Способ и устройство передачи видеопотока

Способ и устройство передачи видеопотока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для передачи видеопотока.

При оказании услуги передачи информации между пользовательскими устройствами (услуга IUT) возникает проблема оптимизации назначения ресурсов на основе качества восприятия (QoE) и принятия решения на основе QoE. Услуга IUT в сетях 3GPP (3^rd Generation Partnership Project - Проект партнерства третьего поколения) позволит пользователю передавать мультимедийную информацию между разными устройствами. Эти услуги могут включать следующие операции: передачу, выборку, добавление, стирание и копирование мультимедийной информации. Полный перечень всех возможных IUT-операций можно найти в документе TS 22.228, подраздел 7.13 (см. "3GPP: TS 22.228: Требования к уровню услуг для подсистемы мультимедийной поддержки сети Интернет (этап 1), выпуск 10", декабрь 2009). Предложенный алгоритм может быть применен в любых сетях, в которых оператор хотел бы обеспечивать услугу IUT. В более общем смысле сценарий, к которому применяется нижеописанное изобретение, не ограничивается передачей сеанса IUT, поскольку изобретение может применяться ко всем сценариям, в которых осуществляется передача сеанса или его частей между терминалами. Этот процесс описывается ниже более подробно.

Хотя мобильные устройства постоянно совершенствуются и обеспечивают все более широкий круг возможностей по передаче мультимедийных данных с использованием сети Интернет, однако их возможности ограничиваются пропускной способностью, размером дисплея и вычислительной мощностью. Стационарные мультимедийные терминалы, такие как телевизоры с USIM-картами (Universal Subscriber Identity Module - универсальный модуль идентификации абонента), аппараты Инернет-телефонии, устройства проведения видеоконференций, встроенные устройства и программы, обеспечивающие функции телефонной связи, повышают удобство пользования, но они не обеспечивают мобильность. Передача активных мультимедийных сеансов между этими устройствами позволяет одновременно или поочередно использовать мобильные и стационарные устройства, объединяя их достоинства в одном "виртуальном" устройстве.

Существует несколько способов обеспечения такой услуги. Для широкого распространения технологии наиболее легким и многообещающим способом представляется развитие стандартного протокола. Первая стандартизованная технология, в которой для обеспечения мобильности сеанса используется Протокол инициирования сеанса (SIP), была разработана в Рабочей группе по стандартам для сети Интернет (IETF) (см. "Мобильность сеанса в рамках Протокола инициирования сеанса", R.Shacham, Н.Schulzrinne, S.Thakolsri и W.Kellerer, RFC 5631, 2009, октябрь). В рамках 3GPP концепция мобильности сеанса была принята и стандартизована в качестве так называемой услуги IUT (передачи между устройствами пользователя) (см. "3GPP: TS 23.237: Непрерывность услуги в мультимедийной подсистеме сети Интернет (стадия 2), выпуск 10", 2009, декабрь). Благодаря централизованной архитектуре сети в 3GPP (см. "3GPP: TS 23.237: Непрерывность услуг в мультимедийной подсистеме сети Интернет (стадия 2), выпуск 10", 2009, декабрь) решение протокола для IUT использует подход на основе протокола SIP, который отличается от подхода на основе решения IETF, который больше подходит для архитектуры сквозной передачи (end-to-end architecture). Кроме того, услуга IUT включает не только передачу и выборку мультимедийных данных, но другие возможности работы с такими данными.

Обеспечивать услугу IUT в среде стационарной сети легче, чем в мобильной сети, поскольку в первом случае обычно имеются достаточные сетевые ресурсы для выполнения любых запросов приложений. В среде мобильной сети решить эту задачу сложнее, поскольку ресурсы сети ограниченны, и обеспечение высокой скорости передачи данных требует больших затрат. Кроме того, пропускная способность также сильно зависит от качества канала беспроводной связи, которое все время меняется.

