CN103270728A - 在通信网络中对数据进行优先化以进行智能丢弃的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了通过选择性丢弃数据包来优化容量和频谱受限的多址通信***的***性能的***和方法。本文所提供的***和方法可使用控制响应驱动所述通信***中的改变。这样的一个控制响应包括在容量受限的条件下对网络数据包进行最佳丢弃（本文也称为“智能丢弃”）。一些实施方案通过选择性丢弃数据包来提供一种交互响应以增强感知和实际***的吞吐量，另外一些实施方案通过基于数据包对服务质量的相对冲击而选择性丢弃数据包来提供一种被动响应以缓解超额认购，另一些通过基于预测的超额认购丢弃数据包来提供一种主动响应，而另一些则提供了其组合。

Description

在通信网络中对数据进行优先化以进行智能丢弃的***和方法
技术领域
本发明大体上涉及通信***的领域，且更具体地，涉及通过在容量和频谱受限的多址通信***中选择性丢弃数据包来优化***性能的***和方法。
发明背景
在容量和频谱受限的多址通信***中，以下两个目标是无处不在的：成功传递信息以及使这样的传输对其他传递的干扰最小化。通常，这些目标是相互冲突的，且因此可表示***优化的时机。
例如，在蜂窝网络中，创造良好的用户体验是信息传送的成功标准。通常将这个度量进一步定义为特定用户任务或应用的服务质量。与此相反，可通过这个活动对其他网络用户的影响，特别是通过使用有限的***资源和通过创建信道干扰而查看该活动。
发明概要
本发明提供了通过选择性丢弃数据包而优化容量和频谱受限的多址通信***的***性能的***和方法。本文所提供的***和方法可使用控制响应驱动通信***中的改变。这样的一个控制响应包括在容量受限的条件下对网络数据包进行最佳丢弃（本文也称为“智能丢弃”）。
在一个方面，一种管理响应于网络条件的视频传输的***包括确定模块，其被配置成确定用于视频流中每一帧的优先级值，每一帧均具有帧类型，其中每一帧的优先级值至少部分地基于帧类型；以及选择模块，其被配置成至少部分地基于帧的优先级值丢弃一个或多个帧。
在另一方面，每一帧包括一个或多个具有片类型的片，且确定模块被配置成至少部分地基于片类型确定用于一个或多个片的优先级值。此外，选择模块被配置成基于片的优先级值丢弃一个或多个片。所丢弃的片可为冗余片。进一步地，确定交换片的优先级值为动态的。在另一方面，每一片包括多个数据分区，每个数据分区具有一个类型，且确定模块被配置成确定用于每个数据分区的优先级值且每个数据分区的优先级值至少部分地基于帧类型。
在另一方面，确定模块被配置成至少部分地基于用于帧中的片的优先级值确定用于每一帧的优先级值。
在另一方面，每一片包括一个或多个具有宏块类型的宏块，且每一片的优先级是至少部分基于片中的宏块的宏块类型而确定的。可替代地，用于每一片的优先级值至少部分地基于该片的大小。可替代地，用于每一帧的优先级值至少部分地基于该帧的大小。进一步地，用于每一帧的优先级值至少部分地基于是否已丢弃相邻帧。
在另一方面，每一帧包括一个或多个具有宏块类型的宏块，且每一片的优先级是至少部分基于片中的宏块的宏块类型而确定的。
另一方面涉及一种用于管理响应于网络条件的视频传输的***，其具有确定模块，其被配置成确定用于图像组（GOP）中的每一帧的优先级值，其中该帧中的一个或多个依赖于另一个用于解码的帧，且其中每一帧的优先级值至少部分地基于依赖于该帧的帧数。
在另一方面，一种用于管理响应于网络条件的视频传输的计算机实现的方法包括接收待传输至一个或多个装置的图像组（GOP）中的多个帧；确定具有足够的带宽以发送GOP中的每一帧；确定用于GOP中每一帧的优先级值，其中该帧中的一个或多个依赖于另一个用于解码的帧，且其中每一帧的优先级值至少部分地基于依赖于该帧的帧数；基于每一帧的优先级值丢弃该帧中的一个或多个；以及将未丢弃的帧传输至一个或多个装置。
在另一方面，一种用于管理响应于网络条件的视频传输的计算机实现的方法包括接收待传输至一个或多个装置的视频流中的多个帧；确定具有足够的带宽以发送视频流中的每一帧；确定用于视频流中每一帧的优先级值，每一帧均具有帧类型，其中每一帧的优先级值至少部分地基于帧类型；基于每一帧的优先级值丢弃该帧中的一个或多个；以及将未丢弃的帧传输至一个或多个装置。
从下面举例说明本发明各方面的描述中可明确地了解本发明的其他特征和优点。
附图简述
可通过研究附图部分地了解本发明有关结构和操作的详细内容，在附图中相同的参考数字表示相同的部件，其中：
图1为无线通信网络的方块图，其中可根据实施方案来实现本文所公开的***和方法；
图2A为另一无线通信网络的方块图，其中可根据实施方案来实现本文所公开的***和方法；
图2B为存取点或基站的方块图，其可用于根据实施方案实现图3-6所示的***和方法；
图3为根据实施方案的用于减轻无线通信网络中干扰情形影响的***的逻辑方块图；
图4为根据实施方案的可用于生成有关射频（RF）网络和使用图3所示***的***环境的前馈和反馈调整的方法的流程图；
图5为根据实施方案的用于减轻无线通信网络中干扰情形影响的方法的流程图；
图6为根据实施方案的用于减轻无线通信网络中干扰情形影响的方法的流程图；
图7为根据实施方案的用于减轻无线通信网络中干扰情形影响的***的逻辑方块图；
图8A为根据实施方案的图像组中的多个帧的图示；
图8B为根据实施方案的图像组中的多个帧的图示；
图9为根据实施方案的用于确定图像组中的帧的优先级的方法的流程图；
图10为根据实施方案的图像组中的多个帧的图示；
图11为根据实施方案的图像组中的多个帧的图示；
图12为根据实施方案的图像组中的多个帧的图示；
图13为根据实施方案的图像组中的多个帧的图示；
图14为根据实施方案的图像组中的多个帧的图示；
图15为根据实施方案的用于确定图像组中的帧的负担的方法的流程图；
图16为根据实施方案的权重因数矢量的图示；
图17为根据实施方案的权重因数矢量的图示；
图18为根据实施方案的帧负担表和帧优先级矢量的图示；
图19为根据实施方案的用于确定图像组中的帧的负担的方法的流程图；
图20为根据实施方案的帧负担表和帧优先级矢量的图示；
图21为根据实施方案的权重因数表的图示；
图22为根据实施方案的用于确定帧的优先级的方法的流程图；以及
图23为根据实施方案的用于确定帧的优先级的方法的流程图。
具体实施方式
一些实施方案提供了用于可在基站或其他装置中实现的多变量控制***的***和方法。该控制***可被配置为用于减轻容量和频谱受限的多址通信***中各种干扰情形的影响。在其他的实施方案中，该控制***可被配置为调整或改变总带宽需求。本文所提供的***和方法可使用控制响应驱动通信***中的改变。这样的一个控制响应包括在容量受限的条件下对网络数据包进行最佳丢弃（本文也称为“智能丢弃”）。一些实施方案通过选择性丢弃数据包来提供一种交互响应以增强感知和实际***的吞吐量，另外一些实施方案通过基于数据包对服务质量的相对冲击而选择性丢弃数据包来提供一种被动响应以缓解超额认购，另一些通过基于预测的超额认购丢弃数据包来提供一种主动响应，而另一些则提供了其组合。
根据实施方案，提供了一种交互响应技术，其允许对传输和无线电存取网络（RAN）/射频（RF）参数进行优化以实现对相邻小区干扰的鲁棒性以及减轻对相邻小区的干扰。通过确定和考虑吞吐量水平和用于一组主动服务的相关质量得分进行这种优化。可在通过选择性丢弃数据包而在控制感知和实际***的吞吐量处维持高质量的用户体验。
根据实施方案，提供了一种被动响应技术，其允许基于选定数据包对服务质量的相对影响丢弃该数据包，从而减轻因修改传输参数或改变RAN/RF参数以减轻相邻小区之间的干扰而导致的超额认购。对可用带宽的变化起反应而被动地丢弃数据包可就给定量的带宽增加感知的用户体验质量并可增加在给定量带宽可保持的服务数量。
根据实施方案，提供了一种主动响应技术，其可通过预测超额认购和选择性丢弃数据包或标记数据包以在预测的超额认购前进行高效的丢弃来改善用户体验质量和***吞吐量。对预期的超额认购起反应而主动地丢弃数据包可就给定量的带宽增加感知的用户体验质量并可增加在给定量带宽和带宽中给定变化量可保持的服务数量。在实施方案中，选择性主动丢弃数据包可用于优化传输和RAN/RF参数，从而在预期需要此类参数改变的事件中增加对相邻小区干扰的鲁棒性以及减轻对相邻小区的干扰。主动地应用智能丢弃和考虑智能丢弃以在带宽限制事件发生前主动地更改传输和RAN/RF参数可提供比等待应用智能丢弃及更改传输和RAN/RF参数直至这种带宽限制事件发生后所实现的用户体验转变更好的用户体验转变。
一些实施方案提供了用于可在基站中实现的多变量控制***的***和方法。该控制***可被配置为用于减轻容量和频谱受限的多址通信***中各种干扰情形的影响。在其他的实施方案中，该控制***可被配置为调整或改变总带宽需求。
可将本文公开的***和方法应用到各容量受限的通信***，包括但不限于有线和无线技术。例如，本文所公开的***和方法可用于蜂窝2G、3G和4G（包括长期演进（LTE）、高级LTE和WiMax）、WiFi、超移动宽带（“UMB”）、电缆调制解调器和其他有线或无线技术。虽然本文所使用的用于描述特定实施方案的短语和术语可适用于特定技术或标准，但本文所描述的***和方法并不限于这些特定的标准。
虽然用于描述特定实施方案的短语和术语可适用于特定技术或标准，但所描述的方法仍适应于所有的技术。
根据实施方案，可在进行调度的通信***内任何实体中实践本文所公开的包括智能丢弃数据包的***和方法。这包括以任何形式的基站，包括宏蜂窝小区、微微蜂窝小区、企业毫微微蜂窝小区、住宅毫微微蜂窝小区、继电器或任何其他形式的基站进行下行带宽的调度。根据实施方案，可通过在上行链路方向进行传输的任何形式的装置，包括固定和移动的用户装置和继电器装置进行智能丢弃。根据实施方案，可通过封装于集中指挥装置动作的核心网中的调度算法进行智能丢弃。根据实施方案，可通过实体预测性地进行智能丢弃，如基站，其可分配上行带宽以供另一实体，如已知可进行智能丢弃的用户装置使用。基站和用户装置可交涉以确定用户装置是否具有智能丢弃的能力，或在一些实施方案中，可基于用户装置的模型识别确定用户装置是否具有智能丢弃的能力。
基本配置
图1为无线通信网络的方块图，其中可根据实施方案来实现本文所公开的***和方法。图1示出包括宏蜂窝小区、微微蜂窝小区和企业毫微微蜂窝小区的通信***的典型基本配置。在典型的配置中，宏蜂窝小区可在一个或多个频道上进行发射和接收，该频道与小封装技术（SFF）基站（包括微微蜂窝小区和企业或住宅毫微微蜂窝小区）所使用的一个或多个频道相分离。在其他实施方案中，宏蜂窝小区和SFF基站可共享相同的频道。地理和信道可用性的各种组合可创建会影响通信***吞吐量的各种干扰情形。
图1示出通信网络100中的典型微微蜂窝小区和企业毫微微蜂窝小区配置。宏基站110经标准回程线路170被连接至核心网102。用户站150（1）和150（4）可通过宏基站110连接至网络。在图1所示的网络配置中，办公大楼120（1）会导致覆盖阴影104。可经标准回程线路170连接至核心网102的微微蜂窝站130可提供至覆盖阴影104中的用户站150（2）和150（5）的覆盖。
在办公大楼120（2）中，企业毫微微蜂窝小区140提供至用户站150（3）和150（6）的室内覆盖。企业毫微微蜂窝小区140可利用企业网关103所提供的宽带连接160而经ISP网络101连接至核心网102。
