CN209692952U - 用于云游戏的便携设备 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例提供了一种用于云游戏的便携设备。所述便携设备包括：短距离通信模块，用于接收关于云游戏的控制输入；无线通信模块，用于向远程服务器发送控制输入，从远程服务器接收响应于控制输入的媒体流，并且所述无线通信模块支持实现端到端服务质量“QoS”保证的无线通信协议；媒体流输出接口，用于向外部装置输出媒体流中的视频流；处理器，与所述短距离通信模块、所述无线通信模块、所述媒体流输出接口通信连接；存储器，存储指令。

Description

用于云游戏的便携设备
技术领域
本公开涉及网络技术领域，且更具体地涉及用于云游戏的便携设备。
背景技术
随着移动终端的普及以及网络通信技术的发展，使用移动终端设备进行游戏已经成为了相当普遍的娱乐活动。然而受限于移动终端的屏幕大小，其显示画面通常较小(例如，常见的5英寸或6英寸左右的智能手机或更大一些的10英寸左右的平板电脑)且不具有专用的控制器(例如，不具有游戏手柄，而只能直接触摸显示屏)，使得用户的游戏体验较差。此外，受限于移动终端的移动性质，其上安装的硬件 (例如，中央处理器、内存、图像处理器、电池等)也通常要考虑在性能和节电之间的平衡，且因此无法流畅地运行大型游戏，例如《使命召唤》系列、《古墓丽影》系列、《战地》系列等。另外，来电、消息通知等操作影响游戏的运行，游戏的运行也不利于进行接打电话等操作。即，游戏的运行与移动终端的其它操作存在互相排斥、互相影响的情况。为了流畅地运行高质量的/大型的游戏，通常要求体积庞大的台式计算机，这又造成了不易便携，无法随时随地展开游戏的问题。
实用新型内容
为了解决或至少部分减轻上述问题，提出了根据本公开实施例的用于云游戏的便携设备。
根据本公开的一个方面，提出了一种用于云游戏的便携设备。该便携设备包括：短距离通信模块，用于接收关于云游戏的控制输入；无线通信模块，用于向远程服务器发送控制输入，从远程服务器接收响应于控制输入的媒体流，并且所述无线通信模块支持实现端到端服务质量“QoS”保证的无线通信协议；媒体流输出接口，用于向外部装置输出媒体流中的视频流；处理器，与所述短距离通信模块、所述无线通信模块、所述媒体流输出接口通信连接；存储器，存储指令。
在一些实施例中，所述无线通信模块是支持第三代合作伙伴计划“3GPP”组织发布的第五代“5G”无线通信协议或后续无线通信协议的通信模块。
在一些实施例中，所接收的媒体流是编码媒体流；所述设备还包括：与所述处理器通信连接的解码器，用于对所述编码媒体流进行解码；其中，所述媒体流输出接口用于向所述外部装置输出经解码的媒体流。在一些实施例中，所述媒体流输出接口和/或所述短距离通信模块用于向外部音频装置输出所述媒体流中的音频流。在一些实施例中，所述媒体流输出接口是高清多媒体接口“HDMI”或通用串行总线“USB”接口。在一些实施例中，所述媒体流输出接口用于向所述设备供电。在一些实施例中，所述设备的长度小于或等于18厘米，宽度小于或等于7厘米，以及厚度小于或等于4厘米。在一些实施例中，所述短距离通信模块是蓝牙通信模块、WiFi通信模块、ZigBee通信模块、Z-Wave通信模块中的至少一项。
通过采用根据本公开实施例的用于云游戏的便携设备，小巧便携，易于使用。可以在向用户提供画质精美、实时响应的流媒体交互体验的同时，避免了对体积庞大、不易便携的台式计算机的需要以及对相应软件的安装和/或设置。能够随时随地恢复前次游戏进度，使得用户能够更方便、快捷地享受到极致的游戏体验。此外，用户对移动终端的使用不受影响。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是示出了可以应用根据本公开实施例的流媒体交互设备和包括该流媒体交互设备在内的***的示例应用场景。
图2A和2B是示出了根据本公开实施例的支持服务质量(QoS) 保证的无线通信网络的示例架构的示意图。
图3是示出了根据本公开实施例的流媒体交互设备的示例透视图。
图4是示出了根据本公开实施例的流媒体交互设备的示例硬件布置图。
图5是示出了根据本公开实施例的流媒体交互设备与其关联设备、远程服务器之间的示例消息交换的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开的部分实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本公开来说是不必要的细节和功能，以防止对本公开的理解造成混淆。在本说明书中，下述用于描述本公开原理的各种实施例只是说明，不应该以任何方式解释为限制公开的范围。参照附图的下述描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的示例性实施例。下述描述包括多种具体细节来帮助理解，但这些细节应认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文中描述的实施例进行多种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，省略了公知功能和结构的描述。此外，贯穿附图，相同的附图标记用于相同或相似的功能、器件和/或操作。此外，在附图中，各部分并不一定按比例来绘制。换言之，附图中的各部分的相对大小、长度等并不一定与实际比例相对应。此外，在本公开一些实施例中描述的全部或部分特征也可被应用于其他实施例中以形成依然落入本申请范围内的新的实施例。
