所述公開的系統(tǒng)和方法大幅度最大化每個(gè)移動(dòng)設(shè)備上回放緩存 的利用率。最大化所述緩存利用率可W給所述用戶帶來更好的QoE,因?yàn)樗鲆苿?dòng)設(shè)備在回 放期間清空所述緩存的可能性很小，從而降低了再緩存所述視頻流的需要，并降低了所述 用戶在所述視頻播放時(shí)將體驗(yàn)暫?；蚱渌缓闲枰奶卣鞯目赡苄?。此外，所述公開的系 統(tǒng)和方法不依賴預(yù)設(shè)的硬闊值來實(shí)現(xiàn)QoE驅(qū)動(dòng)響應(yīng)，相反，使用靈活的且適用各種負(fù)載情 況的軟調(diào)度器即可。
[0024] 此外，在一個(gè)實(shí)施例中，所述公開的系統(tǒng)和方法提供用于所述TP的MC層的有效 反饋機(jī)制。所述緩存狀態(tài)反饋可W是重大變化驅(qū)動(dòng)/隨機(jī)接入或隨無線設(shè)備特定配置周期 變化的。如果所述緩存狀態(tài)是在所述TP上估測的，則反饋可能就僅限于基于事件的暫停/ 播放-同步布爾型，W減少無線鏈路上的流量。此外，通過專用布爾型反饋機(jī)制可W將所 述應(yīng)用/設(shè)備的所述物理緩存大小考慮在內(nèi)。
[00巧]在一個(gè)實(shí)施例中，與其他方法相比較，所述公開的系統(tǒng)和方法在VoD用戶容量方 面可W取得大幅度增長。在一個(gè)實(shí)施例中，所述公開的系統(tǒng)和方法的特征是軟調(diào)度策略，其 能夠?qū)崿F(xiàn)相同頻段內(nèi)的盡力而為流和VoD流的聯(lián)合調(diào)度，而不會(huì)減少系統(tǒng)資源或FSS增益。 此外，所述公開的系統(tǒng)和方法向操作者提供了簡單的"控制旋紐"來決定什么時(shí)候盡力而為 流可W競爭資源。
[0026] 圖1示出用于數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)100。所述網(wǎng)絡(luò)100包括含覆蓋區(qū)域112的接入點(diǎn) (AP) 110、多個(gè)用戶設(shè)備扣巧120和回傳網(wǎng)絡(luò)130。此處使用的術(shù)語AP也可W指TP，運(yùn)兩 個(gè)術(shù)語在本發(fā)明中可W互換使用。所述AP110可W包括尤其通過和所述肥120建立上 行（短虛線）和/或下行（點(diǎn)虛線）連接能夠提供無線接入的任何組件，如基站收發(fā)信機(jī) 度ST)、增強(qiáng)型基站（eNB)、毫微微蜂窩基站和其他無線使能設(shè)備等。所述肥120可W包括 能夠和所述AP110建立無線連接的任何組件。所述回傳網(wǎng)絡(luò)130可W是能夠在所述AP110 和遠(yuǎn)端（未示出）之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的任何器件或其組合。在一些實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)100 可W包括各種其他無線設(shè)備，如中繼站、毫微微蜂窩基站等。
[0027] 圖2是反壓動(dòng)態(tài)控制策略的系統(tǒng)200的示意圖。如圖所述，系統(tǒng)200包括多個(gè)相 互禪合的節(jié)點(diǎn)202。調(diào)度210示出當(dāng)調(diào)度每個(gè)節(jié)點(diǎn)202W傳輸數(shù)據(jù)至另一節(jié)點(diǎn)202。在所 述調(diào)度210中，所述節(jié)點(diǎn)202標(biāo)為l、2、3、4、5、6、7、8和9，并表示為Nl、N2、N3、N4、N5、Ne、N7、 Ns和N9。實(shí)線表示數(shù)據(jù)在時(shí)隙i從一個(gè)節(jié)點(diǎn)202流向另一節(jié)點(diǎn)202。短虛線表示數(shù)據(jù)在時(shí) 隙i+1從一個(gè)節(jié)點(diǎn)202流向另一節(jié)點(diǎn)202。點(diǎn)虛線表示數(shù)據(jù)在時(shí)隙i+2從一個(gè)節(jié)點(diǎn)202流 向另一節(jié)點(diǎn)202。