图2A为另一无线通信网络的方块图，其中可根据实施方案来实现本文所公开的***和方法。图2A示出包括宏蜂窝小区和配置于住宅环境中的住宅毫微微蜂窝小区的通信网络200中的典型基本配置。可通过标准回程线路170将宏蜂窝小区基站110连接至核心网102。用户站150（1）和150（4）可通过宏基站110而连接至网络。在住宅220中，住宅毫微微蜂窝小区240可提供至用户站150（7）和150（8）的室内覆盖。企业毫微微蜂窝小区240可利用电缆调制解调器或DSL（数字用户线路）调制解调器203所提供的宽带连接260而经ISP网络101连接至核心网102。
图2B为存取点或基站的高级方块图。基站包括发射和接收无线信号的调制解调器部分272。调制解调器也可测量和确定所接收信号的各种特征。控制和管理部分270通常负责操作基站。在本文所描述的一些实施方案中，控制和管理部分270将结合图3-6实现本文所述的***和方法。
干扰情形
各种干扰情形可导致通信网络的感知和实际性能下降。例如，第三代合作伙伴计划（3GPP）已识别技术报告（3GPP TR 25.967）中的多个干扰情形，其全文以引用方式并入本文。一些干扰情形的实例包括：（1）从用户站至SFF基站的上行（UL）传输干扰宏蜂窝小区基站的UL；（2）SFF基站的下行（DL）传输干扰宏蜂窝小区基站的DL；（3）从用户站至宏蜂窝小区基站的UL传输干扰SFF基站的上行；（4）宏基站的DL传输干扰SFF基站的DL；（5）从用户站至SFF基站的UL传输干扰SFF站的UL；（6）SFF基站的DL传输干扰SFF基站的DL；以及（7）对其他技术的***和从其产生的干扰。
避免和缓解技术
图3为说明根据实施方案的用于减轻上述容量和频谱受限的多址通信***中各种干扰情形的影响的多变量控制***的功能性元件的实例的逻辑方块图。图3中所示***的功能被分解成模块以更清楚地说明控制***的功能。可在宏蜂窝小区基站、微微蜂窝小区或毫微微蜂窝小区，如图1、2A和2B所示的宏蜂窝小区基站110、微微蜂窝站130和住宅毫微微蜂窝小区240中实现控制***。可替代地，可将部分分布至基站控制器（BSC）或核心网102的其他元件。
在实施方案中，控制***可被配置成在下列区域中提供最佳响应：（1）干扰避免和（2）干扰缓解。控制***可通过RF/RAN参数的最佳控制避免射频（RF）干扰。在无法避免干扰或当干扰避免或缓解导致带宽可用性的下降时，控制***也可保持数据包的服务质量（“QoS”）。
根据实施方案，控制***可使用各类输入参数。在实施方案中，这些输入参数可被分为策略参数和环境参数。策略参数模块310可被配置成接收策略参数，且环境参数模块320可被配置成接收环境参数。例如，策略参数模块310所接收的策略参数为网络提供商所限定的操作要求。这些策略参数可被分解成两组***要求：QoS策略和干扰策略。在实施方案中，策略参数可包括应用级的QoS策略，其以时间/日期和服务级别协议（SLA）手动限定QoS参数或其组合。策略参数也可包括与各干扰相关参数有关的策略，如接收信号强度指示（RSSI）、每比特能量与噪声功率谱密度比（Eb/No）、载波干扰比（C/I）、本底噪声（对所有噪声源和干扰信号总和所创建的信号的测量值）或其他干扰相关参数。控制***可使用策略参数确定可采用的用于避免干扰或当干扰无法避免时缓解干扰的动作类型。
环境参数模块320接收的环境输入参数包括描述RF网络和***环境的操作状态的实时信息。这个信息可在基站（例如，图1、2A和2B所示的宏蜂窝小区、微微蜂窝小区或毫微微蜂窝小区）处获得或由用户站所报告，且也可包括关于相邻小区的信息。环境输入参数320可被进一步分成两类输入参数：自环境参数和远程环境参数。自环境参数为与其中实现控制***的站相关的或在其处获得的环境参数。例如，在一个实施方案中，自环境参数可包括RF和回程线路毫微微蜂窝小区或微微蜂窝小区端点的层1-7的参数。远程环境参数与其他小区和/或用户设备相关或从其处获得，其他小区和/或用户设备是在对基站的操作环境具有影响的基站附近进行操作的。例如，在实施方案中，远程环境参数可包括用户设备（UE）、核心网和基站限定的其他相邻小区，如演进节点B（eNB或eNodeB），以及微微蜂窝站和毫微微蜂窝小区，如演进家庭节点B装置（eHNB或HomeeNodeB），其统称为e(H)NB装置的层1-7参数。
从策略参数和环境参数可获取附加的参数组，包括控制设置点、实时配置文件和模式。控制设置点模块315被配置成根据策略参数模块310从网络提供商接收的策略输入获取控制设置点或可进行手动获取。控制设置点包括可用作控制环目标值的量化参数。这些量化参数可被分为QoS参数和干扰参数。一些QoS参数的实例包括用于视频内容的帧大小和帧率，以及数据包类型的误帧率（FER）。一些QoS参数的附加实例包括用于语音内容的平均意见得分（“MOS”）、延时和抖动。QoS参数的附加实例为用于数据内容的吞吐量和误码率（BER）。干扰相关参数可包括但不限于各种干扰相关参数，如接收信号强度指示（RSSI）、每比特能量与噪声功率谱密度比（Eb/No）、载波干扰比（C/I）和本底噪声（对所有噪声源和干扰信号总和所创建的信号的测量值）。控制***的评估模块330可使用控制设置点以基于RF网络和***环境的实时配置文件325评估通信网络的当前状态以及确定是否应生成反馈信号以调整网络的操作状态。
实时配置文件模块325被配置成基于环境参数模块320接收的环境输入参数生成通信***的实时配置文件。在实施方案中，实时配置文件包括反映通信网络当前操作条件的量化参数。实时配置文件可包括QoS和干扰相关参数。一些QoS相关参数的实例包括BER、吞吐量、延时/抖动、协议相关参数和应用相关参数。干扰相关参数可包括但不限于各种干扰相关参数，如接收信号强度指示（RSSI）、每比特能量与噪声功率谱密度比（Eb/No）、载波干扰比（C/I）和本底噪声（对所有噪声源和干扰信号总和所创建的信号的测量值）。根据实施方案，实时配置文件可包括数据报、电子数据表或通信网络当前操作条件的其他表述。
模式模块335被配置成生成模式，其包括一组可用于生成前馈控制响应的历史量化参数模式。可从环境参数模块320接收的环境参数和实时配置文件模块325生成的实时配置文件获取该模式。这些模式能够反映网络上的使用模式。例如，在实施方案中，模式可包括与日期和/或时间相关的特定驱动器、特定应用或协议和/或特定UE。
评估模块330可评估控制设置点模块315生成的控制设置点和实时配置文件模块325生成的实时配置文件以将实时配置文件中表示的通信网络的当前操作参数与控制设置点进行比较以确定网络的当前操作条件是否满足策略参数中所包括的操作要求。如果网络的当前操作条件不满足策略参数中设置的要求时，评估模块330可生成反馈信号，其表示需要调整通信***的操作参数。
控制响应模块340被配置成从评估模块330接收反馈信号。控制响应模块340（本文也被称为优化模块）被配置成优化通信网络的操作参数，试图满足运营商策略的要求。控制响应模块340可被配置成基于从评估模块330接收的反馈信号生成控制信号。控制信号可分为两类：“自身的”的“远程的”。自控制信号可应用于基站本身（e(H)NB）以改变基站的操作参数，且远程控制信号可应用于网络的远程装置或组件，包括UE、核心网和其他e(H)NB以改变网络的远程装置或组件的操作参数。
图4为根据实施方案的可用于生成有关射频网络和使用图3所示***的***环境的前馈和反馈调整的方法的流程图。获得表示RF网络和***环境的当前状态或新的当前状态的更新环境输入（步骤410）。环境输入与通信***的环境参数模块320生成的环境参数相对应。如上所述，环境参数可包括从微微蜂窝小区或毫微微蜂窝小区、用户站和包括宏蜂窝小区、微微蜂窝小区和毫微微蜂窝小区的相邻小区获得的与RF网络和***环境相关的实时信息。实时配置文件也可从更新的环境输入获取（步骤415）。在实施方案中，实时配置文件与实时配置文件模块325生成的实时配置文件相对应且可由步骤410中获得的环境输入参数所生成。
可确定实时配置文件是否与控制设置点模块315生成的设置点相匹配（步骤420）。如上所述，控制设置点包括可用作控制环目标值的量化参数。控制设置点可从网络提供商所限定的策略参数获取。如果实时配置文件与设置点不匹配时，所采集的与RF网络和***环境相关的实时信息表示已从设置点获取网络的操作状态，设置点是从网络提供商的运营商策略获取的。作为响应，可生成反馈调整控制信号（步骤440）以将通信网络转向与策略参数一致的操作状态。
模式模块335可从实时配置文件和环境输入参数获取模式（步骤425）。在实施方案中，模式包括一组历史量化参数模式。可确定模式是否已改变（步骤430），且如果模式已改变，可使用历史量化参数模式生成前馈控制响应（步骤435），其可用于调整用于将通信网络转向所需状态的各操作参数。
步骤440中生成的反馈信号和步骤435中生成的前馈信号可用于生成一组控制信号（步骤450），其可应用于自e(H)NB和远程装置，包括UE、核心网和其他e(H)NB。
可确定网络提供商是否已改变运营商策略（步骤470）。如果网络提供商已改变策略参数，控制设置点模块315可在返回至步骤410前从运营商策略（步骤475）生成新的设置点。否则，该方法返回至采集环境输入的步骤410。
输入
SFF基站可访问各环境信息，其可用于生成用于控制响应模块340的反馈和前馈信号。这个信息可为环境参数320的一部分，可使用该环境参数320生成实时配置文件模块325生成的实时配置文件和模式模块335生成的模式。在图4所示方法的步骤410中可通过SFF基站采集该信息。例如，根据实施方案，下列环境输入数据通常可用于（通过感应、报告等）SFF基站：（1）源自宏基站收发台（BTS）的信号强度；（2）源自其他SFF基站的信号强度；（3）了解宏基站和SFF基站是否为同信道（或相邻信道）；（4）相邻小区的识别数据；以及（5）宏网络特定信息和***参数阈值。一些可用于SFF基站的附加信息的实例包括：DL同信道载波RSSI、DL相邻信道载波RSSI、每芯片公共导频信道（CPICH）能源对总噪声功率比（Ec/No）、接收的总带宽功率（RTWP）、公共陆基移动网（PLMN）ID、小区ID、局域码（LAC）、路由区域码（RAC）、扰码、同信道CPICH接收信号码功率（RSCP）、相邻信道CPICH RSCP、P-CPICH发射功率、宏小区数据率和宏小区死区覆盖。宏小区数据率和宏小区死区覆盖可考虑各信息，包括宏站负载、现用SFF基站的数量、SFF基站至宏站的距离、衰落环境和时间。SFF基站可具有宏站参数信息，其可用于SFF基站，包括目标SNR（信号噪音比）、测量SNR和接收功率。
调整
下列项目为在步骤450中可通过SFF基站进行调整以响应通过感应接收的环境信息的一些参数类型的实例：（1）DL功率；（2）UL噪声上升目标（UL调度器）；（3）UL功率；（4）控制信道/数据信道功率比；（5）接收器增益；（6）载波频率；（7）DL扰码；（8）LAC和（9）RAC。
附加输入
SFF基站可访问附加输入信息。这个信息可以成为用于生成实时配置文件325和模式335的环境参数320的一部分。在图4所示方法的步骤410中可通过SFF基站采集该信息。例如，附加输入，如实时流量度量，也可用于SFF基站且可用于生成实时配置文件325。例如，实时流量度量、如现用UE的数量、空闲UE的数量、UE灵活性和位置变化的指示、总UL使用，总DL使用，层4-7配置文件（语音、视频、网页、FTP等）、回程容量和每个连接的BER。可在混合自动重传请求（HARQ）或其他重试机制之前或在HARQ或其他重试机制后获得每个连接的BER数据。在一些实施方案中，可在无HARQ的情况下获得每个连接的BER。在一些实施方案中，每个连接的BER数据可包括重试的统计信息。