此外，尽管下文中主要以第三代合作伙伴计划(3GPP)组织发布的第五代(5G)通信协议为例来详细描述，但本公开不限于此，而是可以使用任何支持QoS保证的高数据速率的通信协议，例如5G通信协议的后续通信协议、或有线通信协议(例如IEEE 802.1p/802.1Q或多协议标签交换(MPLS))等。此外，下文中描述的不同的设备可以采用相同的通信协议，也可以采用不同的通信协议。此外，本公开并不局限于设备(例如，下文中的流媒体交互设备)的具体操作***，可以包括(但不限于)iOS、Windows Phone、Symbian(塞班)、Android (安卓)、Linux、Unix、Windows、MacOS等，不同的设备可以采用相同的操作***，也可以采用不同的操作***。
在本公开中，术语“包括”和“含有”及其派生词意为包括而非限制；术语“或”是包含性的，意为和/或。此外，在本公开的以下描述中，所使用的方位术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”等均用于指示相对位置关系，以辅助本领域技术人员理解本公开实施例，且因此本领域技术人员应当理解：在一个方向上的“上”/“下”，在相反方向上可变为“下”/“上”，且在另一方向上，可能变为其他位置关系，例如“左”/“右”等。
此外，尽管在下文中以云游戏为例来具体描述本公开的实施例，但本公开不限于此。事实上，本公开还可以应用于其他应用场景，包括(但不限于)：远程手术、对机器人、无人机、车辆等的远程操控等等。换言之，只要是需要实时提供响应于本地操作的流媒体的场景，均可应用根据本公开实施例的方案。
如前所述，由于移动终端的硬件和应用场景的限制，其难以让用户随时随处享受到令人满意的游戏体验。大型游戏或高质量游戏的运行往往依赖于本地的高处理能力的硬件，如台式计算机。云游戏并不在本地运行消耗大量硬件资源(例如，图形处理器、内存等)的游戏软件，而是让云端的远程服务器运行该游戏软件，并由远程服务器将执行游戏软件后实时产生的游戏画面传输到移动终端本地。但云游戏对网络的要求高，不能由WIFI、4G网络充分满足其需求。由于5G 的出现，其提供了之前从未有过的低时延、高带宽的通信线路保证，从而使得支持5G的移动终端能够以流媒体的方式来进行实时游戏，因而在提供低时延、高带宽的5G通信线路的支持下，使得用户能够在具有低功耗、低性能的移动终端处体验要求高性能的游戏。
然而，同样如前所述，虽然可以用这种方式来进行游戏，但受限于移动终端的尺寸，其有限的屏幕大小依然不能提供令人满意的游戏体验。此外，即便通过例如移动终端的本地投屏功能将画面投射到较大的屏幕上(例如，本地电视、投影仪或其它监视器)，由于投屏功能所引入的明显时延(通常在半秒以上)，同样会导致用户的游戏体验劣化。此外，移动终端运行游戏影响了移动终端的其它功能的使用，如拨打电话，移动终端其它功能的使用也影响了游戏的运行，如来电、消息通知。而且，移动终端运行游戏消耗大量的电池电力，造成移动终端续航能力的下降。移动终端通过触摸方式操作游戏运行，无法使用更为方便的控制器，如蓝牙手柄。移动终端在运行游戏之前仍需进行登录、认证等操作。
根据本公开的一些实施例，提出了一种可以直接与大屏幕连接的便携式云游戏设备。在一些实施例中，其可以具有类似于U盘或电视棒的尺寸，并可以直接插在显示设备的USB或HDMI等接口上，并通过5G网络来提供云游戏服务。这样，用户即便在出差、旅行途中，也可以通过将其插在随处可见的大屏幕(例如电视、显示器等)上来进行游戏活动。另外，由于其可以通过USB或HDMI接口来供电，用户和/或开发者也无需考虑其节电问题。
以下，将结合图1～图5来详细描述根据本公开实施例的云游戏设备，或更一般地，流媒体交互设备。在下文中，当不特别说明时，可以将“云游戏设备”和“流媒体交互设备”作为同义词来交换使用。
图1是示出了可以应用根据本公开实施例的流媒体交互设备(或云游戏设备)120和包括该流媒体交互设备120在内的***100的示例应用场景。如图1所示，该***100主要可以包括流媒体交互设备 120和远程的(游戏)服务器160。在图1所示实施例中，流媒体交互设备120和服务器160之间可以通过例如5G通信链路来通信。该5G 通信链路可以包括例如流媒体交互设备120与基站140之间的接入链路123、基站140和网络150之间以及网络150和服务器160之间的核心网链路。然而，需要注意的是：流媒体交互设备120与服务器160 之间的通信链路不限于此，而是任何一种支持端到端QoS且具有充足带宽、低响应时间的通信链路即可。
