单播自适应比特率流播的制作方法

此申请公开了涉及如下美国和PCT专利申请（一个或多个）的主题的主题：（i）2012年10月23日以Anthony Richard Jones名义（一个或多个）提交的题为“A METHOD AND APPARATUS FOR DISTRIBUTING A MEDIA CONTENT SERVICE”（爱立信参考No.:P38711-WO1）的PCT申请No.:PCT/EP2012/070960；（ii）2014年3月3日以Christopher Phillips等人的名义（一个或多个）提交的题为“CONFLICT DETECTION AND RESOLUTION IN AN ABR NETWORK”（爱立信参考号P42221-US1)的申请No.:14/194,868；以及（iii）2014年3月3日以Christopher Phillips等人的名义（一个或多个）提交的题为“CONFLICT DETECTION AND RESOLUTION IN AN ABR NETWORK USING CLIENT INTERACTIVITY”（爱立信参考No.:P42767-US1)的申请No.:14/194,918，这些申请中的每个通过引用整体结合于此。本专利申请的主题还涉及与此同一日期提交的如下美国专利申请（一个或多个）的主题：（i）在2014年4月7日以Christopher Phillips等人的名义（一个或多个）提交的题为“MERGING MULTICAST ABR AND UNICAST ABR WITH PROGRESSIVE DOWNLOAD ABR IN A CUSTOMER PREMISES DEVICE WITHIN THE SAME VIDEO DELIVERY PIPE”（爱立信参考No.:P43011-US1）的申请 No.:14/246,880，该申请通过引用整体结合于此。

本公开一般涉及在同一视频递送管道内在客户驻地装置中采取多种形式（多播ABR（MABR）、单播ABR (UABR)和渐进式下载ABR）提供自适应比特率（ABR）技术。更确切地说，本公开涉及如下相关概念：a）相对单个驻地视频管道内的渐进式下载客户端的需要平衡流播客户端的需要；b）提供用于在视频会话期间改变流播单播客户端的比特率的机制；c）管理由驻地视频管道和驻地网关装置服务的所有流播客户端的带宽分配；以及d）同步从单个频道（channel）递送MABR分段（segment）和渐进式下载ABR分段，使得在以同一比特率观看同一频道的渐进式下载客户端与流播客户端之间共享分段。

背景技术：

在家庭中，消费者可使用多个装置消费视频；这些装置可包含机顶盒以及渐进式下载客户端。机顶盒被设计成或者通过调谐到广播或多播频道，或者通过请求视频点播(VoD)来接收恒定视频流。这些流播内容可与设计成按突发接收视频的渐进式下载客户端冲突。随着视频（包含4k视频）质量的增长以及对于带宽的需求的增加，视频递送的效率变得越来越重要以便允许多个装置消费视频。当达到带宽极限时，客户端必须竞争有限带宽以便消费视频。这有时可能对客户端接收足量视频以便运作的能力具有负面影响。

技术实现要素：

本专利公开广泛地针对用于向客户端装置提供自适应比特率视频的方法和装置。在一方面，公开了由网关装置执行的管理跨递送流播自适应比特率（ABR）内容和渐进式下载ABR内容的视频管道的带宽分配的方法的实施例。该方法包括：接收服务于与网关装置关联的驻地的视频管道内的拥塞边界的指定，当在拥塞边界的两侧上都存在拥塞时，拥塞边界指定要用于流播ABR内容的第一百分比视频管道，其中剩余百分比视频管道要用于渐进式下载ABR；分配用于流播ABR内容的带宽，其中网关装置可对于流播内容仅分配未对于渐进式下载内容请求的那部分剩余百分比带宽；以及分配用于渐进式下载内容的带宽，其中网关装置可对于渐进式下载内容仅分配未对于流播内容请求的那部分第一百分比带宽。