历史模式数据（如模式335）也可用于SFF基站，如时间数据、星期数据、当地假期数据、进入网络的已知/未知UE、典型使用率和典型使用期。这个历史数据可用于生成模式335，其可用于生成前馈控制信号，正如上所述。
策略输入数据也可用于SFF基站，如QoS要求数据、优先级数据、数据包检测数据和高级天线输入。这个策略信息可以是上述运营商策略数据310的一部分。QoS要求数据可包括延迟容限数据、抖动容限数据、BER/PER容限数据、最小接收率数据和/或其他QoS相关数据。优先级输入数据可包括与用户之间、服务类别之间、连接之间和/或同一类服务的数据包之间的优先级相关的数据。数据包检测数据和高级天线输入数据也可用于SFF基站。
调整的附加参数
在步骤450中可调整附加参数以试图矫正超额认购。在一个实施方案中，RAN/RF参数，如调制和编码、子信道化、帧中时间、子信道和时间跳动、多输入多输出（MIMO）参数和波束形成，均可用于矫正通信***上的超额认购。在另一实施方案中，流量控管可用于矫正超额认购。可使用各种类型的流量控管，包括速率限制、数据包拦截、数据包丢弃和/或智能丢弃。下面将描述可用于矫正超额认购的各种用于智能丢弃的技术。
优化性能
根据实施方案，所描述的***和方法包括优化模块，其基于QoS、优先级和策略（本文也称为“优化模块”）改变扩展RAN/RF参数，从而优化性能。根据实施方案，可在基站，包括宏蜂窝小区、微微蜂窝小区或毫微微蜂窝小区基站中实现优化模块。
在一个实施方案中，优化模块被配置成为每类服务（CoS）或连接建立BER/PER或其他质量度量水平。在一个实施方案中，可基于已知/未知的用户设备对质量度量进行优先化，其中可给已知的用户设备高于未知的用户设备的优先级。用户设备可包括移动、瞬态和固定的用户站。在另一实施方案中，可基于特定UE身份对质量度量进行优先化，且在另一实施方案中，可基于应用对质量度量进行优先化。
根据实施方案，优化模块被配置成为每类服务或连接建立所要求的/所需的吞吐量。可基于UE是已知的还是未知的情况、基于特定UE身份或基于特定应用对所要求的/所需的吞吐量进行可选地修改。
根据实施方案，优化模块被配置成使用基于标准的方法以获取基线干扰情形和基线RAN/RF参数。
根据实施方案，基线干扰情形和基线RAN/RF参数可随通信网络中条件的改变而实时地进行改变。例如，改变的条件中的一些包括现用/非现用UE的数量、相邻小区中的流量和UE位置变化的指示，如往返延迟、RSSI以及通过接收波束形成进行的跟踪。
根据实施方案，优化模块可随条件的改变实时地改变实际情形和实际RAN/RF参数。例如，在一个实施方案中，如果BER或服务质量度量下降至阈值以下，可将服务所需的物理参数设置为比基线值更具鲁棒性。例如，可改变MIMO且可应用波束形成的高级天线技术。此外，可改变调制和编码以提高鲁棒性。可替代地，可确定是否超过基线干扰情形和/或RAN/RF参数。例如，可基于感应数据、中央控制器的许可/与中央控制器的协商以及相邻BTS的许可/与相邻BTS的协商进行确定，或使用空间复用（波束形成等）以使干扰最小化。可替代地，可选择帧中的子信道和时间位置（例如，正交频分复用（OFDM）信号、时隙等）以避免常规干扰。可替代地，可对帧中子信道和时间位置进行随机化以在统计上避免干扰或选择性地增加可能引起的干扰，或通过随机化减轻影响。
在实施方案中，如果需求超过新的最大总吞吐量（DL或UL，包括用于管理现用和空闲UE的带宽），那么优化模块则会采取措施以缓解超额认购。在一个实施方案中，可对延迟容忍流量进行延迟以暂时减少需求。例如，一个方法包括延迟和缓冲内容，如现场视频。只要延迟（抖动）中的变化保持在延迟/抖动缓冲器的容量/时间限制中，就可对现场视频进行延迟和缓冲。在另一实施方案中，可使用“下载以供备用”的内容的大幅延迟以减少网络上的需求。例如，在一个实施方案中，对尚未作为接收内容（例如，非流式内容）消耗的音乐和/或视频内容的下载可进行暂时的延迟直到网络上的需求下降。
在另一实施方案中，如果需求超过新的最大总吞吐量时，优化模块可选择性地丢弃服务中的帧以降低网络上的需求。例如，一些活动图像专家组（MPEG）帧与其他帧相比则不太重要，且可选择性地进行丢弃以降低通信***上的需求。在另一实例中，可丢弃高于服务的最小接收率的数据包以降低需求。
在另一实施方案中，如果需求超过新的最大总吞吐量时，可使用呼叫接入控制（CAC）缩减服务。在一些实施方案中，可基于优先级缩减服务，而在一些实施方案中，则可基于应用缩减服务。
根据实施方案，当条件改善时，可逆转当需求超过新的最大总吞吐量时所采取的各种缓解措施。例如，在一个实施方案中，可使用滞后以平滑反应。
图5为说明根据实施方案可通过上述优化模块实现的用于基于QoS、优先级和策略改变扩展RAN/RF参数来优化性能的方法的流程图。在实施方案中，可通过图3所示的控制***实现图5所示的方法。在实施方案中，可在图4所示的步骤450中实现图5所示方法。
该方法开始于步骤501，其中平行地，该方法确定***的RAN/RF方面（步骤510、512和514）以及***的QoS和流量管理方面（步骤520、522、524和526）。
在步骤510中，获取和监控基线干扰情形且创建用于RAN/RF参数设置的基线。在实施方案中，用于获取基线干扰情形的输入可包括典型输入，如3GPP TS25.967中所建议的那些以及本文中所建议的附加输入，或两者兼而有之。所调整的RAN/RF参数可包括典型输入，如3GPP TS25.967中所建议的那些以及本文中所建议的附加RAN/RF输入，或其组合。在一个实施方案中，可通过评估模块330进行步骤510。
在步骤512中，可实时地确定任何影响干扰情形的因素和表示RF网络和***环境的当前状态的RAN/RF参数是否已改变。如果这些因素尚未改变，这种平行活动将继续进行，且该方法将前进至步骤530。如果因素已改变，方法前进至步骤514，其中会改变基线干扰和RAN/RF参数以说明所观察到的变化，且方法会前进至决策步骤530。在一个实施方案中，可通过评估模块330进行步骤512，且可通过控制响应模块340进行步骤514。
在步骤510中，可平行地开始管理对各类服务和个别连接的影响，以及相反的管理个别服务和其相关类服务对界面环境的影响的过程。在步骤520中，为每一类服务或每一个个别服务或连接建立最大或目标误码率（BER）或数据包误码率（PER）（或其他质量度量）。可监控每个服务或连接的实际BER、PER或其他质量度量。可基于网络提供商所提供的运营商策略信息310确定最大或目标BER和PER值。此外，在步骤520中，也可确定服务的吞吐量需求或目标。这些吞吐量目标可具有多个级别，其对应于需要不同吞吐量级别的QoS的多个级别。吞吐量目标也可基于用在通信协议不同层的应用或传输机制的知识考虑预期的重传。在一个实施方案中，可通过控制设置点模块315进行步骤520。
在步骤522中，确定实际误差率，如BER或PER或其他实际质量度量是否超过在步骤510中确定的连接的目标阈值。如果BER或其他质量度量超过连接的阈值，方法前进至决策步骤524以开始采取校正措施的过程。否则，如果质量度量不逊于目标，方法前进至决策步骤530。在一个实施方案中，可通过评估模块330进行步骤522。
在步骤524中，可确定受影响的服务提供商能否接受以超过基线干扰情形和基线RAN/RF参数的方式进行操作，这会对相邻小区中的现用服务产生更大的干扰。例如，在传输功率中临时的微小增加（例如，0.5dB）可增加对相邻小区中服务干扰的容忍度。如果受影响的服务提供商接受以超过基线干扰情形和基线RAN/RF参数的方式进行操作，方法前进至步骤514，其中可暂时调整基线干扰情形和RAN/RF参数以适应改善服务的QoS的需求。根据实施方案，可能仅允许将该调整用于受影响的服务或连接，或通常可允许将其用于小区。在一个实施方案中，可通过评估模块330和/或控制响应模块340进行步骤524。
如果在决策步骤524中确定基线干扰情形不得被超过，方法前进至步骤526，其中修改服务的传输参数以实现目标BER/PER或质量度量，而不违反当前基线干扰情形。在实施方案中，这可包括调制和编码、发射功率或任何其他可调整传输参数中的改变。在一个实施方案中，可通过控制响应模块340进行步骤526。
根据实施方案，当调整参数时，要满足需求的带宽要求可能会超过小区当前可用的总吞吐量。因此，该方法的这两个平行路径会前进至决策步骤530，其中确定需求是否超过了当前可用的总吞吐量。如果未超过小区当前可用的总吞吐量，该方法则返回至步骤501且可不断重复。否则，该方法在继续前进至步骤501以重复前会继续前进至步骤540。在步骤540中，可选择和应用缓解超额认购的方法。下面将描述几种用于缓解超额认购的方法。在一个实施方案中，可通过控制响应模块340进行步骤530和540。
根据实施方案，图5所示方法可包括单独操作的上行链路实例和下行链路实例，例如在频分双工（FDD）***中。相反地，在其他实施方案中，上行链路和下行链路实例可能需要在时分双工（TDD）***中分享信息，其中上行链路和下行链路位于相同的频率上且因此可在特定情况下导致干扰。这对于动态适应上行链路/下行链路比率的TDD***来说更是如此。
根据实施方案，优化模块也可基于历史数据实现另一种优化性能的方法，从而进行预期适应以减少潜在的超额认购。根据实施方案，优化模块可实现这个第二种方法，其可用于更新运营商策略310。可通过感应和/或通过使用从其他网络元件（例如，核心网、BTS和UE）接收的共享度量建立干扰历史。可经数据和/或时间对干扰数据进行分组，从而建立干扰模式的图像以用于各时间帧。例如，可通过时间、星期或将数据标记为节假日或非节假日而对干扰数据进行分组。感应和/或共享的度量也可包括用于SFF基站的自身小区和/或用于相邻小区的流量度量。这也可包括“更新内存记号”，其中使用加权平均、指数平均或其他一些方法对最近的数据赋予更高重要性。
可基于已建立的干扰历史做出优先决定。例如，可确定要用较多还是较少的严格CAC、策略和/或功率控制才能有助于减少超额认购的可能性。在实施方案中，可确定是否可权衡鲁棒性和BER/PER。
根据实施方案，在意外的使用模式干扰第二种方法中所述的预期干扰方法的情况下可使用基于上述和图5所示的第一种方法的实时监控。在实施方案中，可将预期数据用于基线情形且可将第一种方法用于***的实时优化。在另一实施方案中，使用第二种方法生成的预期数据可用于更新运营商策略310，且可将第一种方法用于应用更新的策略。
智能丢弃
参照图5，智能丢弃可用作算法步骤540的技术之一以缓解因步骤526中修改传输参数或因步骤514中改变干扰情形和RAN/RF参数而导致的超额认购。这是智能丢弃的被动形式。可替代地，可用智能丢弃技术的知识可用于影响步骤520中的吞吐量水平目标，步骤526中的传输参数修改，以及步骤514中干扰情形和RAN/RF参数的变化。这是智能丢弃的交互形式。进一步地，可通过使用其他***信息以预测带宽的未来超额认购而将交互形式改为主动。