此外，在一些实施例中，流媒体交互设备120可以与显示设备110 通信连接。例如，在一些实施例中，流媒体交互设备120可以直接插在显示设备110的接口(例如，USB接口、HDMI接口等)上，而无需经由线缆，并向显示设备110提供其从服务器160接收到的游戏画面(或更一般地，流媒体数据)。
从外，在一些实施例中，流媒体交互设备120还可以通过通信链路125与由用户135操控的控制器130通信连接，以从控制器130接收控制输入(例如，操纵游戏角色的动作等)。在一些实施例中，通信链路125可以是下文中描述的短距离通信链路，其支持例如，蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave等短距离通信协议。
通过采用图1所示的***架构，使得用户135能够通过控制器130 来进行对显示设备110上显示的例如游戏角色的操控。具体地，用户135可操纵控制器130，且控制器130可经由短距离通信链路125将与用户135的操纵相对应的控制数据传输至流媒体交互设备120。接收到该控制数据的流媒体交互设备120可通过接入链路123、基站140、核心网链路145、网络150、核心网链路155向服务器160提供该控制数据。然后，服务器160可根据接收到的控制数据，对正在其上运行的游戏应用进行计算，并得到响应于该控制数据的媒体流(包括例如游戏应用响应于该控制数据所生成的游戏视频、游戏音频等)。然后，服务器160可通过核心网链路155、网络150、核心网链路145、基站 140、接入链路123向流媒体交互设备120发送回响应于控制数据的媒体流。最后，流媒体交互设备120可以基于接收到的媒体流向显示设备110提供显示画面和/或音频信号，该显示画面和/或音频信号是针对用户135对控制器130的操纵进行实时响应的。
在一些实施例中，服务器160响应于控制数据所生成的媒体流可以是经过编码和/或加密的媒体流。例如，在流媒体交互设备120支持的情况下，该媒体流可以是采用任何编码方式来编码的媒体流，包括 (但不限于)以下至少一项：ITU-T(国际电信联盟)H.263、ITU-T H.264、 MPEG-2 Part 2(运动图像专家组-2的部分2)、MPEG-4 Part 2(运动图像专家组-4的部分2)、HEVC(高效率视频编码)、RealVideo RV 40、谷歌发布的VP9等。
此外，在一些实施例中，当该媒体流包括音频流的时候，其音频流的编码方式可以包括(但不限于)以下至少一项：MP2、MP3、AAC、 AC-3、ITU-T G.711/G.722/G.726、iLBC、Vorbis、FLAC、Opus等。尽管图1所示实施例仅示出了显示设备110，但当媒体流包括音频流时，流媒体交互设备120可以向显示设备110或另一设备(例如，蓝牙耳机、Wi-Fi音响等)输出该音频流，以使其播放与视频流的画面同步的音频。
此外，在一些实施例中，当有需要时且流媒体交互设备120支持时，从服务器160向流媒体交互设备120发送的媒体流可以是加密的。例如，当远程操纵无人机时，为了防止无人机传回的实时画面被第三方窥探到，可以对媒体流加密，并在流媒体交换设备120处解密。
此外，尽管在图1所示实施例中，将流媒体交互设备120示出为直接插在显示设备110的接口上，但本公开不限于此。在另一些实施例中，可以通过线缆(例如，USB线缆、HDMI线缆等)将流媒体交互设备120与显示设备110通信连接。
此外，流媒体交互设备120可以通过连接到现有的机顶盒、智能电视盒等设备间接连接到显示设备110。
此外，尽管在图1中，将控制器130与流媒体交互设备120之间的通信连接示出为无线连接(例如，蓝牙连接)，但本公开不限于此。在另一些实施例中，控制器130也可以通过有线连接连接到流媒体交互设备120上，例如通过具有微型USB接口的USB线缆、串行线缆、并行线缆等。此外，尽管在图1中将控制器130示出为游戏手柄的形态，但本公开不限于此。在另一些实施例中，控制器130可以是例如智能电话、平板电脑、摇杆、鼠标、轨迹球、触摸板、或甚至就是显示设备110的触摸屏等。
此外，在一些实施例中，为了让流媒体交互设备120接入通信网络中，可以在其上采用订户身份模块(SIM)卡，例如标准SIM卡、微型SIM卡、NANO SIM卡或甚至作为虚拟SIM卡的eSIM卡。