在另一方面，公开了同步请求的频道的多播自适应比特率(MABR)递送和请求的频道从驻地网关到用户装置的渐进式下载自适应比特率(ABR)递送的方法的实施例。该方法包括：响应于确定请求的视频会话用于在请求的频道上的MABR内容，驻地网关从后台接收内容递送网络（CDN）的位置，并从CDN请求所请求频道的视频会话清单。如果客户端是渐进式下载客户端，则方法继续向渐进式下载ABR客户端递送视频会话清单的拷贝，由此渐进式下载ABR客户端可开始拉取（584）视频分段。如果客户端不是渐进式下载客户端，并且如果请求的频道在由驻地网关服务的驻地已经还没有观看，则方法继续驻地网关接收请求的频道的视频会话清单，并加入请求的频道的MABR多播，其中视频会话清单和MABR多播都访问来自单个多播分段器的内容。如果客户端不是渐进式下载客户端，则该方法将组合的分段的流从请求的频道的MABR多播递送到客户端。

在另外方面，公开了同步用于向客户端网关递送的请求的频道的渐进式下载自适应比特率（ABR）和多播自适应比特率（MABR）的方法的实施例。该方法包括：在从网关装置接收到对于请求的频道的视频会话清单的请求时，在内容递送节点确定内容递送节点当前是否正从频道的多播分段器摄取ABR分段。如果内容递送节点当前不正摄取频道的ABR分段，则节点从后台请求与频道关联的端口和多播地址，对于请求的频道的所有编码分段比特率执行向ABR分段的多播的多播加入，并生成视频会话清单，其中内容递送节点加入来自流播客户端将从中接收它们的流的多播分段器的多播；以及向客户端网关发送视频会话清单，其中客户端网关可操作以加入频道的MABR多播。

在另外方面，公开了用于在多播自适应比特率(MABR)和单播自适应比特率(UABR)流的动态流播管道内分配带宽的方法的实施例。该方法包括：响应于请求的流的改变，使用客户端和相应优先级的列表对给定量的流播带宽的流播管道分配建模；确定对所有请求的流的复合装置优先级（CDP）；对于建模的流播管道生成与流播客户端关联的请求的流播列表；以及由CDP按降序对请求的流播列表排序。对于请求的流播列表中的每个流，该方法继续确定与该流关联的最低比特率将适合建模的管道，并且如果最低比特率将适合建模的管道，则将该流添加到施加的流的列表，连同与该流的CDP关联的权重，并且否则将该频道添加到跳过的流列表。该方法继续使用相应权重和指配的比特率计算施加的流的列表中的每个流的不足度量，并由不足度量按降序对施加的流的列表排序。然后，对于施加的流的排序列表中的每个流，确定使用给定量流播带宽是否能将流升级到下一最高比特率，并且如果该流能升级到下一最高比特率，则将该流的比特率改变到下一最高比特率，并返回到计算步骤。一旦确定了所有比特率，则对于施加的流的列表中的每个流，如果该流是MABR，并且该流当前未连接到正确的因特网组管理协议(IGMP)组，执行到确定的频道多播比特率的IGMP加入，并且如果该流是UABR，并且该流需要改变流播比特率，则从内容分布网络（CDN）边缘流播器请求新单播流播比特率。

在又另外方面，驻地网关装置的实施例包括：流播服务器，包括：流播处理器，连接以接收多播自适应比特率(MABR)分段和未分段的单播自适应比特率(UABR)流；分段组合器，连接以接收分段的MABR分段，并提供来自分段的MABR分段的组合流；带宽分配模块；以及自适应比特率（ABR）清单修改器。驻地网关装置进一步包括超文本传输协议（HTTP）服务器，其包括处理器，连接以接收ABR分段并将ABR分段发送到渐进式下载ABR客户端。

在又另外方面，公开了递送单播自适应比特率(UABR)流播的方法的实施例。该方法包括：在内容递送网络（CDN）节点接收对于以选择的比特率流播的视频资产的请求；以及加载请求的视频资产的清单。所述方法继续解析请求的视频资产的清单，并将跨所有表示的比特率的多个分段预加载到预加载高速缓存缓冲器中；将请求的比特率分段提取到分段组合器中；以及将组合的流流播到请求实体。