根据实施方案，可通过进行调度的通信网络的任何实体实施智能丢弃。这可包括以任何形式的基站，包括宏蜂窝小区、微微蜂窝小区、企业毫微微蜂窝小区、住宅毫微微蜂窝小区、继电器或任何其他形式的调度进行下行带宽的调度。可通过在上行链路方向进行传输的任何形式的装置，包括固定和移动的用户装置和继电器装置进行智能丢弃。在实施方案中，可通过在集中指挥装置动作的核心网中实现的调度算法进行智能丢弃。在另一个实施方案中，可通过实体预测性地进行智能丢弃，如基站，其可分配上行带宽以供另一实体，如可进行智能丢弃的用户装置使用。基站和用户装置可交涉用户装置是否具有智能丢弃的能力，或可基于用户装置的模型识别了解用户装置是否具有智能丢弃的能力。根据实施方案，这种方法，其中实体，如基站，其分配带宽以供能够进行智能丢弃的网络中另一实体使用，可与另一实体，如用户装置相协调，可被称为协调性智能丢弃。
被动智能丢弃
在图5的步骤530中，确定目前用于带宽的应用层吞吐量需求是否已超过可用总吞吐量或特定会话或连接是否在超越其分配的吞吐量。例如，在步骤520中，可建立吞吐量水平目标以用于由所讨论基站提供服务的活动连接。可通过这类量化术语，如每秒比特或每秒字节表示这些目标水平。在实施方案中，这些目标水平可包括用于重传的容差。基于步骤526中所选的传输参数和步骤510和514中所选的RAN/RF参数，可将吞吐量水平转化成所需的物理层资源，如3GPPLTE、QAM（正交幅度调制）符号、OFDM符号、子信道、UL/DL比或其组合中所使用的资源块。所需物理层资源可包括用于HARQ或其他重传的容差。一旦转换成物理层资源，可将吞吐量水平目标或需求与可用物理层资源相比较，正如步骤530所示。这种比较可能会返回结果，其表示当前对于物理资源的需求超过了可用物理资源。在这种情况下，有必要减少物理资源需求以免超过可用物理资源。这反过来又确定在该会话、连接和/或应用中有必要减少当前对带宽的需求。
根据可替代的实施方案，可使用其他算法以确定对物理资源的需求是否超过可用物理资源，可用物理资源可提供能用于被动智能丢弃的可用吞吐量度量。
一旦确定应用层吞吐量需求超过可用物理资源，智能丢弃可用在步骤540中以减少需求，同时使缩减个别服务的需求最小化并同时使最终用户感知的质量最大化。
例如，如果对VoIP（因特网声传协议）服务资源的需求超过可用物理资源的10%，随机（非智能）丢弃可能会丢弃连续或接近连续的VoIP数据包。与此相反，被动智能丢弃可识别多个能够被丢弃的数据包，从而至少减少一部分对带宽的过度需求，同时保持呼叫的感知质量。例如，在一个实施方案中，调度器可在智能丢弃***中丢弃每第十个数据包。这可能包括已通过调度器排队的数据包或正在进行排队的数据包或两者兼而有之。与通过随机丢弃算法对所丢弃数据包进行集合的方式相比，通过智能丢弃算法对所丢弃数据包进行的均匀分布对于最终用户而言则可能不太显著。根据实施方案，只要选定的模式可使丢弃的连续或接近连续的数据包的数量最小化，则可使用其他模式选择待丢弃的数据包。
根据实施方案，也可基于所使用的特定语音协议和编解码器调整丢弃算法。智能丢弃可允许呼叫以可接受的质量继续，如质量分数所确定的那样且可与运营商、***或局部策略相比较。
在另一实例中，在MPEG-2传输中，音频数据包比视频数据包更重要，因为在MPEG-2传输中人类注意到音频质量中的变化比他们注意到视频质量中的变化更容易。此外，视频数据包由帧内编码帧（“I-帧”）、预测编码帧（“P-帧”）和双向预测编码帧（“B-帧”）所组成。I-帧的损失通常比P-帧或B-帧的损失更不利于MPEG-2传输的质量。事实上，I-帧的损失可导致即使在正确接收P-帧的情况下接收装置也无法使用P-帧。因此，MPEG-2智能丢弃可能会先于I-帧丢弃P-帧和B-帧且可能会先于音频帧丢弃所有形式的视频帧。
对于MPEG-4传输，除了从MPEG-2继承的帧之间的区别外，还有11级空间可适性、3级时间可适性和依赖于视频应用的不同级别数的质量可适性。细晶粒可适性将这些结合至11级的可适性中。在实施方案中，可使用信息“标记”数据包且可通过智能丢弃使用标记以允许随可用物理资源的改变对质量进行细晶粒变化。
如VoIP实例一样，在MPEG实例中，智能丢弃可丢弃已经排队的数据包以及在进入调度排队时进行丢弃。对某一百分比的数据包进行智能丢弃可允许通过***的呼叫接入控制（CAC）算法保持和接受更多的服务。
在步骤540中，可能有一个以上的服务选择，其可应用智能丢弃以满足物理层资源限制。有许多可用于选择要应用智能丢弃的服务的标准。例如，可按循环法的方式应用智能丢弃，这同样会影响所有服务或选定的服务类别或组中的所有服务。可基于最终用户的身份或最终用户在某个组的成员资格应用智能丢弃。例如，不同的用户可能对网络运营商的不同服务级别协议支付更多或更少金额。具有较低级别协议的用户可能会先于具有较高级别协议的用户而受到影响。从另一网络漫游的用户可能会先于直接订购网络的用户而受到智能丢弃的影响。可基于服务类型或应用做出决策。例如，通过第三方应用，如Skype进行的VoIP呼叫可能会先于经运营商直接提供的VoIP服务而进行的VoIP呼叫而受到影响。可在算法上确定哪些服务会受影响，从而使总吞吐量最大化。基于***、运营商或自治策略决定要如何应用智能丢弃。例如，装置可能具有默认策略，其可通过***或运营商策略进行修改或撤消。
可基于相对下降决定会影响哪些服务，先影响，例如那些所观测的质量受智能丢弃影响最小的服务，而不管所丢弃数据的相对数量。为了便于这点，步骤540可计算出用于各服务的可能吞吐量水平中每一个水平的分数。这些分数表示用于每个吞吐量水平的所观测质量的相对水平。这些分数可基于主观标准，如用于对语音质量进行打分的MOS分数，或可能是量化的，如从该服务消除特征。在步骤540中可将分数用作确定哪些服务将应用智能丢弃以及要应用智能丢弃至何种程度的一部分。例如，一旦用于服务的一组可能吞吐量水平的一组分数需要带宽时，可基于为各吞吐量水平所计算的该组分数选择目标带宽水平以用于服务中的一个或多个，并且可选择性地丢弃与每个服务相关的数据包以将与服务中的每个相关的吞吐量降低至与该服务相关的目标吞吐量水平。
可在***的任何部分进行被动智能丢弃，该***可做出有关数据包传输或处置的选择。例如，在一个实施方案中，基站、微微蜂窝站、毫微微蜂窝站或中继站可包括用于发射和接收数据包的收发器。根据优选实施方案，这些站可包括介质访问控制（MAC）层，其负责分配在上行链路和/或下行链路上的带宽。优选地，MAC层可包含用于在传输前存储数据包的调度器和缓冲器或与其相关联。在一个实施方案中，可在MAC层的一部分中实现本文所公开的智能丢弃技术，该MAC层负责缓冲和调度数据包的传输。
可替代地，MAC调度器的等价物可存在于进行集中调度和可能进行缓冲的核心网元件中。例如，在一个实施方案中，可实现MAC调度器的等价物以在两个或更多的基站或其他相似装置上协调数据，如广播视频或音频的同时传输。
在实施方案中，可在用户装置的MAC调度器中实现智能丢弃技术，该MAC调度器在上行链路中进行传输前调度和缓冲数据。根据实施方案，核心网或基站（或等价装置）可被配置成在缓冲前标记数据包以便于在下行链路方向上更容易地做出丢弃决策。可替代地，通过用户装置对数据包进行缓冲以用于上行链路传输前面的功能可标记数据包以用于通过用户装置中的MAC调度器功能更容易地做出丢弃决策。
交互智能丢弃
除了前面描述的被动智能丢弃，智能丢弃算法可与***控制的其他方面进行互动以获得改善的性能。例如，现在参照图5，在一个改变了特定RAN/RF网络操作参数，如在步骤510中降低最大传输功率，的实施方案中，可能会通过减少所观测到的相邻小区的干扰而有益于那些小区。
可替代地，在步骤526中选择更具鲁棒性的调制方案也可产生类似的效果。在典型的***中，由于所产生的可用物理资源的减少会使应用层吞吐量需求超过可用带宽，因此可能不需要这些变化。与此相反，在使用交互智能丢弃的***中，在步骤520中，可为主动服务计算出一组吞吐量水平。当考虑步骤526的可能传输参数选择和步骤510的可能RAN/RF参数时，该组吞吐量水平表示更大范围的物理资源需求。这些有关质量水平、传输和RAN/RF参数的可能组合的知识允许***在步骤510和526中选择可暂时或永久地大幅提高***鲁棒性的参数，其以牺牲对一个或多个服务的少量质量为代价。
交互智能丢弃的可替代实现方式
图6为图5所示方法的修改版本的流程图，该方法使网络操作的其他方面，如干扰缓解和功率控制利用智能丢弃以进一步地优化***性能。在步骤620中，除了创建用于服务或连接的单一质量（例如，BER或PER）和吞吐量水平（如图5的步骤520中所示）外，也可创建一组吞吐量水平和/或量化质量阈值范围（例如，BER和PER）（605）。可将分数应用至吞吐量水平中的每个。该分数表示用于每个吞吐量水平的所观测质量的相对水平。根据实施方案，可将分数应用至吞吐量水平中的每个以指出用于每个吞吐量水平的所观测质量的相对水平。分数可基于主观标准，如用于对语音质量进行打分的MOS分数，或分数可能是量化的，如从该服务消除特征。在步骤640中可将分数用作确定哪些服务将应用智能丢弃以及要应用智能丢弃至何种程度的一部分。
数据块605例示的该组吞吐量水平和分数可供步骤610、决策步骤612和修改步骤614使用以在服务质量和其他***操作因素间进行权衡。其他步骤，如步骤626也可使用该组吞吐量水平和分数以优化性能选择。例如，基于吞吐量水平和分数，步骤610中的方法可选择应用更具鲁棒性的调制并降低用于服务的基线参数中的功率，其中需了解的是个别服务的性能下降相对于所导致的相邻小区干扰的减少来说则较小。事实上，RAN/RF参数中的变化可以是针对降低源自相邻小区干扰的请求，或降低源自网络管理实体或其他中央位置的控制功能的干扰或本底噪声的命令或请求，或降低功率、潜在干扰或网络操作的一些其他方面的自主决策的反应。这样，步骤610和类似功能就可以评估吞吐量影响所暗示的质量影响，该吞吐量影响是由潜在可替代动作所产生的，可将潜在可替代动作应用至前述选择合适的RAN/RF参数的独立任务。
在优选实施方案中，交互智能丢弃方法可通过站的收发器、用户装置或实现交互智能丢弃的网络功能而在传输前实现在MAC层调度器和数据包缓冲能力的等价物中的丢弃功能。可通过能在核心网、基站（宏站、微微蜂窝站或毫微微蜂窝站）或用户装置中实现的且可将信息提供至与MAC层中缓冲和调度互动的交互智能丢弃功能以进行智能丢弃的功能而获得质量阈值、吞吐量水平和分数的相关组。交互智能丢弃功能也可与监控RF环境的物理层功能进行互动，以及与核心网功能或其他基站或网络元件上的功能进行互动以交换有关相邻小区RF环境的信息。交互智能丢弃中面对网络的功能可将关于服务、用户装置和RF环境的信息提供至核心网功能或相邻装置上的交互智能丢弃功能。交互智能丢弃方法可将信息提供至RF或物理层（PHY）控制模块，其调整用于传输特定信息数据包的RAN/RF参数。
主动智能丢弃
根据实施方案，主动智能丢弃是一种在超额认购条件的预期过程中预测性进行智能丢弃和在超额认购条件实际发生前进行丢弃的技术。当对网络带宽的预期需求超过预期的可用带宽时，主动智能丢弃可用于减少预期需求。
也可被动性地应用主动智能丢弃。例如，对切换的预期创建对更具鲁棒性调制的预期，且因此，当移动站接近小区的边缘时，每个物理层资源单元具有更低的吞吐量。主动智能丢弃可用于在实际事件发生之前进行丢弃，这允许通过受控的数据丢弃而不是阻塞导致的随机数据丢失而实现更平滑的切换。
可交互性地应用主动智能丢弃。例如，从历史数据可以得知，在一天中的某一时间（每天上下班等）会增加对或源自相邻小区的干扰。在主动智能丢弃中，步骤612可确定影响RAN/RF参数的因素将发生改变，且在步骤614中，可基于如下假定修改RAN/RF参数，即假定需要进行改变以结合步骤620所创建的该组吞吐量水平和分数以主动性地修改***参数，从而可基于关于质量和吞吐量的***策略保持最佳吞吐量和质量。