通过采用根据本公开上述实施例的流媒体交互设备120，可以至少提供以下各项优点。首先，与移动终端(例如，智能手机)相比，其通过连接例如随处可见的大屏幕电视，可以提供更大的显示屏幕、更好的音视频效果(例如，更高的分辨率、环绕立体声等)，能够利用有限的硬件资源来提供高性能游戏体验。而且，不影响移动终端其它功能的使用，不受移动终端其它功能的影响。此外，如下文中结合图 3所描述，由于其本身无需显示屏，因此比移动终端更加便携，其尺寸大体与U盘或电视棒相仿，使得用户能够方便地将其携带至各处使用。其次，通过与电视等设备相连，其自身可以无需考虑电量问题，与电量有限的移动终端相比，使得用户在游戏时更为自由。再次，通过采用SIM卡之类的身份识别机制，可以将云游戏的进度等与流媒体交互设备120绑定，从而可以实现如下文中结合图5所描述的云游戏管理、云游戏暂停/恢复、云游戏异常检测等。此外，由于采用了专用的SIM卡，与移动终端相比，还可以避免骚扰电话等中断游戏进程。例如，服务提供商/网络运营商等可以简单地通过提供流媒体交互设备 120专用的、无法进行通话和/或短信的上网卡，来实现垃圾电话/信息的屏蔽功能。此外，通过针对专用的SIM卡制定专门的收费规则，还可以方便运营商对其的数据流量加以定向计费。
接下来，将结合图2A和图2B来详细描述5G通信标准中的端到端QoS机制是如何应用于根据本公开实施例的流媒体交互设备和/或***的。
图2A和2B是示出了根据本公开实施例的支持服务质量(QoS) 保证的无线通信网络的示例架构的示意图。具体地，图2A示出了针对QoS流的分类和用户平面标记以及映射到接入网(AN)资源的原理。如3GPP TS 23.501 V16.0.0(其以全文引用的方式并入本文中)所记载，5G的QoS模型是基于QoS流的。5G的QoS模型既支持要求保证流比特率的QoS流(GBRQoS流)，也支持不要求保证流比特率的QoS流(非GBR QoS流)。在5G中，QoS流是分组数据单元(PDU) 会话中的最细QoS区分粒度。使用QoS流ID(简称为QFI)来识别 5G***中的QoS流。在PDU会话中具有相同QFI的用户平面业务被执行相同的业务转发处理(例如，调度、准入阈值等)。QFI被封装在 N3(和N9)上的封装报头上，即不对e2e分组报头进行任何改变。在5G中，针对所有PDU会话类型来使用QFI。QFI在PDU会话中应当是唯一的。可以动态分配QFI或者其可以等于5QI。
如图2A所示，示例***可包括例如左侧的用户设备(UE)、中间的接入网(AN)和右侧的用户平面功能(UPF)。参考图1，图2A 中所示的UE可以是例如图1所示的流媒体交互设备120，AN可以是例如图1所示的基站140及其图中未示出的相关接入网实体(例如，基站控制器、移动性管理实体等)，且UPF可以是例如图1所示的服务器160。
回到图2A，在上行链路(UL)方面，针对具有网际协议(IP) 类型或以太网(Ethernet)类型的PDU会话，UE(或流媒体交互设备 120)可基于QoS规则中的分组过滤器集合中的UL分组过滤器来评估UL分组，按QoS规则的优先级值的升序来评估，直到找到匹配的QoS规则(即，其分组过滤器与UL分组匹配)为止。如果找不到匹配的QoS规则，择UE丢弃该UL数据分组。此外，对于具有无结构类型的PDU会话来说，缺省的QoS规则不包含任何分组过滤器集合，且允许所有的UL分组。
具体到图1所示的实施例，参见图2A，针对从UE(例如，流媒体交互设备120)的应用层下发的数据分组(例如，通过蓝牙链路125 从控制器130接收到的控制数据)，UE将其传送到图2A左侧的方框中的相应PDU会话，并将其与其它应用下发的数据分组或同一应用下发的其它数据分组区分优先级。需要注意的是：尽管在图2A中仅示出了一个上行PDU会话及其具有不同优先级的三个QoS流，但本公开不限于此。如图2A所示，该控制数据的所有分组可被UE分配以与具有最高优先级的QoS流相对应的QFI，即，将控制数据的所有分组标记有该QFI，并可通过AN分配的相应无线电资源向AN传输，然后在AN和UPF之间也通过该QFI来采用具有相应优先级的链路资源来传输该QoS流，从而保证上行链路数据的端到端QoS。
在下行链路(DL)方面，UPF基于DL分组检测规则(PDR)的分组过滤集合对UPF应用层下发的分组数据进行分类，具体地，按照 DL PDR的优先级来对分组数据分类。UPF同样使用QFI对属于同一 QoS流的用户平面业务进行分类。然后AN将QoS流与AN资源绑定。需要注意的是：在QoS流和AN资源之间没有严格的1对1关系。可以由AN来决定可以将QoS流映射到哪些AN资源并决定如何释放它们。此外，如果UPF找不到匹配的DL PDR，则其应当丢弃DL数据分组。
具体到图1所示的实施例，针对从UPF的应用层下发的数据分组 (例如，由服务器160根据接收到的控制数据所实时生成的流媒体数据)，UPF可将其传送到图2A右侧的方框中的相应PDU会话，并将其与其它应用下发的数据分组或同一应用下发的其它数据分组区分优先级(例如，分配到不同的QoS流)。需要注意的是：尽管在图2A 中仅示出了一个下行PDU会话及其具有不同优先级的三个QoS流，但本公开不限于此。如图2A所示，该流媒体数据的所有分组可被UPF 分配以与具有最高优先级的QoS流相对应的QFI，即，将流媒体数据的所有分组标记有该QFI，并可通过AN分配的相应无线电资源向UE 传输，从而保证下行链路数据的端到端QoS。