在又另外方面，公开了递送单播自适应比特率(UABR)流播的方法的实施例。所述方法包括：响应于流播视频资产的传统机顶盒（STB）请求，网关接收视频资产的内容递送网络（CDN）位置，并请求用于递送视频资产的自适应比特率（ABR）清单。所述方法继续网关执行所有流播客户端的带宽分配以在流播视频管道内适合；所述网关请求以选择的比特率的所述视频资产的流播会话；以及接收以所述选择的比特率的所述流播视频资产以便递送到所述STB。

在又另外方面，公开了用于流播单播自适应比特率(UABR)视频的驻地网关装置的实施例。驻地网关装置包括：流播处理器，连接以接收流播内容并将所述流播内容提供给机顶盒（STB），所述机顶盒将所述流播内容提供给视频显示器；存储器，可操作地耦合到所述流播处理器并含有指令，所述指令当由所述流播处理器执行时执行如下动作：响应于来自STB流播视频资产的请求，接收所述视频资产的内容递送网络（CDN）位置；请求用于递送所述视频资产的自适应比特率(ABR)清单；执行所有流播客户端的带宽分配以在流播视频管道内适合；请求以选择的比特率的所述视频资产的流播会话；以及接收以所述选择的比特率的所述流播视频资产以便递送到所述STB。

在又一方面，公开了内容递送网络中的节点的实施例。节点包括：多个视频资产，其以多个比特率编码；内部分段流播缓冲器高速缓存，连接以接收以所述多个比特率中每个比特率的请求的视频资产的分段；多路复用器清单自适应比特率（ABR）交换机（switch），其一次可移动地可连接到所述多个比特率中的一个；分段切换器（switcher）模块，连接以改变所述多路复用器清单ABR交换机的设置；以及单播分段流播器，连接以接收所述请求的视频资产的所述选择的分段，并作为传统流播的单播流播所述请求的视频资产。

附图说明

本公开的实施例在附图的图形中作为示例而非作为限制图示了，附图中相同的附图标记指示类似的元件。应该指出，此公开中对“一”或“一个”实施例的不同提及不一定针对同一实施例，并且此类提及意味着至少一个。进一步说，当具体特征、结构或特性联系实施例进行描述时，认为(it is submitted)它在本领域技术人员的知识范围内，以联系其它实施例实现此类特征、结构或特性，不管是否明确描述。

附图结合到说明书中，并形成说明书的一部分，以图示本公开的一个或多个示范实施例。根据联系随附权利要求并参考所附附图采取的如下具体实施方式将理解本公开的各种优点和特征，其中：