С точки зрения оператора обеспечение непрерывности услуг, таких как услуга IUT, требует более высокого уровня планирования в сети, а не простого использования стандартной процедуры инициирования вызова, с условием резервирования ресурсов сети, как это определено в подпункте 5.1.3 документа "3GPP: TS 24.229: Протокол управления вызовом при передаче мультимедийной информации в сети Интернет на основе Протокола инициирования сеанса (SIP) и Протокола описания сеанса (SDP) (стадия 3), выпуск 9", 2009, декабрь. Например, перед началом операции IUT пользователь может просматривать видеоматериал на своем мобильном устройстве с низким разрешением. Когда базовая сеть принимает запрос на передачу видеоматериала на стационарный телевизор, в котором имеется USIM-карта и который поддерживает гораздо более высокое разрешение, некоторый компонент в базовой сети резервирует несущий канал для обеспечения высокой скорости передачи данных, как это необходимо в случае высокого разрешения монитора телевизора. При задании несущего канала с высокой скоростью передачи данных качество восприятия у других пользователей, использующих другие приложения, может резко ухудшиться. В результате, эти пользователи будут недовольны и могут переключиться на других операторов.

Если сеть не перегружена, то она имеет достаточные ресурсы для обеспечения максимально возможного разрешения в случае запроса услуги IUT, и никаких проблем не возникает. Запрошенная услуга IUT будет выполняться, как это определено стандартной процедурой. Однако, если сеть перегружена, и в ней не будет сетевых ресурсов для обеспечения запрошенной услуги IUT, оператор сети должен использовать ограниченные ресурсы наиболее эффективным образом. Например, оператор должен оптимизировать выделение (назначение) ресурсов сети, так чтобы все-таки удовлетворить всех пользователей, или чтобы обеспечение услуги IUT для запросившего ее пользователя по меньшей мере оказывало на остальных пользователей наименьшее влияние.

В статье "Межуровневая оптимизация обслуживания многих пользователей мультимедийных приложений на основе экспертной оценки восприятия качества (MOS) для передачи мультимедийной информации в мобильных сетях", S.Khan, S.Duhovnikov, E.Steinbach и W.Kellerer, Advances in Multimedia, 2007, ID 94918, описываются возможности оптимизации назначения ресурсов сети для обеспечения максимальной эффективности системы, определяемой по общему показателю восприятия качества пользователями для многопользовательских мультимедийных приложений. Возможности обеспечения одинакового уровня восприятия качества для всех пользователей независимо от типов приложений изложены в публикации "Межуровневая оптимизация в соответствии с восприятием качества для технологии высокоскоростной передачи пакетов в нисходящем канале", S.Thakolsri, S.Khan, E.Steinbach и W.Kellerer, Journal of Communications, Special Issue on Multimedia Communications, Networking and Applications, том 4, №9, стр.669-680, 2009, октябрь.

Однако в предшествующем уровне не рассматривается проблема изменения величины разрешения для услуги IUT в случае ограниченных ресурсов. Действительно, разрешение вообще не рассматривается в качестве входного параметра в известных процедурах оптимизации, в частности в процедурах оптимизации, относящихся к услуге IUT.

Поэтому целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для выполнения услуги IUT, в которых учитывается возможное ухудшение восприятия качества пользователями по причине ограниченных ресурсов сети и в которых выполняется оптимизация на основе восприятия качества с учетом указанных обстоятельств.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения обеспечивается способ передачи видеопотока, имеющего первое разрешение, из первого пользовательского устройства во второе пользовательское устройство, имеющее экран больших размеров с несколькими вторыми разрешениями, которые выше первого разрешения, причем одновременно одно или несколько третьих пользовательских устройств принимают возможно другие видеопотоки через этот же компонент сети, имеющий ограниченную пропускную способность, отличающийся тем, что он включает:

выполнение операции оптимизации для определения второго разрешения, которое должно быть выбрано из нескольких вторых разрешений в принимающем пользовательском устройстве для видеопотока, подлежащего передаче, причем операция оптимизации включает:

использование в качестве входной информации для операции оптимизации функций полезности, которые определяются предварительно и представляют собой, для каждого видеопотока соответствующее качество, воспринимаемое пользователем, в зависимости от разрешения видеопотока и назначенной скорости передачи данных, причем при выполнении операции оптимизации на основе функций полезности для указанных видеопотоков вычисляется общий показатель качества, который вычисляется таким образом, чтобы найти среди возможных разрешений и скоростей передачи данных, которые могут быть назначены второму пользовательскому устройству, и среди возможных скоростей передачи данных, которые могут быть назначены видеопотокам, принимаемым третьими пользовательскими устройствами, после передачи указанного видеопотока, такое разрешение и такие скорости передачи данных, которые должны быть назначены второму и третьим пользовательским устройствам после передачи и для которых общий показатель качества достигает своего оптимума или экстремума; и

задание второго разрешения и скоростей передачи данных для потоков, принимаемых вторым и третьим пользовательскими устройствами после передачи указанного видеопотока, в соответствии с результатом процедуры оптимизации, так что общий показатель качества достигает своего экстремума.

Используя функции полезности, которые представляют собой зависимости восприятия качества пользователем не только от скорости передачи данных, но также и от разрешения, и дополнительно выполняя на основе этих функций полезности процедуру оптимизации, которая для получения оптимального общего показателя качества осуществляет поиск среди всех возможных назначений скоростей передачи данных и разрешений, можно получить оптимальный общий показатель качества, который учитывает не только скорость передачи данных, но также и разрешение при выполнении операции IUT. В результате обеспечивается возможность выполнения операции IUT даже в случае ограниченной пропускной способности путем оптимального назначения ресурсов, при котором учитываются скорости передачи данных и возможные разрешения, а также их совместное влияние на общий показатель качества.

В соответствии с другим вариантом обеспечивается по одной функции полезности для каждого приложения или видеопотока, которая представляет для соответствующего приложения или видеопотока зависимость восприятия качества от разрешения, от скорости передачи данных и/или от используемого кодека;

причем общий показатель качества вычисляется по отдельным показателям качества для первого, второго и третьих пользовательских устройств и их соответствующих видеопотоков, как это определяется функциями полезности для видеопотоков;

и оптимизация содержит поиск назначения ресурсов, которое содержит назначение одного из вторых разрешений второму пользовательскому устройству и соответствующих скоростей передачи данных второму и третьим пользовательским устройствам, которые должны использоваться во втором и третьих пользовательских устройствах после передачи указанного видеопотока.

Обеспечение для каждого приложения или видеопотока по одной функции полезности, которая представляет собой зависимость качества от разрешения, от скорости передачи данных и/или от кодека, позволяет выполнить оптимизацию с учетом различных разрешений. Поиск назначения ресурсов, которое обеспечивает оптимальный общий показатель качества, позволяет обеспечивать услугу IUT даже в случаях ограниченной пропускной способности. Общий показатель качества, получаемый на основе показателей качества для индивидуальных устройств/видеопотоков, обеспечивает при выполнении процедуры оптимизации учет всех вовлеченных сторон.

В соответствии с одним из вариантов оптимум или экстремум общего показателя качества включает одну или несколько из следующих величин:

максимум среднего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств;

максимум полной суммы показателей качества второго и третьих пользовательских устройств;

максимум среднего общего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств при обеспечении минимального уровня качества для указанного передаваемого видеопотока;

минимум разницы показателей качества у второго и третьих пользовательских устройства после передачи.

Указаны подходящие варианты для обеспечения оптимизации общего показателя качества, чтобы определить функцию оптимизации или целевую функцию для выполнения операции оптимизации.