在任一時(shí)隙期間，數(shù)據(jù)流的傳輸在正交資源上進(jìn)行，如頻率、編碼、空間等。 數(shù)據(jù)到達(dá)標(biāo)為1、2和4的源節(jié)點(diǎn)202,并從所述系統(tǒng)200流向標(biāo)為3、7和9的宿節(jié)點(diǎn)202。 根據(jù)反壓算法由反壓動(dòng)態(tài)控制策略（也稱為反壓路由）確定所述調(diào)度210。對于本領(lǐng)域技 術(shù)人員，反壓控制策略和算法是公知技術(shù)的。反壓路由是使用擁塞梯度在多跳網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行 動(dòng)態(tài)路由流量的算法。所述反壓算法根據(jù)時(shí)隙運(yùn)作。在每個(gè)時(shí)隙上，所述反壓算法致力于 在與相鄰節(jié)點(diǎn)間的最大積壓差相關(guān)的方向上路由數(shù)據(jù)并分配適當(dāng)?shù)馁Y源。反壓算法的一個(gè) 示例可W表示為：
[002引其中1表示節(jié)點(diǎn)對之間的無線鏈路，n表示資源單元，如頻音、空間波束或擴(kuò)頻碼，k表示數(shù)據(jù)流，a,表示第k個(gè)數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級，r1,。表示使用資源n在鏈路1上可達(dá)到的傳 輸速率，座I；;表示第1個(gè)節(jié)點(diǎn)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的積壓差（緩存占用）。
[0030] 所述反壓動(dòng)態(tài)控制策略是基于隊(duì)列和信道感知的，可W在最大到達(dá)速率下穩(wěn)定所 有用戶隊(duì)列。反壓動(dòng)態(tài)控制策略對外源到達(dá)速率和鏈路能力是不可感知的。其試圖將有最 大管徑尺寸的資源分配給有最大積壓差（反壓）的隊(duì)列。反壓動(dòng)態(tài)控制策略在自身穩(wěn)定區(qū) 域內(nèi)提供聯(lián)合路由和調(diào)度，其中，沒有隊(duì)列是無限增長的。所述反壓動(dòng)態(tài)控制策略實(shí)現(xiàn)獨(dú)立 于流數(shù)目的平均時(shí)延。
[0031] 圖3示出反壓動(dòng)態(tài)控制無線系統(tǒng)300的一個(gè)特例。所述系統(tǒng)300包括TP302和多 個(gè)肥304。每個(gè)肥在服務(wù)TP上有對應(yīng)的緩存310。所述TPW類似于圖2所示的所述源 節(jié)點(diǎn)202的方式運(yùn)作。所述肥304W類似于圖2所示的所述宿節(jié)點(diǎn)202的方式運(yùn)作。然 而，通過將所述服務(wù)TP上的緩存空閑替換為所述肥側(cè)的回放緩存狀態(tài)，直接應(yīng)用圖2所描 述的反壓調(diào)度策略來解決VoD問題會(huì)造成所述回放緩存占用的最小化。運(yùn)是因?yàn)樵赩oD問 題中，需要最大化所述回放緩存占用來減輕再緩存。
[0032] 圖4示出用于在緩存空閑上進(jìn)行反壓調(diào)度的系統(tǒng)400的一個(gè)實(shí)施例。緩存空閑上 的反壓調(diào)度也可W稱為真空壓力調(diào)度。所述系統(tǒng)400包括多個(gè)用戶設(shè)備402和從TP接收 到的多個(gè)視頻包404。每個(gè)肥402都有含工作緩存參考大小的緩存406。每個(gè)肥402還 有各自的回放消耗率，記為rci和剩余物理緩存大小，其中i表示所述肥402。因此，rci是 肥1的視頻消耗率，rc2是肥2的視頻消耗率。每個(gè)肥402的工作緩存上的緩存占用是Qi。 每個(gè)肥402的緩存空閑是Vi。第k個(gè)肥402的緩存空閑可W表示為Vk=S-QkD計(jì)算所 述UE402的視頻傳輸調(diào)度，使得所述緩存占用大幅度降低到最?。ㄈ绱蠓茸畲蠡總€(gè)UE 402的緩存占用）。最大化每個(gè)肥402的緩存占用減小了使所述肥402消耗緩存406上 的所有視頻包的機(jī)會(huì)，且必須再緩存，因此降低了所述肥402的用戶的體驗(yàn)質(zhì)量。