图1A和1B描绘了根据本专利申请的实施例管理流播视频管道中可用带宽分配的方法的流程图；

图2A描绘了根据本专利公开的实施例的管理携带用于流播客户端和渐进式下载客户端两者的视频的驻地视频管道中的带宽分配的系统；

图2B描绘了根据本专利公开的实施例的管理携带用于流播客户端和渐进式下载客户端的视频的驻地视频管道中的带宽分配的驻地网关装置；

图3A描绘了根据本专利公开的实施例的向渐进式下载客户端提供视频的方法的流程图；

图3B描绘了根据本专利公开的实施例的向渐进式下载客户端提供视频的方法的流程图；

图4描绘了根据本专利公开的实施例的当两个客户端以相同比特率观看同一频道时在流播客户端与渐进式下载ABR客户端之间共享带宽的系统；

图4A描绘了根据本专利公开的实施例的平衡流播客户端与渐进式下载客户端之间带宽竞争的方法的流程图；

图5A、5B和5C描绘了根据本专利公开的实施例的管理来自客户端装置对于视频资产的请求的方法的流程图；

图6描绘了根据本专利公开的实施例的在驻地视频管道内的带宽分配；

图7描绘了根据本专利公开的实施例的在驻地视频管道内的带宽分配；

图8描绘了根据本专利公开的实施例的在驻地视频管道内的带宽分配；

图9描绘了根据本专利公开的实施例的用于同步请求的频道的MABR和渐进式下载ABR递送的系统；

图10A和10B描绘了根据本专利申请的实施例的向客户端装置提供流播内容的网络环境；以及

图11A和11B描绘了根据本专利公开的实施例的用于递送单播自适应比特率(UABR)流播的方法的流程图。

具体实施方式

在如下描述中，相对于本专利申请的一个或多个实施例阐述了众多特定细节。然而，应该理解到，在没有此类特定细节的情况下也可实施一个或多个实施例。在其它实例中，众所周知的子系统、组件、结构和技术尚未详细示出，以免模糊了对示例实施例的理解。因而，本领域技术人员将意识到，本公开的实施例在没有此类特定细节的情况下也可实施。应该进一步认识到，本领域技术人员在本文阐述的具体实施方式的帮助下并参考附图将能够在无需过多实验的情况下就制造和使用一个或多个实施例。

此外，诸如“耦合”和“连接”连同它们的派生词的术语也可用在如下说明书、权利要求书或二者中。应该理解，这些术语不一定打算作为彼此的同义词。“耦合”可用于指示两个或更多元件彼此协同操作或交互，它们可以直接物理接触或电接触或者可以不彼此直接物理接触或电接触。“连接”可用于指示在彼此耦合的两个或更多元件之间建立通信，即通信关系。另外，在本文阐述的一个或多个示例实施例中，一般地说，元件、组件或模块可配置成执行功能，如果该元件能够执行或以其它方式结构上布置成执行该功能的话。

如本文所使用的，网络元件或节点可由服务网络设备的一个或多个部分（piece）构成，包含以通信方式互连网络上其它设备（例如其它网络元件、终端站等）的硬件和软件，并适合于托管关于多个订户的一个或多个应用或服务。一些网络元件可包括提供对于多个连网功能的支持此外还提供对于多个应用服务的支持的“多个服务网络元件”。订户终端站（例如机顶盒、工作站、膝上型计算机、上网本、掌上电脑、移动电话、智能电话、多媒体电话、便携式媒体播放器等）可经由适合的服务提供商接入网访问或消费在广播网络（例如电缆网络）以及分组交换广域公共网（诸如因特网）上提供的内容/服务。

本专利公开的一个或多个实施例可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。从而，附图（例如流程图）中示出的其中一个或多个技术可使用在一个或多个电子装置或节点（例如网络元件、订户装置或终端站等）上存储和执行的代码和数据来实现。此类电子装置可使用计算机可读媒体（诸如非暂时性计算机可读存储媒体（例如磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪存装置、相变存储器等）和暂时性计算机可读传输介质（例如电、光、声或其它形式传播信号—诸如载波、红外信号、数字信号）等）存储和传递（在内部和/或通过网络与其它电子装置一起）代码和数据。此外，此类电子装置通常可包含耦合到一个或多个其它组件（诸如一个或多个存储装置（非暂时性机器可读存储媒体）、用户输入/输出装置（例如键盘、触摸屏、定点装置和/或显示器）以及网络连接）的一组一个或多个处理器。从而，给定电子装置的存储装置或组件可配置成存储用于在该电子装置的一个或多个处理器上为了实现本公开的一个或多个技术的目的而执行的代码和/或数据。