可基于各种激励或触发事件进行主动智能丢弃。可用于触发主动智能丢弃执行的各类激励或触发事件的一些实例包括：
（1）运动-如果确定装置不是静止的或正在超过特定速度阈值，主动智能丢弃则可预期到需基于对影响吞吐量可用性的物理参数中运动所导致变化的预期而进行智能丢弃。
（2）对切换的预期-如果确定切换可能超过一些阈值度量，智能丢弃则能够以受控的方式主动地丢弃数据，从而使预期的资源减少的质量影响最小化。
（3）时间、星期或其他历史模式-历史数据显示出可在可预见的时间点预测到资源的减少。主动智能丢弃可制备***以实现至较少资源的平滑过渡。
（4）小区中现用/非现用户装置-小区中的用户装置的数量可用于预测需求波动，其可能会导致进行被动智能丢弃。
（5）储备资源-主动智能丢弃可通过主动地进行智能丢弃而帮助保持服务质量，从而保持资源以作为其他功能，如呼叫接入控制的储备，如果应用智能丢弃，其他功能则可服务于更多的有效呼叫。
（6）对相邻小区的变化-有关相邻小区数量和配置中变化的信息包括但不限于：相邻小区的数量、相邻小区的位置、小区运营商、操作的频率和带宽、现用/空闲UE的数量和RF/RAN参数。
此外，主动智能丢弃可提供从一个水平的丢弃至另一水平的较平滑过渡，这能够使对服务参数，如抖动和个别数据包延迟的质量影响最小化。
在实施方案中，在需要进行丢弃前发生丢弃的实施中也可使用主动智能丢弃，其在预期会缺少资源的情况下应用较低的吞吐量。在可替代的实施方案中，可在下列的实施中使用主动智能丢弃，即将在对预期的资源缺少进行标记以进行快速丢弃的期间丢弃数据包，但仅在预期的资源缺少实际发生时才丢弃数据包。
在实施方案中，智能丢弃也可产生逆作用：在容量限制生效前加速数据包至信道中的传输。这可避免将来发生短期的资源限制。
可从多种来源获得用于创建模式或历史的历史或其他数据，该模式或历史用于主动地进行智能丢弃。例如，RF模块可采集有关物理环境的信息。在另一实例中，MAC层可采集有关数据包需求和吞吐量的信息，以及现用/非现用用户装置和服务的数量。在一个实施方案中，可在装置上对信息进行本地性处理以将输入转换成历史趋势，或在可替代的实施方案中，可将信息转发至核心网或任何其他处理器中的功能以转换成历史趋势和模式。历史趋势和模式可通过装置进行本地性使用或在装置间进行共享，如在主动地应用交互智能丢弃的情况下。
下面将描述与丢弃数据包相关的各种额外的实施方案。将参照特定标准描述实施方案中的一些。但是，应理解的是本文所描述的实施方案可适用于其他***和标准。还应理解的是可通过使用上述***和方法实现下述智能丢弃的实施方案，该***和方法包括被动智能丢弃、主动智能丢弃和交互智能丢弃。例如，下述实施方案可与上面参照图4-6所描述的智能丢弃的实施方案连用。进一步地，可使用上述***的实施方案，如参照图1-3描述的***而实现下述实施方案。
特别地，根据下述实施方案中的一个或多个而进行的数据包丢弃可在进行调度的通信***中的任何实体内得以实施。这包括以任何形式的基站，包括宏蜂窝小区、微微蜂窝小区、企业毫微微蜂窝小区、住宅毫微微蜂窝小区、继电器或任何其他形式的基站进行下行带宽的调度。在另一实施方案中，可通过在上行链路方向进行传输的任何形式的装置，包括固定和移动的用户装置和继电器装置进行根据下述实施方案中的一个或多个的数据包的丢弃。根据另一实施方案，可通过调度算法进行根据下述实施方案中的一个或多个的数据包的丢弃，该调度算法被封装于核心网中，该核心网集中指挥装置的动作或调度多个最终用户装置公用的服务，如组播或广播视频服务。
根据另一实施方案，可通过实体，如分配上行链路带宽以供另一实体，如用户装置使用的基站预测性地进行根据下述实施方案中的一个或多个的数据包的丢弃。根据本文所述的实施方案中的一个或多个，基站和用户装置可交涉用户装置是否具有丢弃数据包的能力，或在一些实施方案中，是否可基于用户装置的模型识别确定用户装置具有智能丢弃的能力。
根据另一实施方案，可在一个装置，如进行深层数据包检查的装置中进行下述数据包的优先化，且该优先化可导致数据包的标记，其中标记可由另一装置，如正在进行智能丢弃的无线基站所使用。
图7为图3所示控制响应模块340的一个实施方案的功能方块图。如上所述，在一个实施方案中，如果需求超过用于网络的最大总吞吐量，控制响应模块340可通过在服务中选择性的丢弃帧而进行响应从而减少网络上的需求。在图7所示实施方案中，控制响应模块340包括优先级/负担确定模块744（“确定模块”）和帧/片选择模块746（“选择模块”）。如下面更详细的描述，对待丢弃的帧或片的选择可对所产生视频的观看体验的质量具有显著的影响。在一个实施方案中，确定模块744确定值，如负担或优先级，其表示该帧相比于其他帧的相对重要性。然后，选择模块746基于所确定的值选择一个或多个进行丢弃。下面将更详细的描述确定模块744和选择模块746的操作。
优先化以进行智能丢弃
如上面进行的部分讨论，在MPEG-2、MPEG-4和H.264-AVC（MPEG-4第10部分）中，将视频流编码成不同类型的帧：帧内编码帧或I帧，有时被称为帧内帧、预测编码帧或P帧以及双向预测编码帧或B帧。帧表示按观看装置的帧率显示在观看屏幕上的内容。例如，美国所采用的NTSC（美国国家电视***委员会）标准是按每秒29.97帧而操作的。帧是由宏块所组成的。宏块对应于帧的16×16像素区域。
不同帧类型具有不同的依赖，其可影响视频信号中的错误传播。对I帧进行编码，从而使其不依赖于任何其他的帧。这会使I帧通常含有最大的数据量。基于I帧或P帧对P帧进行编码。这允许首先对当前P帧和其所依赖的I或P帧之间的差异进行编码。这反过来又会使P帧通常含有比I帧较少数据，即P帧较小且消耗更少的带宽以进行传输。但是，P帧所依赖的帧中的错误将把错误传播至P帧的解码，即使其是通过无误差的方式所接收的。B帧依赖于前面的I或P帧以及后面的I或P帧。这种双重依赖允许B帧通常含有比I帧或P帧更少的数据，但会促进错误传播。I帧和P帧经常被称为锚帧或参考帧。
在宏块级实现这些依赖。I帧仅含有不依赖其他帧中宏块而进行编码的I宏块。P帧可能含有I宏块或P宏块或两者兼而有之。基于前一个（或后一个）的I帧或P帧对P宏块进行编码。B帧可能含有I、P或B宏块或任何组合。基于前一个和后一个I或P帧对B宏块进行双向编码。
I帧、P帧和B帧的模式以及相关的解码依赖被称之为图像组（GOP）或预测结构。
此外，H.264-AVC会以多参考预测结构增加可允许的依赖，因此P帧可能依赖于多个I或P帧。其也添加了分层预测结构，其允许B帧依赖于其他B帧而非仅依赖于I和P帧。下面将描述涉及基线实施和增加的实施方案。
GOP起始于I帧且其可能特征在于两个数字：M，锚帧（I或P帧）之间的距离，和N，I帧之间的距离。锚帧之间的间隙填充有B帧。普通GOP结构为图8A所示的开放GOP，其中M=3，N=12。由于GOP中最后的B帧依赖于当前GOP的最后一个P帧以及下一个GOP的I帧，考虑使GOP开放。
图8A示出GOP中的帧的观看顺序。通过帧号1至12指示观看顺序。帧号1’表示下一个GOP中的第一帧。在每个观看顺序帧号下方的字母指示帧的类型，该帧号下的字母为I、P或B。箭头指示特定帧依赖于哪个帧。例如，帧4为依赖于I帧1的P帧。帧10为依赖于P帧7的P帧。帧5和6为依赖于P帧4和7的B帧。可以看出I帧1中的错误可通过GOP中其他11个帧以及前一个GOP的最后两B帧进行传播。更糟的是，帧1的损失会通过12以及前一个GOP的最后两个B帧而使帧2对于解码器来说是无用的。使帧1延迟超过待显示的时间可具有与帧1的损失相同的效果。相反地，在该实例中，B帧的损失或错误接收不会传播错误且仅会影响个别B帧。注意在H.264中具有模式，其中B帧可依赖于其他创建更复杂层级性的B帧，但这将具有没有其他帧所依赖的“叶节点”帧。
在一些***中，控制和管理部分270可通过对I帧而不是P帧和B帧进行更多的保护而解决该错误传播的问题，这会减少差信号质量对解码器的解码和显示视频的能力的影响。然而，这虽然有益，但却会导致本来就很大的I帧去消耗更多的带宽。这种方法还会由于许多视频解码器不支持帧的乱序传输而导致其他问题。
在其他***中，控制响应模块340可响应丢帧。一种方法是控制响应模块340基于被传输的帧类型选择要丢弃的帧。例如，在I、P和B帧间具有给定的选择时，控制响应模块可被配置成在P帧前丢弃B帧且在I帧前丢弃P帧。例如，可以随机地在同一类型的若干帧之间做出决策。
与此相反，在本文所述的其他实施方案中，控制响应模块340分析和利用帧的依赖以保持观察器的体验质量（QoE），同时智能地降低视频数据传输的服务质量（QoS），从而可使用较少的带宽对传输介质中的阻塞做出反应或允许在介质上同时存在更多的视频或数据服务。
在一个实施方案中，控制模块340仅超越了I、P和B帧的分类并确定帧的相对重要性。如上所述，由于错误传播，其具有重要性，且编码器能够使用后续帧。但是，其也具有重要的元件，其是基于具有相同错误传播重要性的帧的分布。将参照图8B对这些进行描述。
图8B为与图8A中所使用的具有相同依赖的相同GOP。此外，在具有每个帧顺序号和帧类型的列中具有表示优先级、负担和可替代负担组成的值。在一个实施方案中，通过确定模块744确定优先级、负担和可替代负担值。下面将更详细地描述确定模块744确定优先级和负担值的方式。
在一些实施方案中，所显示的帧优先级和负担值适于标记，例如，通过在发射装置前的深层数据包检查（DPI）装置而进行。因此，可通过另一装置，其包括不同于具有图3所示***的装置的其他装置而执行本文所描述的关于确定模块744功能。在这种情况下，选择模块746使用前面所确定的优先级负担值以选择待丢弃的帧。然而，为了进行说明，将关于确定模块744描述优先级和负担确定功能。在一些实施方案中，所描述的确定模块744的功能可包含在实时配置文件模块325中并在其中予以实现或可有利地将其功能分布在环境参数模块320、实时配置文件模块325和模式模块335之间，例如，环境参数模块320可确定数据流为视频流，实时配置文件模块325可对视频帧的优先级进行实时评估且模式模块335可通过一段时间的观测确定GOP结构。
在本说明书中，较低的优先级数字表示更高的帧重要性，尽管应澄清的是也可使用相反的关系。这些优先级表示允许发射装置在遇到传输介质的阻塞或超额认购时智能地丢弃帧的相对重要性。具有较高优先级数字的帧将先于具有较低优先级数字的帧而进行丢弃。
关于图8B所示的GOP，在一个实施方案中，必需传输I帧以使所有其他帧具有可用性，因此确定模块会给位于帧1的I帧分配数值为1的优先级值。P帧用链解除其对I帧的依赖，因此确定模块可对第一P帧分配低于I帧的优先级（较大的数字）但高于后续P帧的优先级（较小的数字）。遵照该模式，确定模块对GOP中的P帧给予分别为2、3和4的优先级数字。本领域的技术人员将认识到较低优先级数字可改为映射到较低的实际优先级，且较高的优先级数字可映射到较高的实际优先级。
在一个实施方案中，由于B帧依赖于其他帧，确定模块将对B帧分配低于其所依赖的任何帧的优先级（较大的数字）。这非常适用于传输顺序中编号为8、9、11和12的B帧，这是因为他们都依赖于编号为10的P帧，其具有优先级4且为具有最低优先级的P帧。然而，编号为2和3的B帧则不如P帧4那么重要，尽管其并不依赖于P帧4。这有两个原因。首先，如前面所描述的，丢弃B帧2或B帧3不传播错误，同时丢弃P帧4还需要丢弃B帧8、9、11和12。其次，P帧在GOP中均匀分布。丢弃P帧往往会导致一行中无数帧的丢失，而不仅仅是一行中的一个帧。因此，在一个实施方案中，确定模块将为B帧分配低于任何P帧的优先级（较大的数字）。