更直观地，可以结合图2B来描述从接入网角度来看的5G端到端 QoS保证。与图2A类似地，图2B中的各个实体也可以分别等同于图 1中的相应实体(图2B中的NB即为NodeB，即节点B或接入点，与图2A的AN等同)，这里不再赘述。这里可以参考3GPP TS 38.300V15.4.0(2018-12)(其以全文引用的方式并入本文中)。
如图2B所示，5G核心网(5GC)为每个UE建立一个或多个PDU 会话。此外，下一代(NG)-无线电接入网(RAN)为每个UE建立 PDU会话中的至少一个数据无线电承载(DRB)，并且随后可以配置用于该PDU会话的一个或多个QoS流的附加DRB(由NG-RAN来决定何时这样做)。NG-RAN将属于不同PDU会话的分组映射到不同的 DRB，且UE和5GC中的非接入层(NAS)分组过滤器将UL分组和 DL分组分别与QoS流相关联。UE和NG-RAN中的接入层(AS)映射规则将UL QoS流和DL QoS流分别与DRB相关联。具体地，可以参考上面结合图2A所详细描述的。
这样，如图2B所示，可以建立UE(例如，流媒体交互设备120) 与UPF(例如，服务器160)之间的端到端的QoS流，进而保证了QoS流中传输的分组数据的时延、带宽等QoS特性。
接下来，将结合图3和图4来详细描述根据本公开实施例的流媒体交互设备的硬件结构和硬件布置。
图3是示出了根据本公开实施例的流媒体交互设备300的示例透视图。在一些实施例中，流媒体交互设备300可以是例如图1所示的流媒体交互设备120，或者可以是图2A和/或图2B中所示的UE。
如图3所示，流媒体交互设备300大体上可以包括接头310和本体320。在一些实施例中，本体320可以具有大体上呈长方体的形状。此外，该长方体可以是例如圆角长方体，以避免尖锐的边角容易损坏或造成伤害。例如，如图3所示，其外观可以具有类似于U盘或电视棒的形状。然而，需要注意的是：流媒体交互设备300的形状不限于长方体形状，而是任何适于插在例如电视的接口上的形状，包括(但不限于)：立方体、长方体、圆柱体、圆锥体、球体、椭球体、三棱锥、四棱锥、棱台、圆台或任何其它规则或不规则的形状。
在一些实施例中，本体320的长度可以小于或等于18厘米，宽度可以小于或等于7厘米，且厚度可以小于或等于4厘米。在另一些实施例中，本体320的长度可以小于或等于13厘米，宽度可以小于或等于2厘米，且厚度可以小于或等于1厘米。具有该尺寸的流媒体交互设备300明显小于移动终端，从而能够提供更好的便携性。然而，需要注意的是：本公开不限于此。如前所述，本体320完全可以具有任何所需的尺寸和/或尺寸。
此外，在一些实施例中，接头310可以是符合任何接口规格的接头310。尽管在图3所示实施例中，将接头310示出为符合USB Type C规格的接头，但本公开不限于此。在另一些实施例中，接头310可以符合的规格包括(但不限于)以下至少一项：USB Type A/B/C、微型USB、视频图形阵列(VGA)、数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)1.4/2.0/2.0a/2.0b、或任何其它用于音视频传输的接口等。流媒体交互设备300可以通过接头310插到显示器(例如，图1所示的显示设备110)上，并向显示器输出相应的视频信号。
此外，在例如采用USB系列接口的情况下，由于USB接口可提供充足的供电电流，因此无需在流媒体交互设备300上设置电源或电源接口。然而在例如采用HDMI系列接口的情况下，由于通过HDMI 接口所提供的电流较小，通常无法驱动流媒体交互设备300上的各个硬件模块，因此可设置可选的外置电源接口330，以方便通过电源接口330来为其供电。此外，也可以根据需要(例如，流媒体交互设备 300上的某些组件需要大电流或高电压)而非接口类型来选择是否设置电源接口330。此外，在一些情况下，也可以在流媒体交互设备300中设置内置电池。
接下来，将结合图4来详细描述流媒体交互设备的内部硬件布置。图4是示出了根据本公开实施例的流媒体交互设备400的示例硬件布置图。如图4所示，流媒体交互设备400可以包括处理器410、短距离通信模块420、无线通信模块430、存储器440、解码器450和/或流媒体输出接口460。需要注意的是：本公开实施例不限于此，而是可以例如具有其它附加组件、没有前述组件中的一些组件、或者具有相同或相似功能的替换组件。例如，在一些实施例中，解码器450可以是处理器410的集成组件，例如作为处理器410的一个处理器核、或者以软件解码器的形式存储在存储器440中。又例如，在另一些实施例中，流媒体输出接口460可以是从处理器410的某些管脚引出的硬接线。再例如，在处理器410是例如***级芯片(SoC)的情况下，可以将前述各模块/接口都集成在单一芯片中，而没有单独的各个模块。