如上面所指出的，各种用户装置意味着，用于递送视频内容的机制也可跨各种装置变化很大。一个示例是IPTV，其在基于IP的网络上将视频递送到变化的客户端，所述网络被管理以提供体验和服务质量的所要求的级别。在IPTV环境中，想要“调谐”到给定频道的客户端将“加入”多播视频流，而单播客户端（诸如IPTV机顶盒）从“视频泵”请求流，以便开始向机顶盒流动分组。此外，渐进式下载ABR客户端使用ABR技术从标准超文本传送协议（HTTP）服务器下载多个视频分段；ABR客户端请求并接收索引客户端的视频分段下载和播出的清单。ABR视频具有允许客户端在变化的比特率视频分段之间动态切换以便调整成改变的带宽条件的优点。已经习惯于渐进式下载ABR方案，如来自苹果的HTTP现场流播（HLS）、运动画面专家组的HTTP上的动态自适应流播(MPEG-DASH)、微软的平滑流播以及Adobe的动态流播，消费者越来越预期按它们网络条件的内容。在2012年10月23日提交的共同待审的专利申请PCT/EP2012/070960 – “Methods and Apparatus for Distributing a Media Content Service”中公开了在多播流的变化的比特率视频分段之间动态切换的能力。这个多播ABR(MABR)技术利用ABR技术允许住宅网关或其它客户驻地装置（CPE）在不同比特率的MABR分段之间切换：接收的分段在CPE内被“拼接”在一起以提供统一的流，其以传统方式递送到IPTV机顶盒装置（set top device）。然而，传统的电缆和IPTV单播递送没有办法修改流以适合改变的网络条件，ABR的标志性益处。传统单播与以单个比特率向单个用户流播内容的单个部分关联。像这样，如果网络条件变差并且带宽被不必要地浪费，则视频质量对于消费者降级。当网络条件有利时，内容不改进质量，在两个方向都降低了客户体验。将多种类型递送机制整合到家庭中也需要改进的技术来平衡这些不同递送机制的需要。

本公开公开了可单个或一起用于改进多种类型ABR视频到驻地的递送和管理的若干技术。在没有适当优化和管理的情况下，当多个IPTV机顶盒正消费视频，同时ABR客户端正观看相同或不同视频时，有可能过度使用专用视频递送管道，引起对一个或多个装置的服务中断。在本申请中，公开了一种允许单播流中动态比特率改变的方法，作为用于改进到家庭或其它驻地的递送的第一技术。本申请还公开了管理同一客户驻地装置或网关内的多播ABR、单播ABR和渐进式下载ABR的方法。此管理至少使用三种方法向视频消费客户端公平且有效地分配可用带宽。第一方法是可编程分配带宽划分器，其将视频管道分开成由驻地网关装置中的流播处理器管理的流播侧和使用加权公平排队管理的渐进式下载侧。驻地视频管道的渐进式下载侧的管理可由驻地网关装置的HTTP服务器侧或者网络使用由驻地网关装置提供的信息提供。消费者可设置驻地内的单独装置的优先级，并且可指定将专用于流播（即到机顶盒的多播和单播）的视频管道的百分比；剩余百分比专用于渐进式下载客户端。第二方法解决视频管道的流播侧内的流播带宽的分配。动态改变由流播客户端使用的带宽的能力允许更细致的方法分配流播带宽。第三方法提供了与渐进式下载客户端共享多播ABR分段的能力，当渐进式下载客户端正以与多播客户端相同的比特率观看相同内容时。此方法可利用高速缓存MABR分段的机制和/或渐进式下载ABR客户端的清单的操纵。另外，此公开允许经由比特率切换通过存在主动ABR渐进式下载客户端会话来影响MABR递送和UABR。如果频道不能在管道的流播侧内部递送，并且尝试在管道的渐进式下载侧递送频道，则这还参考ABR网络中的冲突检测和解决，如在2014年3月3日提交的美国申请No.14/194,868中和2014年3月3日提交的美国申请No.14/194,918中所公开的。此公开允许在与其它管理的视频服务相同的“管道”内递送所有种类的ABR视频，同时提供高质量，而无需妥协或禁止供应其它管理的视频服务。另外，通过共享ABR分段产生效率同时对多播ABR客户端使用和渐进式下载ABR客户端使用以及单播ABR客户端使用进行调整。