重要地，所有B帧本身的重要性并不完全相等。特别地，B帧的重要性可基于是否丢弃了相邻的B帧而进行改变。在特定情况下，与丢弃不连续帧相比，丢弃多个连接帧则具有更差的效果，因此会发生上述情况。例如，如果丢弃了B帧5，那么随后丢弃B帧6则会导致一行中的有2个帧被丢弃。然而，随后丢弃B帧12则不会导致这种情况的发生。
有利的是，确定模块可预测和解释这种重要性的改变。要做到这一点，在一个实施方案中，确定模块对GOP中的所有B帧都分配初始优先级数字5。然而，在具有连续的B帧的情况下，确定模块对GOP中具有较大帧号的B帧分配较低的优先级（较大的数字）。因此，在图8B所示的实例中，确定模块对B帧交替分配优先级5和6以在丢弃相邻的B帧后预测重要性的改变。在另一实施方案中，确定模块对所有的B帧分配相同的优先级值，且选择模块746可在如果需要丢弃时选择B帧以进行均匀丢弃而非成簇的丢弃。
确定模块用于确定优先级的功能可被概括如下：对I帧分配优先级1。对依赖于优先级为y的帧的P帧分配优先级y+1。如果z为任何P帧的最大优先级数字，那么则对所有的B帧分配优先级z+1或对位于两个锚帧之间的B帧分配优先级z+1、z+2、……z+(M-l)，其中M为锚帧之间的间隔。可替代地，对位于两个锚帧之间的B帧分配优先级z+(M-l)、z+(M-2)和z+1。
在另一实施方案中，确定模块可至少部分地基于有多少帧依赖于一个帧而确定该帧的重要性。例如，位于图8B所示GOP中位置1的I帧具有13个其他帧，其直接或间接地依赖于该I帧。这包括位于该GOP中另外11个帧，且由于该GOP是开放的，这还包括依赖于该I帧的前一个GOP的最后两个B帧。所有的B帧都具有0个依赖于其的其他帧。P帧4、7和10具有分别依赖于其的10、7和4个帧。这种基于依赖的值确定在本文被称作负担。图8B为用于GOP中帧的负担值的图示。
图9为用于确定GOP中帧的负担的方法910的一个实施方案的图示。如上所述，可由确定模块744实现该方法。在另一实施方案中，可由另一装置或模块实现该方法。为了进行说明，将关于决策模块描述该方法。在步骤915，决策模块确定数值N、GOP中的帧数以及GOP中锚帧（I或P帧）之间的距离M。在图8B所示的实例GOP中，N=12且M=3。可通过分析GOP中的帧而做出确定。可替代地，如果前面已确定了这些值，确定模块则可获得前面已确定的数值。
在决策步骤920，确定模块确定所考虑的当前帧是否为B帧。如果是，该方法前进至步骤925且确定模块对当前B帧分配负担0。在一个实施方案中，可在与帧或GOP相关的数据结构中存储所分配的负担。在分配后，将GOP中的下一帧作为当前帧，且该方法在决策步骤920前返回至点927。
返回至决策步骤920，如果当前帧不是B帧，方法前进至步骤930。在步骤930，确定模块确定当前帧的帧观看顺序（FVO）。再者，可通过分析GOP中的帧或通过获得前面所确定的FVO而确定这个值。在步骤935，确定模块对当前帧分配等于等式1所得结果的负担：
等式1）负担=(N-l)+M-FVO
在分配之后，将GOP中的下一帧作为当前帧且该方法在决策步骤920前返回至点927。这个过程持续进行直至确定模块对GOP中的每一帧均分配了负担值。
如图8B所示，可替代地，在确定负担时，确定模块也可将每一帧看作负担其自身。在这个实施方案中，确定模块对每个B帧分配负担1。根据等式2对锚帧分配负担：
等式2）负担=N+M-FVO
使用任一负担计算，选择模块746可通过先丢弃具有最低负担的帧来智能地选择用于丢弃的帧。对于具有相同负担的帧，当需要丢弃时，选择模块可进行均匀丢弃，即不以相邻帧的簇进行丢弃。可替代地，选择模块可基于大小在具有相同负担的帧之间选择用于丢弃的帧。例如，两个B帧可具有不同大小，因为一个帧比另一帧含有更多的I或P宏块。如果可用带宽资源允许传输较大的B帧，选择模块可优先选择在较大的B帧上丢弃较小的B帧，因为其含有较少的信息，且因此，与丢弃较大的B帧相比，其损失可更少地降低视频质量。但是，如果可用带宽资源由于其大小而无法适应较大的B帧传输时，选择模块可丢弃较大的B帧而不是较小的B帧。
图10示出不含有任何B帧的GOP。下面关于图9描述的方法与这些类型的GOP一起合作，如来自MPEG-1和H.264-AVC基线配置文件的那些，或MPEG-2、MPEG-4或H.264-AVC的GOP，其用于不想具有B帧所导致的额外解码延迟的应用。这些帧本质上为非开放的，因为没有B帧以实现双向依赖。确定模块可使用相同的方法以分析这个类型的GOP。
图11示出另一种类型的GOP，在锚帧（M=4）之间具有三个B帧。上面关于图9所描述的方法也与这些类型的GOP一同合作。特别地，确定模块可使用相同的方法以分析这个类型的GOP。
分层和多参考预测GOP结构
正如前面所提及的，在允许分层或多参考GOP预测结构的标准，如H.264-AVC中存在特征。在使用分层GOP的情况下，B帧可依赖于前面和/或后续的B帧。使用多参考GOP允许P帧依赖于一个或多个P或I帧。
图12示出分层GOP的一个实例。特别地，图12以观看顺序示出12帧（N=12）分层GOP结构。序列始于I-帧，且作为开放的GOP，其包括对下一个GOP的I-帧1′的参考。其不具有P帧且B帧的子集参考其他B帧。例如，B4参考I1和B7，且B3参考I1和B4。分层的关系集在B帧中创建了用途和重要性的区别，在分析非分层的GOP时，B帧是不可见的。这为确定模块提供了额外的信息以在通过GOP分析错误传播时以及在计算帧负担和优先级时进行考虑。
例如，在一个实施方案中，控制响应模块340可要求丢弃单一B帧以满足可用容量，然后帧B2、B3、B5、B6、B8、B9、B11或B12则可优于帧B4、B7和B10，因为前者的列表中包括所有“叶”节点，其的丢弃对后续帧不会产生影响。在这个实施方案中，控制响应模块340丢弃叶节点而不是其他帧所依赖的节点。
图13示出多参考GOP的一个实例。在这个实例中，帧P2只有一个参考帧I1。但是，帧P3则参考前两个帧P2和I1。帧P4参考P3、P2和I1。这些额外的参考改善数据压缩并减小GOP中后面的P帧的大小。
在一个实施方案中，确定模块向分层和多参考GOP结构应用可替代的确定过程，如图12和13所示的GOP。在一个实施方案中，确定模块基于依赖于每个帧的帧数来对GOP中的每个帧分配负担。在做出评估的过程中，确定模块考虑两类依赖：直接的和间接的。为了进行讨论，图14示出一组4个通用帧F1-F4。由于帧F2直接参考帧F1以解码其信息，所以可认为帧F2直接依赖于帧F1。由于帧F3直接参考帧F2且帧F2直接参考帧F1，所以帧F3为第一级间接依赖于帧F1。以此类推，帧F4为第二级间接依赖于帧F1。
图15示出用于计算直接帧负担的方法1510。如上所述，可由确定模块744实现该方法。在另一实施方案中，可由另一装置或模块实现该方法。为了进行说明，将关于决策模块描述该方法。
在步骤1520，确定模块计算N以及当前所处理的GOP的长度或大小。在步骤1530，确定模块对每一帧分配帧号，其始于用于最前面的I帧的1。在一个实施方案中，这些帧号为帧的帧观看顺序。在步骤1540，确定模块创建大小为N乘以N的表D以存储中间的负担信息。确定模块也创建了大小为N的权向量X。在另一实施方案中，确定模块利用现有的表和向量而非创建新的表和向量。在步骤1550，确定模块将每个值置零来对表D进行初始化。在另一实施方案中，之前可能已对表进行了初始化。
在步骤1560，确定模块在表D中直接依赖彼此的帧之间创建映像。特别地，对于GOP中的每一帧i，确定模块检查并记录对GOP中所有其他的帧j的依赖。一旦识别了帧i对帧j的依赖，则对处于位置（i，j）的表D分配值一，其中i表示列而j表示行。例如，如果帧2为当前所考虑的帧（i）并依赖于帧1（j），确定模块则对处于位置（2，1）的表D分配值一。本领域的技术人员将认识到，只要在整个算法中一致地使用该标记，那么以i表示列和以j表示行的标记D（i，j）则逻辑上等同于标记D（j，i）。
在步骤1570，确定模块确定用于每一帧的加权直接的帧优先级。特别地，对于每一帧j，确定模块将用于所有I值的表D（i，j）的值相加并加上1。这个总和为直接依赖帧j的数量。然后，确定模块将该总和乘以来自权向量X的权重X（j）。可通过确定模块将所得的值存储于长度N向量中。这个结果向量中的值表示GOP中的帧的加权直接的帧优先级。
图18示出直接帧负担表D。图18所示的表D是根据关于图15所描述的使用图12所示GOP的方法所生成的。如图所示，表D中每个条目（i，j）表示帧（i）是否依赖帧（j）。例如，由于帧B3依赖于这个GOP中的B4，所以值一位于D（3，4）。图18中还示出了所产生的用于每一帧j的加权直接的优先级。该结果为用于该帧的值的总和，即在表D的该帧的行中的值的总和加1再乘以来自图16所示的权向量X的相应权重。如图所示，帧I的帧I1具有最高的优先级。然而，与确定模块根据上面关于图9所述的方法而生成的B帧的负担相比，图18所示的B帧的负担是基于依赖的数量。相应地，确定模块对B帧分配1、5或7单位的负担。
在一个实施方案中，在步骤1560，确定模块考虑使每一帧依赖于其自身。在这个实施方案中，在步骤1570，确定模块不需要对表D的总和再加1。
在另一实施方案中，确定模块用1×N向量D′替换直接帧负担表D。在这个实施方案中，在步骤1590，确定模块使D′（j）加1以用于每个依赖于帧j的帧i。然后，通过使D（j）乘以X（j）以用于每个元素j而计算出用于帧j的加权直接优先级。
如上所述，方法1505会基于至少两个因素对帧之间的优先级进行相对描述：（1）直接依赖的帧的数量和（2）帧的权重。可通过多个方式创建权向量X（j）。
例如，在一个实施方案中，权向量X包括数值，从而使分配给I帧的权重大于P帧，其反过来又会大于B帧。图16示出具有这种结构的权向量X，其用于图12所示的GOP。在这个实例中，权向量X具有用于I帧的数值3，用于P帧的数值2和用于B帧的数值1。因此，对帧1，即唯一的I帧分配数值3，而对其余的帧，其全为B帧分配数值1。
在另一实施方案中，权向量X包括基于帧的大小的数值。在一些情况下，增加较大帧的优先级是有利的，因为与较小帧相比，他们最可能含有额外的场景细节或运动。可独立于帧的类型（I、B或P）而在加权中使用大小或可考虑同时使用大小和帧的类型。例如，参照图12所示的GOP，叶帧B5和B6可能含有重要的场景细节或运动。在这种情况下，这些B帧的大小可大于其余叶和非叶B帧。权向量X可通过增加与帧B5和B6相对应的加权值而说明这种情况。
在一个实施方案中，基于帧的相对或绝对大小对权向量分配相对权重（例如，1-10）。在一个实施方案中，使用封闭的形式表达、直方图函数或另一类型的函数来进行分配。在一个实施方案中，分配函数创建为整数或实数形式的权重。函数可以是线性的或非线性的。
图17示出权向量X，其中加权值结合有如上所讨论的帧的大小。权向量与图12所示的GOP相对应。如图17中所见，帧I1由于其大小而具有最大的权重。非叶节点帧B7、B4和B10由于这些帧的较大的编码大小而具有大于1的权重。由于叶节点B5和B6含有大量的细节或运动，其较大的大小会使权重高于所有其他的B帧。
图19示出基于直接依赖和间接依赖来确定负担的方法1902。如上所述，可由确定模块744实现该方法。在另一实施方案中，可由另一装置或模块实现该方法。为了进行说明，将关于决策模块描述该方法。