在图4所示实施例中，短距离通信模块420可以是例如支持短距离通信的模块，例如蓝牙通信模块、WiFi通信模块、ZigBee通信模块、 Z-Wave通信模块等中的至少一项。其可以使流媒体交互设备400能够与控制器130经由短距离通信链路125进行通信，并能够接收来自控制器130的控制数据和/或向控制器130提供反馈(例如，控制数据接收应答等)。然而需要注意的是：如前所述，控制器130也可以通过例如有线方式连接到短距离通信模块420，例如通过USB线缆、HDMI 线缆、IEEE 1394线缆、串行线缆、并行线缆等。在该情况下，短距离通信模块420也可以是相应的有线通信模块。
在图4所示实施例中，无线通信模块430可以是用于经由无线链路123与基站140(进而与图1所示的服务器160)进行无线通信的模块。在一些实施例中，无线通信模块430可被配置为支持实现端到端服务质量(QoS)保证的无线通信协议，例如3GPP 5G NR(即NewRadio 或新无线电)通信协议或其后续无线通信协议。如前面结合图1、图 2A和图2B所述，流媒体交互设备400可以经由无线通信模块430与远程的服务器160通信。例如，向远程服务器160发送其从控制器130 接收到的控制数据，且从远程服务器160接收响应于该控制数据而实时生成的媒体流。在一些实施例中，由于5G NR协议中与QoS有关的标准规定了通信网络的时延小于1毫秒，且因此可以使得从流媒体交互设备400向远程服务器160发送控制数据到流媒体交互设备400 从远程服务器160接收到相应媒体流之间的时延小于50毫秒，在一些实施例中，甚至小于20毫秒。这样，对于用户来说，从其发出控制操作到在电视上看到响应之间的时间在50毫秒(或20毫秒)以内，基本上感觉不到任何时延，从而可以获得非常流畅的游戏体验。
在图4所示实施例中，如果流媒体交互设备400接收到的流媒体是经编码的流媒体，则解码器450可以在处理器410的控制下对经编码的流媒体进行相应解码，并向处理器410返回经解码的媒体流。此外，在另一些实施例中，解码器450也可以通过流媒体输出接口460 直接输出经解码的媒体流，而无需如图4所示经由处理器410来输出。
在图4所示实施例中，流媒体输出接口460可以用于在处理器410 (或解码器450)的控制下向外部装置(例如，显示设备110)输出媒体流中的视频流和/或音频流。在一些实施例中，该流媒体输出接口 460可以是如前所述的USB接口、HDMI接口等。此外，在例如流媒体交互设备400与外部的显示设备和音频设备分别通信连接的情况下，可以向这二者分别输出媒体流中的视频流和音频流。例如，经由流媒体输出接口460向显示设备110输出视频流，并经由短距离通信模块 420向外部耳机或扬声器输出音频流。此外，还可以通过流媒体输出接口460向流媒体交互设备400供电，以使得流媒体交互设备400无需任何内置电源(例如，电池)。
在图4所示实施例中，存储器440可以与处理器410通信耦接。在一些实施例中，存储器440可以是与处理器410分离的单独硬件模块，也可以是集成在处理器410中的内置存储器。存储器440中可以存储指令445(例如，计算机可执行指令、程序代码等)，指令445在由处理器410读取并执行时，可以使得处理器410执行如前面结合图 1、图2A、图2B以及如下面结合图5所描述的各种操作。在一些实施例中，存储器440可以包括(但不限于)：只读存储器(ROM)、随机存取可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存、非易失性存储器、CD-ROM、 CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、 DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、 BD-RE、蓝光或光盘存储器、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、闪存、卡类型的存储器(比如，多媒体卡、安全数字(SD)卡或极限数字(XD)卡)、磁带、软盘、磁光数据存储设备、光学数据存储设备、硬盘、固态盘等。
此外，尽管图4中示出了以处理器410为中心的组件连接方式，但本公开不限于此。事实上，也可以通过例如总线方式来连接包括处理器410在内的各个组件，例如所有组件都连接到数据总线、地址总线、时钟总线上面进行分时操作等。换言之，图4仅示出了实现本公开实施例的流媒体交互设备的一种具体方式，而并非对本公开实施例的穷尽，因此本公开不限于图4所示的流媒体交互设备的硬件布置方式。
以下，将结合图5来详细描述根据本公开实施例的流媒体交互***的工作流程。图5是示出了根据本公开实施例的流媒体交互设备(例如，流媒体交互设备120)与其关联设备(例如，显示设备110、控制器130)、远程服务器(例如，服务器160)之间的示例消息交换的示意图。如图5所示，流媒体交互设备120可处于各种不同工作阶段，然而需要注意的是：各个阶段之间并没有明显的界限。换言之，流媒体交互设备120可同时处于多个工作阶段下，例如同时处于游戏阶段和异常阶段、同时处于暂停阶段和异常阶段等。因此，本领域技术人员可以理解：本公开实施例并不受限于这些阶段的划分和先后顺序，且可以根据需要将其加以结合、删减或任何恰当的方式来进行修改。此外，尽管图5中仅示出了一个流媒体交互设备120，然而本公开不限于此，而是可以采用任何数目的流媒体交互设备120。例如，对于同一个服务器160来说，只要硬件/软件资源支持，其可以同时支持多个流媒体交互设备120同时工作，且针对每个流媒体交互设备120可以单独执行这些阶段。此外，尽管下面的描述是顺序描述的，但实际工作流程中不一定按下述顺序发生，而是可能会以不同的顺序或同时发生。