现在参考附图，并且更具体地说参考图1A和1B，其中描绘的是用于在专用视频管道的流播侧中分配带宽的示例方法(100A,100B)。无论何时流播客户端改变频道（102），新广播客户端加入流播侧或客户端离开流播侧（104），在流播管道分配（106）的策略管理中进行改变，或者新单播流播客户端加入或离开（108），都执行此方法。这些改变中的每个都将提示用关联的客户端列表以及它们的关联优先级对流播管道带宽分配建模或重新建模（110）。在图2A中示出了驻地的多个请求客户端的示例模型，其将在下面论述。对于每个请求的视频流计算（112）复合装置优先级（CDP），包含用于所有请求客户端的MABR和UABR。当几个装置正观看单个多播频道时，CDP只是反映集体优先级的方式。在本公开的一个实施例中，频道的CDP只是观看该频道的所有客户端的最高优先级，使得如果优先级1客户端和优先级3客户端都观看频道A，则频道A的CDP是1。在这点应该指出，如果渐进式下载ABR客户端正观看流播客户端也在观看的多播频道，则渐进式下载ABR客户端将包含在CDP中。一旦确定了CDP，就对于建模的ABR流播管道生成（114）与请求ABR客户端关联的期望MABR/UABR流播列表，并且流播列表通过CDP按降序排序（116），使得首先考虑较高优先级流。对于请求的流播列表（152）中的每个流，进行确定流的最低比特率将是否适合建模的管道（156）。如果流的最低比特率将适合建模的管道（对于156的是），则该流连同关联的CDP被添加（154）到所施加流的列表。如果该流的最低比特率将不适合建模的管道（对于156的否），则该流被添加到跳过的流列表（158）。对于跳过的流列表中的每个流，进行确定该流是否是MABR流（166）；如果跳过的流是UABR（对于166的否），则使请求该流的客户端失败（boom）（170），并且将拒绝所述客户端；可使用适当消息传递让客户端知道此时带宽不可用。如果该流是MABR（对于166的是），则进行进一步确定关联的客户端（一个或多个）是否是渐进式下载客户端（168）。也使与MABR流关联的任何流播客户端失败（172）（对于168的否），并且将用适当消息传递拒绝。与多播流关联的渐进式下载客户端（对于168的是）被发送到视频管道（174）的渐进式下载侧，并且施加（176）ABR渐进式下载中的带宽冲突管理。申请人在均在2014年3月3日提交的共同待审的申请US 14/194,868和US 14/194,918中公开了在视频管道的渐进式下载侧上可使用的带宽冲突管理的方法。

对于所施加流（160）的列表中的每个流，使用CDP和指配的比特率计算不足度量，并且这个不足度量被保存到该流（162）。不足度量是到流的分配相对其优先级和其它流的优先级失衡多大程度的测量。下面论述确定不足度量的一个示例，尽管在实施所公开方法中可使用失衡的其它测量。常见的是，基于装置的优先级向视频装置指配权重，其反映应该向那个视频装置给出的带宽共享。例如，优先级1装置可具有权重3，优先级2装置具有权重1.5，并且优先级3装置具有权重0.75。这些权重指示，优先级1装置理想上将接收与优先级2装置的两倍一样多的带宽，并且与优先级3装置的4倍一样多的带宽。在一个实施例中，不足度量被计算为与流的CDP关联的权重除以分配给该流的当前带宽。一旦对于每个流都已经计算了不足度量，就通过不足度量按降序对所施加流的列表排序（178），使得首先考虑失衡最大的流。然后，对于所施加流的排序的列表中的每个流，按降序获取（180），进行确定是否能使用现有MABR/UABR带宽分配（182）将流升级到下一最高比特率。如果在管道的流播侧内不能将流升级到下一最高比特率，则对于该流什么也不做（184）。然而，如果在管道的流播侧可将流升级到下一最高比特率，则该流的比特率被改变到下一最高比特率（182），并且方法返回到步骤160。实际上，由于仅一个流具有改变的比特率，因此有必要仅重新计算刚已经突变（bump）到新比特率的流的不足度量，并且再次排序所施加流的列表。这个返回到较早步骤是必要的，因为刚已经接收到比特率突变的流可能仍是失衡最远的，例如，如果接收到突变的流与优先级1装置关联而其它装置是优先级3装置的话。一旦步骤180已经完成，该方法就检查以确保每个流都被预订了正确的比特率。对于施加的流列表中的每个流（186），首先进行确定该流是否是MABR流（188）。通过加入以新比特率的流同时丢弃以旧比特率的流的加入来改变MABR流的比特率。因此，如果该流是MABR（对于188的是）并且频道已经连接到正确的因特网组管理协议（IGMP）多播（对于190的是），则没有必要改变连接并且跳过流（199）。如果MABR频道尚未连接到正确的IGMP多播（对于190的否），则网关离开现有频道多播并且执行到计算的频道多播比特率的IGMP加入（194）。类似地，如果该流不是MABR（对于188的否）而是UABR，则进行确定UABR流是否要求流播比特率的改变（192）。如果要求比特率的改变（对于192的是），则网关从CDN边缘UABR流播器（196）请求新单播流播比特率，否则跳过UABR流（198）。