В соответствии с одним из вариантов дополнительно к разрешениям, имеющимся во втором пользовательском устройстве, во втором и/или в третьих пользовательских устройствах также имеется несколько кодеков, и функция полезности для указанного потока, который должен быть передан во второе пользовательское устройство, представляет собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным разрешением и выбранным кодеком, и/или функции полезности для потоков, принимаемых третьими пользовательскими устройствами, представляют собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным кодеком, причем процесс оптимизации обеспечивает оптимизацию общего показателя качества в соответствии с функциями полезности, имеющимися вторыми разрешениями и имеющимися кодеками дополнительно к указанным скоростям передачи данных, или вместо них для, определения второго разрешения и кодека, для которых общий показатель качества достигает оптимума.

Это дает возможность учитывать различные имеющиеся кодеки, либо вместо различных доступных скоростей передачи данных, либо в дополнение к ним. Оптимизация может быть выполнена путем поиска оптимального разрешения и оптимальной скорости передачи данных, путем поиска оптимального разрешения и оптимального кодека и путем поиска оптимального сочетания указанных трех параметров.

В соответствии с одним из вариантов при вычислении общего показателя качества соответствующим разным разрешениям присваиваются разные приоритеты путем применения весовой функции к функции полезности видеоматериала, которая указывает уровень восприятия качества пользователем для второго пользовательского устройства, таким образом, чтобы для более высокого разрешения соответствующему уровню показателя восприятия качества пользователем присваивался более высокий вес.

Это дает возможность при выполнении оптимизации обеспечивать учет более высокого разрешения с более высоким весом.

В соответствии с одним из вариантов весовая функция содержит весовой коэффициент, величина которого больше для более высоких разрешений и который применяется к восприятию качества пользователем, полученному из функции полезности для видеопотока, который должен быть передан во второе пользовательское устройство.

Таким образом, обеспечивается возможность точного учета конкретной ситуации с помощью весового коэффициента.

В соответствии с одним из вариантов весовая функция содержит весовой коэффициент, применяемый к уровню восприятия качества пользователем, указанному функцией полезности, причем весовой коэффициент растет быстрее при небольших разрешениях и медленнее при более высоких разрешениях.

Таким образом, обеспечивается возможность точного учета конкретной ситуации с помощью весового коэффициента.

В соответствии с одним из вариантов весовой коэффициент определяется одним или несколькими следующими факторами:

приростом восприятия качества пользователем, которое происходит при изменении от меньшего разрешения к более высокому разрешению;

функцией затрат, которая представляет собой показатель затрат ресурсов сети, необходимых для поддержания на прежнем уровне показателя восприятия качества пользователем при переходе от первого разрешения ко второму разрешению.

В соответствии с вышеуказанным может быть получен весовой параметр.

В соответствии с одним из вариантов прирост восприятия качества пользователем определяется экспериментально путем опроса группы пользователей о приросте их восприятия качества для некоторого изменения разрешения, для получения функции, которая представляет прирост качества при изменения от исходного разрешения к более высокому разрешению, и/или указанная функция затрат определяется оператором сети для задания показателя затрат в зависимости от дополнительной пропускной способности, которая необходима для перехода от исходного разрешения ко второму, более высокому разрешению.

Это конкретный способ определения прироста качества и функции затрат.

В соответствии с одним из вариантов указанный общий показатель для некоторого второго разрешения и необходимой дополнительной пропускной способности получают как сочетание полученного прироста восприятия качества пользователем и функции затрат для этого прироста восприятия качества и второго разрешения.

Это конкретный способ получения весового параметра.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения обеспечивается устройство для передачи видеопотока, имеющего первое разрешение, из первого пользовательского устройства во второе пользовательское устройство, имеющее экран больших размеров с несколькими вторыми разрешениями, которые выше первого разрешения, причем одновременно одно или несколько третьих пользовательских устройств принимают возможно другие видеопотоки через этот же компонент сети, имеющий ограниченную пропускную способность, отличающееся тем, что оно содержит:

модуль для выполнения операции оптимизации с целью определения второго разрешения, которое должно быть выбрано из нескольких вторых разрешений в принимающем пользовательском устройстве для видеопотока, подлежащего передаче, причем операция оптимизации включает:

использование в качестве входной информации для операции оптимизации функций полезности, которые определяются предварительно и представляют собой, для каждого видеопотока соответствующее качество, воспринимаемое пользователем, в зависимости от разрешения видеопотока и назначенной скорости передачи данных, причем при выполнении операции оптимизации на основе функций полезности для указанных видеопотоков вычисляется общий показатель качества, который вычисляется таким образом, чтобы найти среди возможных разрешений и скоростей передачи данных, которые могут быть назначены второму пользовательскому устройству, и среди возможных скоростей передачи данных, которые могут быть назначены видеопотокам, принимаемым третьими пользовательскими устройствами, после передачи указанного видеопотока, такое разрешение и такие скорости передачи данных, которые должны быть назначены второму и третьим пользовательским устройствам после передачи, и для которых общий показатель качества достигает своего оптимума или экстремума; и

модуль для задания второго разрешения и скоростей передачи данных для потоков, принимаемых вторым и третьим пользовательскими устройствами после передачи указанного видеопотока, в соответствии с результатом процедуры оптимизации, так что общий показатель качества достигает своего экстремума.

Это способ осуществления устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

В соответствии с одним из вариантов обеспечивается устройство, содержащее дополнительно средства, модули или особенности, обеспечивающие осуществление способа по одному из вариантов осуществления изобретения.

В соответствии с одним из вариантов обеспечивается компьютерная программа, содержащая программный код, который при выполнении компьютером обеспечивает выполнение этим компьютером способа по одному из вариантов осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 - иллюстрация сценария, в котором могут применяться варианты осуществления настоящего изобретения;

фигура 2 - блок-схема алгоритма осуществления предложенного способа в соответствии с одним из вариантов;

фигура 3 - блок-схема последовательности осуществления предложенного способа в соответствии с одним из вариантов;

фигура 4 - иллюстрация другого варианта;

фигура 5 - иллюстрация еще одного варианта;

фигура 6 - иллюстрация еще одного варианта.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение описывается ниже на примерах иллюстративных вариантов осуществления изобретения. Однако сначала необходимо определить некоторые сокращения, которые будут использоваться в описании.

3GPP - Проект партнерства третьего поколения.

UE - пользовательское устройство.

IUT - передача информации между пользовательскими устройствами.

QoE - восприятие качества.

Ввиду вышеуказанных проблем оптимизации перед оператором сети встают следующие вопросы при внедрении в сети услуги IUT:

1. Как принимать решение на разрешение выполнения запрошенной услуги IUT?

2. Если выполнение запроса разрешается:

a) оказывает ли это какое-либо влияние на восприятие качества всеми другими пользователями, обслуживаемыми этой же базовой станцией? И сколь велико это влияние?

b) должен ли оператор разрешить передачу информации для максимально высокого разрешения на принимающем устройстве? Или же оператор должен выбрать другие величины разрешения видеоматериала, так чтобы восприятие качества всеми другими пользователями, обслуживаемыми этой же базовой станцией поддерживалось по возможности на наиболее высоком уровне?

3. Если выполнение запроса не разрешается, то как информировать пользователя, что запрошенная услуга IUT не будет выполнена?

Предшествующий уровень не обеспечивает подход, отвечающий на указанные вопросы по принятию решения в отношении выполнения услуги IUT. Такое решение включает задание разрешения, скорости передачи данных и/или кодека, который должен использоваться в принимающем устройстве, с учетом общего качества восприятия для всех пользователей, обслуживаемых одной и той же базовой станцией.

В соответствии с одним из вариантов в предлагаемом способе и устройстве используется оптимизация назначения ресурсов на основе критерия восприятия качества, чтобы:

- принять решение о выполнении запроса на услугу IUT; и

- выбрать подходящее разрешение видеоматериала, скорость передачи данных и/или кодек, который должен использоваться на заданном устройстве, с учетом общего восприятия качества для всех пользователей, обслуживаемых одной и той же базовой станцией или же некоторым компонентом сети, перед выполнением запрошенной операции IUT.