如图5所示，在上电阶段中，在步骤S510a、S510b、S510c处，控制器130、流媒体交互设备120和显示设备110分别上电。需要注意的是：尽管附图中将这三者示出为大体上同时发生，但实际中可以有先有后，而并非一定同时发生。在上电之后，控制器130和显示设备110可以分别在步骤S512a和S512b与流媒体交互设备120通信连接，以使得流媒体交互设备120能够从控制器130接收控制数据并向显示设备110输出视频流和/或音频流。类似地，步骤S512a和步骤 S512b的实际发生的先后关系也不受图5所示顺序的限制。
接下来，在步骤S514，流媒体交互设备120可以向服务器160发送连接请求。在一些实施例中，该连接请求中可以包括指示流媒体交互设备120的身份的标识符和/或相关联的认证凭证(例如，SIM卡的国际移动订户身份(IMSI)、用户名、密码等)，以供服务器160对其认证之用。服务器160在接收到该连接请求之后，可以在步骤S516 基于例如其存储的与该流媒体交互设备120相关联的认证信息对该连接请求进行认证。此外，如果认证失败，则服务器160可以直接拒绝流媒体交互设备120的连接请求(例如，向流媒体交互设备120返回指示拒绝连接请求的连接响应)，且不提供任何服务。需要注意的是：该认证过程不是必需的。例如，在一些实施例中，可以无需对流媒体交互设备120进行认证，而直接进行下一步骤。在一些实施例中，步骤S514可响应于流媒体交互设备120上电或流媒体交互设备120连接到显示设备110而自动执行。
在步骤S518中，服务器160在接受了流媒体交互设备120的认证请求之后，可以根据保存的与该流媒体交互设备120相关联的数据来确定其上一次连接时是否异常结束(具体请参见下文中关于异常阶段的描述)。例如，如果服务器160通过读取记录发现该流媒体交互设备120上一次连接异常结束，则在步骤S520a可以读取保存的上一次应用执行数据(例如，游戏进度或其他相关信息，)并生成相应的媒体流数据，以向流媒体交互设备120输出恢复前次游戏进度的媒体流数据。如果服务器160通过读取记录发现该流媒体交互设备120上一次连接正常结束，则在步骤S520b可以生成与例如登录主界面相对应的媒体流数据，以向流媒体交互设备120输出正常用户界面的媒体流数据。继而，可以进行后续其它阶段的操作。
在游戏阶段中，流媒体交互设备120可以在步骤S522从服务器 160持续接收媒体流数据(例如，游戏画面和/或游戏声音)。然后，用户可以针对该游戏画面和/或游戏声音加以响应，例如通过控制器 130对游戏角色进行相应操纵，从而在步骤S524通过控制器130向流媒体交互设备120发送控制数据。与此大体上同时或在先或在后，流媒体交互设备120可以在步骤S526对在步骤S522接收到的媒体流数据进行处理，并向显示设备110发送经过处理(例如，解码、解密等) 或未处理过的媒体流，供显示设备110显示画面和/或供其它设备(例如，音频设备)输出声音。
在步骤S528，流媒体交互设备120可以对在步骤S524接收到的控制数据进行处理(例如，将按键映射为游戏角色的相应动作数据等) 或不处理并将其向服务器160发送。服务器160在接收到该控制数据后，可以在步骤S530中基于该控制数据对当前执行的游戏应用进行交互(例如，计算响应于该控制数据的游戏画面和/或游戏声音)，并生成相应的媒体流(例如，游戏画面的视频流和/或游戏声音的音频流)，并在步骤S532中将其向流媒体交互设备120发送。
此外，在一些情况下，用户可能主动或被动地想要暂停游戏。在暂停阶段中，用户可在步骤S534通过例如控制器130向流媒体交互设备120输入指示暂停游戏的控制数据(例如，按动控制器130上的特定按钮或在指定时间段内未接收到来自控制器130的控制数据)。接收到该暂停控制数据的流媒体交互设备120可以在步骤S536暂停向显示设备110输出媒体流。例如，可以向显示设备110持续输出同一暂停画面(例如，黑色画面上呈现“游戏暂停”等字样)，或者可以直接停止输出任何视频信号。大体上同时或在先或在后，流媒体交互设备120可以向服务器160发送用于指示暂停游戏的控制数据。在接收到该暂停控制数据之后，服务器160可以在步骤S540暂停与流媒体交互设备120相关联的任何数据处理(例如，暂停游戏应用的执行、暂停生成媒体流、暂停发送媒体流等)，以节约计算资源(例如，处理器周期、存储器占用)。因此，在步骤S542，服务器160可以暂停针对流媒体交互设备120的媒体流输出，以节约网络资源。
