、塊或步驟內的功能分組是為了便于描述。在不脫離本發(fā)明實施例的情況下，可從一個單元、模塊或塊中移動具體功能或步驟。

結合本文所公開的實施方案描述的各種示例性邏輯塊、單元、步驟和模塊可通過被設計成執(zhí)行本文所述功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯設備、分立門或晶體管邏輯、分立硬件部件或其任何組合來實施或執(zhí)行。通用處理器可為微處理器，但在替代形式中，處理器可為任何處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可作為計算設備的組合(例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、連同DSP核的一個或多個微處理器，或任何其它此類配置)來實施。

結合本文所公開的實施方案描述的方法或算法的步驟以及塊或模塊的過程可直接在硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊(或單元)或這兩者的組合中體現(xiàn)。軟件模塊可位于RAM存儲器、閃速存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM，或者任何其它形式的機器或計算機可讀存儲介質中。示例性存儲介質可耦接至處理器，使得處理器可從該存儲介質中讀取信息以及向該存儲介質寫入信息。在替代形式中，存儲介質可為構成處理器的必要部分。處理器和存儲介質可位于ASIC中。

各種實施方案也可通過使用(例如)專用集成電路("ASIC")或現(xiàn)場可編程門陣列("FPGA")等部件主要在硬件中實施。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。