步骤1905、1910、1915、1920、1925和1930与关于图15所描述的方法1505的相应步骤类似。就执行这些步骤的细节，请再参照关于图15进行的描述。在步骤1935继续，确定模块创建总负担表T。确定模块将在步骤1930生成的表D中的数值复制至表T中。总负担表T为N×N表，确定模块使用该表以确定直接和间接依赖对负担的影响。例如，关于图12所示的GOP，确定模块744使用这种回溯方法以说明帧B9对帧I1的依赖（经B7）。特别地，确定模块包括帧I1的负担值中的帧B9对帧I1的负担。在一个实施方案中，确定模块使用回溯方法以说明一个帧对另一个帧的间接依赖。
在步骤1940，确定模块设置两个指数的值，使i和j等于1。在步骤1945，确定模块确定处于位置（i，j）的表T的值是否大于0。在这种方式中，确定模块确定帧j是否具有依赖帧。如果是，方法前进至步骤1950。在步骤1950，确定模块使用依赖的间接负担表D确定对于帧j来说，帧j本身是否依赖于任何其他的帧。如果是，帧j的依赖帧则包括于j依赖的帧的负担中。例如，使用图12所参考的GOP和图18所示的表D，以等于1的D（9，7）的值在直接负担表D中指出帧B9对B7的直接依赖。在步骤1250，确定模块确定B7本身是否依赖于任何帧。确定模块通过搜索表D的第7列中所存在的任何大于0的条目而进行这个过程。在这个实例中，在表的位置D（7，1）找到1，其表示帧B7依赖于帧I1。因此，定义帧B9为第一级间接依赖于帧I1。通过将1放入处于位置T（9，1）的总负担表T来记录这个信息。图20示出关于图19所述的总帧负担表T。表T中的共享数值指出经确定模块通过使用图19所示的方法而捕获的间接依赖。
从步骤1950继续，或者如果决策步骤1945的结果为否，该方法前进至步骤1955。在步骤1955，确定模块将指数j与数值N进行比较。如果j小于N，该方法前进至步骤1960。在步骤1960，确定模块对指数j加1，且该方法返回至决策步骤1945。返回决策步骤1955，如果指数j不小于N，该方法前进至步骤1965。在步骤1965，确定模块将指数j设置为1。在步骤1970继续，确定模块确定指数i是否小于N。如果i小于N，该方法前进至步骤1975。在步骤1975，确定模块对指数i加1，且该方法返回至决策步骤1945。返回至决策步骤1970，如果指数i不小于N，该方法前进至步骤1985。
步骤1940、1955、1960、1965、1970和1975的影响是使确定模块使用两级“嵌套”循环评价GOP的依赖。因此，确定模块探究直接负担表D中的所有值以在总负担表T中进行制表。
在确定模块在步骤1970中做出“否”的决定后，则完成了嵌套循环。在那一点上，总负担表T含有所有GOP帧之间的直接和第一级间接的帧关系。在步骤1985，对于每一帧j，确定模块求出用于所有i的值的表T（i，j）的值的总和，加1，且然后用结果乘以权重X（j）。注意，加一使负担为非零，从而允许通过不同的权重进行分化。例如，如果两个不具有依赖（同样的负担）的B帧具有不同权重（例如，如果他们具有不同的大小），则不加一会使负担为零，从而使用于B帧的负担和各权重的乘积为零。但是，加1允许用于两个B帧的负担和权重的乘积不相等。所产生的N长度向量为用于GOP的加权总帧优先级。图20显示了通过确定模块确定的总帧优先级，其中所使用的权向量为图16所示的权向量。
关于图19所描述的“回溯”方法将基于直接依赖和单一级别的间接依赖计算帧负担。本领域的技术人员将理解该方法可以扩展到包括所有间接依赖的影响，而不会限定依赖水平的数量。换句话说，可设计“回溯”，从而使确定模块遵照从根至叶节点的依赖。
扩展依赖跟踪的一个实施方案是使确定模块通过Tn创建额外的负担表T2，其中每个负担表均表示通过第n-1级间接依赖从直接依赖获得的所有依赖的累积表述。例如，表T3将表示直接依赖加所有第一、第二和第三级间接依赖。就图19所示的方法而言，可针对每个表Tn而通过确定模块执行步骤1935-1975。在那些步骤中，Tn代替表T且表T（n-1）代替表D。确定模块将一次性生成表格，表Tn的所有元素等于表T（n+1）的所有元素，即创建额外的负担表T（n+1）未识别出新的依赖。
在另一实施方案中，确定模块可考虑复制的依赖。例如，如基于图12所示GOP的图18所示表中描述的那样，如果在帧之间存在一个以上的依赖路径时，则上述方法不会导致帧负担的增加。例如，尽管事实上在I1和B3之间具有两个依赖路径，但由于帧I1为依赖帧，B3，仍给其分配1单位的负担。一个是直接的；而另一个则是经帧B4间接的。在一个实施方案中，确定模块说明这些复制参考以进一步地在帧负担之间放大差异。例如，在上面的情况中，由于帧I1是帧B3和I1之间的第二复制参考，将对帧I1给予额外一个单位的负担。
关于图15和19描述的方法考虑了GOP内的依赖。在其他的实施方案中，确定模块还可考虑存在于开放GOP结构中的GOP间的依赖。
如上所述，可使用多个方法创建有用的权向量X以供确定模块在计算总帧优先级中使用。例如，如上面关于图16和图17所述，可基于帧类型（I、P或B）通过帧大小或某种两者的组合而分配权重。
在另一实施方案中，可将权向量扩展至大小为N×N的权重表X的形式中。在这种方法中，在分配权重和计算优先级时考虑关于帧依赖的额外信息。在一个实施方案中，可基于所考虑的帧之间关系的“直接性”而将权重应用至依赖中。即，应用至直接依赖的权重大于应用至间接依赖的权重。在另一实施方案中，第一级间接依赖的权重高于第二级的间接依赖。类似地，第二级间接依赖的权重高于第三级的，且以此类推。
例如，可对直接依赖、第一级间接依赖和第二级间接依赖分别应用权重值3、2和1。图21示出权重表X，该权重表X用于对图20的总帧负担表T使用该加权方案。
大小为N×N的权重表X可替代图19的步骤1985中的大小为N的权向量X。当使用权重表X时，可通过对用于所有从1到N的i值的T（i，j）*X（i，j）的乘积求和而为每一帧计算出加权的总帧优先级。
有利地，这种方法考虑到由于帧错误通过GOP传播，因此可通过I宏块缓解错误传播。因此，由于帧之间“直接性”的水平下降了，依赖的重要性可能也会下降。
片
在MPEG-2、MPEG-4和H.264中，可将帧进一步分隔成片。片含有源自同一帧的整数个宏块。对于帧来说，可通过使用单一片而实现将帧分成片。帧也可被分成j个片，每一片均含有固定数量的宏块。可替代地，帧也可被分成k个片，每一片均含有可变数量的宏块。片中的宏块不依赖于源自同一帧的其他片中的宏块。如果片小于整个帧，片的损失将影响视频的质量且会小于整个帧的损失。
与帧一样，具有I片、P片和B片。I片仅含有不依赖其他帧中宏块而进行编码的I宏块。P片可能含有I宏块或P宏块或两者兼而有之。基于前一个（或后一个）的I帧或P帧对P宏块进行编码。B片可能含有I、P或B宏块或任何组合。基于前一个和后一个I或P帧对B宏块进行双向编码。
可将前述用于帧的同样的优先化方法应用至片。例如，可通过确定模块对作为I帧一部分的I片分配与原始I帧一样的负担和优先级。同样地，可分配与原始P帧相同的负担和优先级以作为P片的负担和优先级。可分配与原始B帧相同的负担和优先级以作为B片的负担和优先级。
由于可独立于其他片的宏块对帧中一片中的宏块进行解码，因此对片进行优先化允许在阻塞时或其他有必要或有益于降低数据传输率时进行更细晶粒的丢弃。
除了基于负担和帧或片类型进行优先化外，确定模块可进一步地基于片所包含的每种宏块的相对数量对具有相同负担的片进行区分。例如，如果两个P片具有相同的负担，则可相对于具有更少I宏块或更多P宏块的P片给予具有更多I宏块和更少P宏块的P片优先级。可替代地，可基于片中I宏块对P宏块的比例进行细晶粒优先级的调整。可基于I、P和B宏块的计数或比例将类似的细晶粒优先级的调整应用至B片。在另一实施方案中，由于I宏块通常比P宏块含有更多的数据且P宏块通常比B宏块含有更多的数据，所以确定模块可基于包含于该片中的宏块的平均大小调整优先级。这可通过片中宏块的数量来按字节划分片的大小，从而进行计算。
在一个实施方案中，确定模块执行评分***。例如，确定模块可应用说明在具有相同优先级水平或负担的片中宏块差异的调整，同时不允许片越至不同优先级水平或负担。在一个实施方案中，确定模块使用数字，从而从优先级值加或减该数字可按小于下一较低或较高优先级一半的方式移动优先级值。如果优先级水平之间的差异为整数值1，那么则可使用大于0但小于0.5的任何数字x。例如，x可以等于0.4。
图22示出基于片中的宏块来修改片的优先级的方法2205。如上所述，可由确定模块744实现该方法。在另一实施方案中，可由另一装置或模块实现该方法。为了进行说明，将关于确定模块描述该方法。进一步地，在本说明书中，较低优先级数字表示更高的优先级。本领域的技术人员将认识到这种方法也可基于帧中的宏块来修改帧的优先级。
在决策步骤2210，确定模块确定帧中的当前片是否为I片。如果是，结束对当前片的评价，且考虑下一片。如果当前片不是I片，该方法前进至步骤2220。在步骤2220，确定模块确定值y，其为当前片中宏块为I宏块的百分比。在步骤2230继续，确定模块通过将x乘以y并从片的当前优先级减去该乘积而调整当前片的优先级。在这种方式下，片中的I宏块的存在导致该片具有更低的优先级数字，即更高的有效优先级。
在步骤2240继续，确定模块确定当前片是否为P片。如果是，结束对当前片的评价，且考虑下一片。如果当前片不是P片，该方法前进至步骤2250。在步骤2250，确定模块确定值z，其为当前片中宏块为B宏块的百分比。在步骤2260继续，确定模块通过将x乘以z并使片的当前优先级加上该乘积而调整当前片的优先级。在这种方式下，片中的B宏块的存在导致该片具有更高的优先级数字，即更低的有效优先级。在另一实施方案中，可在这个步骤而非步骤2330中使用不同的x值，从而对相对优先级提供更高的控制。如所提及的，确定模块可对每个片重复该过程，从而确定对片的优先级的调整。
图23示出基于片中的宏块来修改片的优先级的方法2305。如上所述，可由确定模块744实现该方法。在另一实施方案中，可由另一装置或模块实现该方法。为了进行说明，将关于决策模块描述该方法。进一步地，在本说明书中，较低优先级数字表示更高的优先级。本领域的技术人员将认识到这种方法也可基于帧中的宏块来修改帧的优先级。
步骤2310、2320、2330和2340与图22所示方法2205的相应步骤相同。就执行这些步骤的细节，请参照关于图22描述的相应步骤。在步骤2350继续，确定模块确定数字z，其表示当前片中宏块为P宏块的百分比。在步骤2360继续，确定模块通过将x′乘以z并从片的当前优先级减去该乘积而调整当前片的优先级。在这个步骤中，按与x相似的方式计算x′，但却允许对B片中P宏块而非I宏块应用不同的调整。
本领域的技术人员将理解，可基于I、P和B宏块的数量、百分比或大小对片或帧的优先级进行其他调整。
一些视频标准，如H.264-AVC允许冗余片。如果原框架丢失或被损坏，冗余片则携带冗余信息。为了进行优先丢弃，对冗余片分配低于B片的优先级水平，因为解码器一般不需要冗余片。
一些视频标准，如H.264-AVC允许对可在视频流之间进行更容易或更快切换的片进行切换。SI片允许在完全不同的流之间进行切换。在一个实施方案中，如果未预期流切换，则对SI片分配低于B帧的优先级，因为解码器通常不使用SI片。然而，如果预期流切换是常见的，如在组播或广播***中同时切换多个视频流，策略可规定SI片的优先级，且可使其的优先级高于B或P片，但通常不高于I片。同样，SP片允许在以不同速率或分辨率编码的同一视频内容的流之间进行更容易或更快的切换。除非将进行这种切换，否则将对SP片分配低于B片的优先级。但是，如果将进行这种切换，以与P片同样的方式对SP片分配优先级。