此外，当在暂停状态下，用户可能想要恢复游戏。因此，在恢复阶段中，用户可在步骤S544通过例如控制器130向流媒体交互设备 120输入指示恢复游戏的控制数据(例如，按动控制器130上的相同或另一特定按钮)。接收到该恢复控制数据的流媒体交互设备120可以在步骤S546向服务器160发送用于指示恢复游戏的控制数据。在接收到该恢复控制数据之后，服务器160可以在步骤S548恢复与流媒体交互设备120相关联的任何数据处理(例如，恢复游戏应用的执行、恢复生成媒体流、恢复发送媒体流等)。因此，在步骤S550，服务器160可以恢复针对流媒体交互设备120的媒体流输出。在步骤S552，接收到新的媒体流数据的流媒体交互设备120可以向显示设备110输出接收到的该媒体流(其经过处理未经过处理)。
此外，除了前述用户主动或被动发出暂停/恢复控制数据的情况之外，还有可能出现由于例如断电(例如，流媒体交互设备120断电)、网络恶化之类的情况所导致的流媒体交互设备120与服务器160之间无法通信的异常情况。因此，在异常阶段中，服务器160可以在步骤 S554中监控通信链路异常。例如，在一些实施例中，在服务器160和流媒体交互设备120之间可以定期(例如，间隔1秒、2秒、5秒等) 发送心跳信号，以保证服务器160在超出该时间段的情况下能够确定流媒体交互设备120发生异常。如果服务器160在步骤S556确定与流媒体交互设备120之间的通信超时(例如，如前所述在指定时间段内未接收到心跳信号，或者在指定时间段内未接收到来自流媒体交互设备120的控制数据等)，则服务器160可以在步骤S558保存与流媒体交互设备120相关联的应用执行数据(例如，游戏进度、资源分配等)并释放相关联的资源占用(例如，处理器、存储器等)。从而，在例如前述上电阶段中流媒体交互设备120重新连接到服务器160时可以恢复异常结束的游戏进度。
通过采用根据本公开上述实施例的流媒体交互设备120以及流媒体较***，可以在向用户提供画质精美、实时响应的流媒体交互体验的同时避免了对体积庞大、不易便携的台式计算机的需要以及对相应软件的安装和/或设置，且能够随时随地恢复前次游戏进度，使得用户能够更方便、快捷地享受到极致的游戏体验。
至此已经结合优选实施例对本公开进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本公开的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。
此外，在本文中被描述为通过纯硬件、纯软件和/或固件来实现的功能，也可以通过专用硬件、通用硬件与软件的结合等方式来实现。例如，被描述为通过专用硬件(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)来实现的功能，可以由通用硬件(例如，中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP))与软件的结合的方式来实现，反之亦然。

Claims (8)

1.一种用于云游戏的便携设备，其特征在于，所述便携设备包括：
短距离通信模块，用于接收关于云游戏的控制输入；
无线通信模块，用于向远程服务器发送控制输入，从远程服务器接收响应于控制输入的媒体流，并且所述无线通信模块支持实现端到端服务质量“QoS”保证的无线通信协议；
媒体流输出接口，用于向外部装置输出媒体流中的视频流；
处理器，与所述短距离通信模块、所述无线通信模块、所述媒体流输出接口通信连接；
存储器，存储指令。
2.根据权利要求1所述的用于云游戏的便携设备，其中，所述无线通信模块是支持第三代合作伙伴计划“3GPP”组织发布的第五代“5G”无线通信协议或后续无线通信协议的通信模块。
3.根据权利要求1所述的用于云游戏的便携设备，其中，所接收的媒体流是编码媒体流；所述设备还包括：与所述处理器通信连接的解码器，用于对所述编码媒体流进行解码；其中，所述媒体流输出接口用于向所述外部装置输出经解码的媒体流。
4.根据权利要求1所述的用于云游戏的便携设备，其中，所述媒体流输出接口和/或所述短距离通信模块用于向外部音频装置输出所述媒体流中的音频流。
5.根据权利要求1所述的用于云游戏的便携设备，其中，所述媒体流输出接口是高清多媒体接口“HDMI”或通用串行总线“USB”接口。
6.根据权利要求1所述的用于云游戏的便携设备，其中，所述媒体流输出接口用于向所述设备供电。
7.根据权利要求1所述的用于云游戏的便携设备，其中，所述设备的长度小于或等于18厘米，宽度小于或等于7厘米，以及厚度小于或等于4厘米。
8.根据权利要求1所述的用于云游戏的便携设备，其中，所述短距离通信模块是蓝牙通信模块、WiFi通信模块、ZigBee通信模块、Z-Wave通信模块中的至少一项。
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