Для этого осуществляется оценка функции оптимизации или "целевой функции", представляющей общее качество, оптимизируемое по группе входных параметров (которая состоит из разрешения, скорости передачи данных и/или кодека для различных устройств), для которых целевая функция достигает оптимума или экстремума. Целевая функция, используемая при выполнении процесса оптимизации, может быть задана по-разному, в зависимости от принципов работы оператора сети, например, она может быть задана таким образом, чтобы обеспечивалось максимальное суммарное качество для всех пользователей, среднее суммарное качество для всех пользователей, или же может быть задана такая целевая функция, которая будет обеспечивать одинаковое качество для всех пользователей.

Используя предлагаемый способ и предлагаемое устройство, оператор сети сможет:

- оптимизировать загрузку ограниченных ресурсов сети при выполнении услуги IUT путем поддержания максимально возможного уровня удовлетворенности всех пользователей; и

- предотвращать какое-либо серьезное ухудшение общего восприятия качества для пользователей из-за выполнения операции IUT, запрошенной одним из пользователей.

Ниже описывается более подробно, со ссылками на фигуру 1, один из вариантов осуществления изобретения.

Основным отличием этого варианта от известных способов является модуль восприятия качества (QoE), который обеспечивает выполнение процесса оптимизации. На практике, как это сделано в варианте, показанном на фигуре 1, модуль QoE может быть интегрирован в сеть, например в архитектуру сети 3GPP. В рассматриваемом примере пользователь может запросить передачу видеоматериала с мобильного устройства (например, устройства на фигуре 1, который рассматривают три человека) на телевизор, находящийся в кафе, с USIM-картой. Некоторый компонент сети, который может быть базовой станцией или узлом eNodeB, обслуживающим несколько (в рассматриваемом варианте три) пользовательских устройств (UE) и имеющим определенную ограниченную суммарную скорость передачи данных на обслуживаемые им UE. Если выполнение запрошенной услуги требует превышения имеющих ресурсов сети (суммарной скорости передачи данных, которая может быть обеспечена узлом eNodeB), то может быть принято решение о назначении ограниченной пропускной способности или других ресурсов таким образом, чтобы можно было получить оптимальный компромисс между требуемым QoE на UE, которое позволяет избежать отказа в выполнении определенной услуги, такой как услуга IUT. В частности, возникает проблема, когда запрошенная услуга является услугой IUT, в которой новое устройство UE, на которое передается поток, имеет более высокое разрешение и, соответственно, требует более высокой пропускной способности.

Как показано на фигуре 1, обработка запроса услуги IUT осуществляется сервером приложения IUT (сервер IUT AS). Кроме того, имеется модуль QoE, который обеспечивает оптимизацию QoE в соответствии с целевой функцией или "функцией оптимизации" на основе заданных входных параметров. Эти входные параметры включают возможные скорости передачи данных на различных принимающих устройствах, различные возможные разрешения на принимающем устройстве услуги IUT (на фигуре 1 это большой экран) и соответствующие функции полезности, которые указывают для некоторого потока данных или для некоторого разрешения зависимость восприятия качества от скорости передачи данных. На основе этих входных параметров модуль QoE может затем выполнить оптимизацию путем подыскания такого назначения ресурсов (разрешения для вторых устройств и выделенных скоростей передачи данных, выделенных для второго и третьего обслуживаемых устройств), для которого целевая функция достигает своего экстремума. Этот процесс будет описан ниже более подробно.

В соответствии с одним из вариантов функция полезности представляет собой качество, которое зависит не только от разрешения и скорости передачи данных, но также и от выбранного кодека. В этом случае кодек также является входным параметром и может быть выбран для выполнения полной оптимизации.

Интерфейс между сервером IUT AS и модулем QoE обеспечивает обмен информацией, такой как все возможные разрешения и/или кодеки, имеющиеся в телевизоре, которая должна использоваться затем в модуле QoE для определения оптимального разрешения и кодека и которая должна быть видна на экране телевизора.