可在人类观察器的控制下使用SI和SP片进行视频播放和管理功能。例如，一个人可进行选择以对当前所观看的内容进行快速转发或倒带。一旦开始播放，一个人则可选择以改变观看流（或“信道”，这是因为其通常在广播视频中进行描述）或调整所显示的分辨率和/或屏幕大小。根据视频标准和编码方法，这些观察器请求可能涉及使用或增加使用SP和/或SI帧。由于用户控制响应时间是视频传输和回放***的关键性能度量，因此在这种用户请求的期间SP和/或SI帧的重要性则显著较高。
在一个实施方案中，用于SI和SP帧的动态优先化可通过增加用于SI和SP帧的帧优先级以检测用户请求和响应。例如，这可通过控制响应模块340而实现。请求检测可采取多种形式。一种方法是监控上行链路控制流量（在视频流量的相反方向上的行进），从而检测特定用户请求。另一种形式为SI和SP帧建立通过使用每秒帧数等而测量的基线帧，以及在当前SI或SP帧率超过这个基线速率某个预定阈值，例如因数2x时，检测周期。一旦检测到用户请求，可提升SI或SP帧的优先级水平，且甚至可使其超过当前分配给I帧的优先级水平。可在用户请求加某个可配置暂停时期的期间保持所增加的优先级水平。
数据分区
在某些H.264-AVC的视频标准中，可将片中的数据进一步地布置到数据分区。例如，H.264-AVC中的片可被划分成三个数据分区。数据分区1含有用于每个宏块的片头以及头部数据。数据分区2含有来自片的I或SI宏块的数据部分。数据分区3含有来自片的P、B和SP宏块的数据部分。可单独传输这些数据分区。数据分区1和2为恢复I宏块所必需的，所以可将其链接在一起以通过确定模块进行丢弃优先化。可通过将片优先级调整算法应用至数据分区2并将同样的优先级分配至数据分区1而调整分区1和2的优先级。可替代地，由于数据分区1是使用数据分区3所必需的，可对数据分区1分配一个略高于数据分区2优先级的优先级。可通过将片优先级调整算法应用至数据分区3来调整数据分区3的优先级。
本领域的技术人员将理解可将上述优先化用于除智能丢弃以外的用途，例如，通过提供额外的有关可在保持所需服务质量的同时可从视频服务丢弃多少数据的信息加强呼叫接入控制，从而使允许接入的服务多于没有这种信息可能接入的服务。
如上所述，可通过通信装置或***，其包括但不限于接入点、基站、宏蜂窝小区、微微蜂窝小区、企业毫微微蜂窝小区、住宅毫微微蜂窝小区、继电器、小封装技术基站、用户站、核心网***或其他装置来执行上述数据包丢弃和帧分析。在一些实施方案中，这些通信装置可包括一个或多个处理器、收发器、天线***和计算机可读存储器或介质，其可运行以完成本文所述的功能。
本领域的技术人员将会理解，结合本文公开的实施方案所描述的各种说明性逻辑块、模块、单元和算法步骤常常可作为电子硬件、计算机软件或两者的结合而予以实现。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上面已对各种说明性组件、单元、块、模块和步骤就其功能大体上进行了描述。这种功能是作为硬件还是软件来实现的取决于施加于整个***的特定***和设计限制。对于每个特定***，技术人员可以不同的方式实现所述功能，但不得将此类实施决策解释为会导致偏离本发明的范围。此外，在单元、模块、块或步骤中对功能进行分组可便于说明。可从一个单元、模块或块移动特定功能或步骤，而不脱离本发明。
结合本文公开的实施方案所描述的各种说明性逻辑块、单元、步骤和模块可通过经设计用于执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器（DSP）、应用型专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其他可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任意组合而予以执行或进行。通用处理器可为微处理器，但在可替代方案中，处理器可为任何处理器、控制器、微控制器或状态机。可作为计算装置的组合，例如DSP和微处理器、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置的组合而实现处理器。
方法或算法的步骤以及结合本文公开实施方案所描述的块或模块的过程可通过硬件、经处理器执行的软件模块（或单元）或两者的结合而直接进行具体化。软件模块可驻留在RAM（随机存取存储器）存储器、快闪存储器、ROM（只读存储器）存储器、EPROM（可擦可编程只读存储器）存储器、EEPROM（电可擦除只读存储器）存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM（只读光盘驱动器）或任何其他形式的机器或计算机可读存储介质。可将示例性存储介质耦合至处理器，从而处理器可从存储介质读取信息以及将信息写入存储介质。在可替代方案中，可将存储介质集成至处理器。处理器和存储介质可驻留于ASIC中。
例如，也可主要通过使用组件，如应用型专用集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）以硬件实现各种实施方案。
提供上述所公开的实施方案以使本领域任何技术人员能够制作或使用本发明。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可在不脱离本发明的精神或范围的情况下对这些实施方案进行各种修改并将本文所述的一般原理应用至其他实施方案。这样，应理解的是本文提出的描述和附图可代表本发明当前优选的实施方案，且因此可广泛地设想其可代表本发明的标的物。需进一步理解的是，本发明的范围完全包含对于本领域的技术人员来说明显的其他实施方案。

Claims (33)

1.一种管理响应于网络条件的视频传输的***，所述***包括：
确定模块，其被配置成确定用于视频流中每一帧的优先级值，每一帧均具有帧类型，其中所述每一帧的优先级值至少部分地基于所述帧类型；以及
选择模块，其被配置成至少部分地基于所述帧的所述优先级值丢弃一个或多个帧。
2.根据权利要求1所述的***，其中每一帧包括一个或多个具有片类型的片，且其中所述确定模块被配置成至少部分地基于所述片类型确定用于所述一个或多个片的优先级值。
3.根据权利要求2所述的***，其中所述选择模块被配置成基于所述片的所述优先级值丢弃一个或多个片。
4.根据权利要求3所述的***，其中所丢弃的片为冗余片。
5.根据权利要求2所述方法，其中所述确定交换片的所述优先级值为动态的。
6.根据权利要求2所述的方法，其中
每一片包括多个数据分区，每个数据分区具有一个类型，
所述确定模块被配置成确定用于每个数据分区的优先级值且所述每个数据分区的优先级值至少部分地基于所述帧类型。
7.根据权利要求2所述的***，其中所述确定模块被配置成至少部分地基于用于所述帧中的所述片的所述优先级值确定用于每一帧的所述优先级值。
8.根据权利要求2所述的***，其中每一片包括一个或多个具有宏块类型的宏块，且其中所述每一片的优先级是至少部分基于所述片中的所述宏块的所述宏块类型而确定的。
9.根据权利要求2所述的***，其中所述用于每一片的优先级值至少部分地基于所述片的大小。
10.根据权利要求1所述的***，其中所述用于每一帧的优先级值至少部分地基于所述帧的所述大小。
11.根据权利要求1所述的***，其中所述用于每一帧的优先级值至少部分地基于是否已丢弃相邻帧。
12.根据权利要求2所述的***，其中每一帧包括一个或多个具有宏块类型的宏块，且其中所述每一片的优先级是至少部分基于所述片中的所述宏块的所述宏块类型而确定的。
13.一种用于管理响应于网络条件的视频传输的***，所述***包括：
确定模块，其被配置成确定用于图像组（GOP）中每一帧的优先级值，其中所述帧中的一个或多个依赖于另一个用于解码的帧，且其中所述每一帧的优先级值至少部分地基于依赖于所述帧的帧数。
14.根据权利要求13所述的***，其还包括：
选择模块，其被配置成至少部分地基于所述帧的所述优先级值丢弃一个或多个所述帧。
15.根据权利要求14所述的***，其中所述用于每一帧的优先级值至少部分地基于直接依赖于所述帧的帧数。
16.根据权利要求14所述的***，其中所述用于每一帧的优先级值至少部分地基于间接依赖于所述帧的所述帧数。
17.根据权利要求13所述的***，其中所述用于每一帧的优先级值至少部分地基于与所述帧相关的权重因数。
18.根据权利要求17所述的***，其中每一帧具有帧类型且与所述帧相关的权重因数至少部分地基于所述帧的帧类型。
19.根据权利要求17所述的***，其中与所述帧相关的所述权重因数至少部分地基于所述帧的大小。
20.一种用于管理响应于网络条件的视频传输的计算机实现的方法，所述方法包括：
接收待传输至一个或多个装置的图像组（GOP）中的多个帧；
确定具有足够的带宽以发送所述GOP中的每一帧；
确定用于所述GOP中每一帧的优先级值，其中所述帧中的一个或多个依赖于另一个用于解码的帧，且其中所述每一帧的优先级值至少部分地基于依赖于所述帧的帧数；
基于每一帧的优先级值丢弃一个或多个所述帧；以及
将所述未丢弃的帧传输至所述一个或多个装置。
21.根据权利要求20所述的方法，其中确定用于每一帧的所述优先级值至少部分地基于直接依赖于所述帧的所述帧数。
22.根据权利要求21所述的方法，其中确定用于每一帧的所述优先级值至少部分地基于间接依赖于所述帧的所述帧数。
23.根据权利要求20所述的方法，其中确定用于每一帧的所述优先级值至少部分地基于与所述帧相关的权重因数。
24.根据权利要求23所述的方法，其中每一帧具有帧类型且其中与所述帧相关的所述权重因数至少部分地基于所述帧的所述帧类型。
25.根据权利要求23所述的方法，其中与所述帧相关的所述权重因数至少部分地基于所述帧的大小。
26.一种用于管理响应于网络条件的视频传输的计算机实现的方法，所述方法包括：
接收待传输至一个或多个装置的视频流中的多个帧；
确定具有足够的带宽以发送所述视频流中的每一帧；
确定用于所述视频流中每一帧的优先级值，每一帧均具有帧类型，其中所述每一帧的优先级值至少部分地基于所述帧类型；
基于每一帧的所述优先级值丢弃所述帧中的一个或多个；以及
将所述未丢弃的帧传输至所述一个或多个装置。
27.根据权利要求26所述的方法，其中每一帧包括一个或多个具有片类型的片，且所述方法还包括至少部分地基于所述片类型确定用于所述一个或多个片的优先级值。
28.根据权利要求27所述的方法，其还包括基于所述片的所述优先级值丢弃一个或多个片。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述确定模块被配置成至少部分地基于用于所述帧中的所述片的所述优先级值确定用于每一帧的所述优先级值。
30.根据权利要求27所述的方法，其中每一片包括一个或多个具有宏块类型的宏块，且其中所述每一片的优先级是至少部分基于所述片中的所述宏块的所述宏块类型而确定的。
31.根据权利要求27所述的方法，其中所述用于每一片的优先级值至少部分地基于所述片的大小。
32.根据权利要求26所述的方法，其中所述用于每一帧的优先级值至少部分地基于所述帧的大小。
33.根据权利要求27所述的方法，其中每一片包括一个或多个具有宏块类型的宏块，且其中所述每一片的优先级是至少部分基于所述片中的所述宏块的所述宏块类型而确定的。
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