[0033] 所述系統(tǒng)400的一個(gè)目標(biāo)是使用改進(jìn)的反壓（如真空壓力）調(diào)度策略來穩(wěn)定和協(xié) 調(diào)所有用戶的視頻播回放緩存。在一個(gè)實(shí)施例中，W上結(jié)合圖2所描述的反壓調(diào)度策略在 所述TP402上的反壓由所述肥402上的真空壓力所替代。所述肥402上的緩存空閑W PTU表示，如圖片帖，并使用參考緩存大小S計(jì)算。將最大緩存空閑分配給最大尺寸的管徑 (如含最大可達(dá)速率的資源）。突出的緩存空閑吸引了最高調(diào)度優(yōu)先級。由于平衡行為，自 動(dòng)速率提升可W提供給僅可使用含空閑緩存的視頻點(diǎn)播（VoD)服務(wù)的用戶。系統(tǒng)400同時(shí) 支持不同質(zhì)量和/或多種表現(xiàn)形式的視頻流。由于無論視頻質(zhì)量高低，PTU/每秒的視頻消 耗速率都通常是相同的（如30或25帖/每秒），物理緩存大小小于S的設(shè)備不能緩存同 樣多的視頻數(shù)據(jù)，因此可能需要更頻繁地進(jìn)行反饋（如在緩存耗盡前更頻繁地進(jìn)行調(diào)度）。 因此，由于持久擁有的緩存空閑量，可W自動(dòng)地授予運(yùn)些設(shè)備更高的優(yōu)先級。
[0034] 圖5A示出用于向UE提供VoD流和盡力而為流的系統(tǒng)500的一個(gè)實(shí)施例。所述系 統(tǒng)包括TP502和多個(gè)肥504、506、508和510。其中的所述肥504和508從所述TP502 接收視頻流，而其中的肥506和510從所述TP502接收盡力而為流。比如，如果服務(wù)供應(yīng) 商下發(fā)某種數(shù)據(jù)作為無保證數(shù)據(jù)速率的盡力而為流，盡力而為數(shù)據(jù)包括服務(wù)提供商和用戶 之間服務(wù)協(xié)議的網(wǎng)頁、電子郵件或其他數(shù)據(jù)的傳送。所述TP502或禪合至所述TP502的 系統(tǒng)通過回傳網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示的回傳網(wǎng)絡(luò)130,采用改進(jìn)的真空壓力協(xié)議聯(lián)合將視頻流傳 輸?shù)椒?04和508,將盡力而為流傳輸?shù)椒?06和510,W保證所述肥504和508的緩存 是滿的或至少是處于充分滿的狀態(tài)W位于安全區(qū)域（如安全空閑范圍或安全空閑區(qū)域）， 其中，在從所述TP502接收到額外的數(shù)據(jù)前，所述肥504和508不太可能消耗所述緩存。 在另一實(shí)施例中，用戶可能會(huì)通過自己的肥同時(shí)發(fā)起兩個(gè)或兩個(gè)W上不同會(huì)話，一些可能 消耗VoD流，而另一些則消耗盡力而為流。在運(yùn)種情況下，所述調(diào)度器向各個(gè)流分配其適當(dāng) 的權(quán)重。
[0035] 圖5B為示出在系統(tǒng)500中最大權(quán)重規(guī)則（不復(fù)雜的反壓策略但次于exp規(guī)則） 下的用于調(diào)度VoD流和盡力而為流可能的障礙函數(shù)的一個(gè)實(shí)施例。我們注意到所述exp規(guī) 則不需要障礙函數(shù)。每個(gè)肥504、506、508和510都有安全緩存空閑級別Vggf。的視頻緩存。 當(dāng)所述緩存空閑小于安全緩存空閑級別時(shí)，所述緩存并沒有處于將被清空的危險(xiǎn)。因此，可 W根據(jù)更高優(yōu)先級調(diào)度其他肥。擴(kuò)大實(shí)際緩存空閑的最大值和/或減少低緩存空閑值的 影響被稱為"虛擬空閑"。后者虛擬空閑的組件是聯(lián)合調(diào)度VoD流和盡力而為流的使能器， 作為對所述VoD真空壓力調(diào)度的調(diào)整應(yīng)用，使得含緩存空閑在安全區(qū)域內(nèi)（如<v,gj的視 頻流的優(yōu)先級比盡力而為流的優(yōu)先級低。在一個(gè)實(shí)施例中，虛擬空閑是所述實(shí)際空閑的映 射函數(shù)