На фигуре 2 приведена блок-схема модуля QoE, который учитывает информацию об общем восприятии качества для принятия решения о разрешении операции IUT и выборе оптимального разрешения видеоматериала для операции IUT, запрошенной пользователем. Сначала, после получения сервером приложения запроса на IUT от передающего устройства он проверяет в модуле QoE, имеется ли достаточный ресурс для обеспечения максимально возможного разрешения, имеющегося на принимающем устройстве, или запрошенного разрешения (если оно явно указано пользователем) без уменьшения каких-либо ресурсов, которые выделены в данный момент другим пользователям. Если имеются достаточные ресурсы сети, то сервер AS разрешает запрошенную операцию IUT, как это определено в документе "3GPP: TS 23.237: "Непрерывность услуг в мультимедийной подсистеме сети Интернет (стадия 2), выпуск 10", 2009, декабрь. В этом случае в выполнении процедуры оптимизации нет необходимости, и она будет выполняться только в том случае, когда ограниченная пропускная способность не позволяет обеспечить все устройства необходимыми скоростями передачи данных и разрешениями.

Если же ресурсы сети недостаточны, то модуль QoE с использованием процедуры оптимизации определяет воздействие потока данных, которые должны передаваться по запросу, на общее восприятие качества всеми пользователями, обслуживаемыми этой же самой базовой станцией. Затем модуль QoE будет выбирать разрешение видеоматериала или видеокодек, которые дают оптимальное качество работы системы на основе целевой функции (или функции оптимизации), заданной предварительно оператором. Например, оператор может задать целевую функцию таким образом, чтобы оптимальный результат обеспечивал максимальное среднее восприятие качества по всем пользователям или максимальную сумму показателей восприятия качества всеми пользователями. Целевая функция использует в качестве входной информации функции полезности различных приложений, которые указывают зависимость общего качества (например, характеризуемого экспертной оценкой восприятия качества (MOS)) от скорости передачи данных. Для принимающего устройства также учитывается зависимость качества от различных величин разрешения, которые могут использоваться в этом устройстве. Например, если принимающее устройство поддерживает разрешения VGA, XGA, WXGA и HD, то для каждого из таких разрешений может быть функция полезности, которая указывает для приложения, которое должно быть передано из первого устройства во второе устройство пользователя, как восприятие качества пользователем зависит от скорости передачи данных.

Затем целевая функция определяет, на основе введенных функций полезности, назначение ресурсов, для которых целевая функция достигает оптимума. Например, целевая функция может содержать вычисление общего показателя качества, такого как "полное качество" или "сумма всех показателей качества" для различных устройств, которые принимают приложение внутри соты, обслуживаемой одной и той же базовой станцией. Целевая функция, или "функция оптимизации", может иметь следующий вид:

В рассматриваемом примере первоначально имеется три пользовательских устройства: UE1.1, UE1.2, UE2 и UE3. Услуга IUT состоит в передаче видеопотока из UE1.1 в UE1.2. В этом случае оптимизация заключается в нахождении наилучшего назначения ресурсов для устройств UE1.2, UE2 и UE3 для заданных условий, что означает определенную ограниченную пропускную способность. В этом случае целевая функция составляется таким образом, чтобы она обеспечивала нахождение назначения ресурсов, при котором максимизируется сумма величин MOS для всех трех устройств.

В вышеприведенном уравнении MOS_UE1.2 - восприятие качества пользователем в устройстве UE1.2 (принимающее устройство), MOS_UE2 - величина MOS для устройства UE2, MOS_UE3 - величина MOS для устройства UE3. Устройство UE1.2 обеспечивает три возможных разрешения, а именно XGA, WXGA и HD. - это набор всех возможных назначений ресурсов (скоростей передачи данных) для разрешения XGA, - набор всех возможных назначений ресурсов для разрешения WXGA, - набор всех возможных назначений ресурсов для разрешения HD для устройства UE1.2. Устройства UE2 и UE3 имеют только одно возможное разрешение, и поэтому для них набор возможных назначений ресурсов не зависит от разрешения, а зависит только от скорости передачи данных.

Функция полезности, которая задается заранее, например, путем ее предварительного определения испытателями для определенного приложения, указывает для определенной скорости передачи данных соответствующий уровень качества (например, величину MOS). Функция полезности может быть записана заранее в устройстве QoE или же может быть передана вместе с приложением (с видеопотоком).

Для принимающего устройства UE1.2 могут быть три различных функции полезности, по одной для каждого разрешения (XGA, WXGA и HD). Это отражается в трех отдельных наборах возможных назначений ресурсов, которые являются параметрами MOS_UE1.2 в вышеприведенном уравнении (1).

Эти функции полезности могут быть использованы для выполнения вычислений, обеспечивающих определение назначения ресурсов, а именно скорости передачи данных и разрешения для каждого устройства UE, для которых целевая функция достигает оптимума, причем в случае вышеуказанной целевой функции (1) это будет назначение ресурсов, для которого полная сумма показателей восприятия качества пользователями (величин MOS) для всех трех устройств UE достигает своего максимума.

Для определения величины целевой функции для различных возможных назначений ресурсов модуль QoE может перебрать все возможные различные назначения ресурсов, например, используя последовательные единичные приращения скорости передачи данных и вычисляя соответствующие величины целевой функции. Затем набор назначений ресурсов, для которых целевая функция достигает максимальной величины, может быть выбран в качестве назначения ресурсов для отдельных устройств UE после выполнения услуги IUT.

После выполнения оптимизации модуль QoE передает информацию о выбранном разрешении видеоматериала и скорости передачи данных (и/или о видеокодеке, если он является параметром процедуры оптимизации) в сервер AS, обрабатывающий все запросы на услугу IUT, и сервер AS переходит к нормальной процедуре обработки запроса на IUT в соответствии с известными способами.

На фигуре 3 показана схема высокоуровневого обмена информацией от стадии инициирования запроса на услугу IUT до стадии выполнения запроса. Сначала запрос на услугу IUT для принимающего устройства UE направляется в сервер приложения IUT. Затем после проверки имеющихся возможностей принимающего устройства UE, таких как величина разрешения или кодек, в модуль QoE направляется запрос на проверку запрошенной услуги IUT. Этот запрос включает информацию о возможностях принимающего устройства UE.

После этого модуль QoE выполняет оптимизацию на основе предварительно заданной целевой функции и выбирает величину разрешения и/или кодек, а также скорость передачи данных для различных устройств. Затем выбранное назначение ресурсов передается в сервер IUT AS, который выполняет операцию IUT для принимающего устройства UE. После этого о результатах выполнения операции сообщается в инициирующее устройство UE, из которого пришел запрос на услугу IUT.

Необходимо отметить, что назначение ресурсов может включать выбор нескольких параметров для различных устройств, участвующих в процедуре, а именно:

назначение скорости передачи данных и/или выбор кодека, и

выбор величины разрешения для принимающего устройства.

Поэтому оптимизация назначения ресурсов может включать не только выбор скорости передачи данных для всех устройств, обслуживаемых базовой станцией, и выбор разрешения для принимающего устройства, но также и выбор кодека (возможно, отличающегося от предыдущего кодека), для которого закодирован видеопоток. В таком случае функция полезности может представлять собой не только зависимость от скорости передачи данных и от величины разрешения, но также может определяться и используемым кодеком. Если, например, имеется несколько кодеков, то для каждого кодека могут быть различные функции полезности, каждая из которых представляет собой для заданного кодека и заданной величины разрешения показатель восприятия качества пользователем (например, величину MOS) в зависимости от скорости передачи данных. Это означает, что имеется даже больше входных параметров для целевой функции; однако это также означает, что получаемый результат может быть улучшен.

Результатом работы целевой функции (функции оптимизации) являе