已经看到视频管道的流播侧中的带宽分配，我们转到图2A，其图示了根据本公开实施例的由驻地网关装置224服务的专用驻地视频管道208，并且其将视频提供到流播客户端和渐进式下载客户端两者。也图示了牵涉提供和管理到驻地的视频的网络的元件。在此图中，驻地网关装置224接收通过视频管道208发送的视频流，并将这些视频流分发给驻地上的装置，诸如管理的机顶盒220-1、220-2、220-3、220-4以及各种渐进式下载ABR客户端装置诸如平板电脑220-5、PS3盒220-6、过顶（OtT）装置220-7和移动电话220-8。本领域技术人员将理解到，专用管道208通常将具有专用于不同于视频的数据的一部分带宽和专用于IP上语音的另一部分带宽（未具体示出）。然而，因为这些专用部分既不影响视频分配也不受视频分配影响，所以管道的那些专用部分未示出或论述。驻地网关装置224被分成两部分：流播服务器244，通过其流播视频流动；以及HTTP服务器224，通过其渐进式下载视频通过。视频管道208的两个侧，即流播和渐进式下载，被带宽分配划分器234分开，其将在此申请后面进行论述。在此示例中，机顶盒220-1和220-2都观看多播视频的同一频道，例如频道1，并且从而能够共享单个入站流240，其然后作为流218-1和218-2发送到机顶盒。要指出，如在 (爱立信参考No.P38711-US1)中所描述的，入站到网关224的流240被分段，即，视频部分被短间隔分开。是这些间隔允许网关有时间丢弃以一比特率的多播流，并加入以新比特率的多播流。一旦入站流到达流播服务器244，分段就被“加入”，使得机顶盒接收它们已经总是接收的连续视频流。机顶盒203-3在此示例中正观看单播视频。此流在网关作为连续流238接收，并作为流218-3流播到机顶盒。在此公开后面参考图10和11论述用于改变UABR客户端220-3的比特率的部件。机顶盒220-4被图示为观看作为流236接收的并作为流218-4流播到机顶盒的多播ABR频道。如本文所示的，机顶盒220-4正观看来自机顶盒220-1和220-2的不同频道，例如频道3。

在视频管道208的渐进式下载侧，平板电脑220-5也在观看多播频道3。然而，因为平板电脑220-5当前在不具有良好WLAN连接的驻地的区域内，所以平板电脑220-5不能够利用与机顶盒220-4相同的比特率，并且因此已经通过渐进式下载请求了此频道。在通信218-5A中，平板电脑220-5已经经由渐进式下载ABR请求了频道的清单，并且驻地网关装置224已经将该请求传递到内容递送网络。一旦递送了清单，平板电脑220-5就能够请求以适当比特率的频道。频道3的这个拷贝作为流246入站接收到驻地网关224，并作为流218-5传递到平板电脑。剩余的渐进式下载装置正接收单播渐进式下载，其中入站流230作为ABR流218-6通过网关224传递到PS3盒220-6，入站流228作为ABR流218-7通过网关224传递到OtT机顶盒220-7，并且入站流226作为ABR流218-8通过网关224传递到移动电话220-8。在此图中还示出了内容递送网络(CDN)206的递送节点，其经由链路210提供渐进式下载ABR流和UABR的清单；清单包含用于MABR、ABR的那些。用于管理的单播和ABR 204的后台经由链路214给驻地网关装置224提供了具有资产URL的网络个人视频记录器(nPVR)中保存的视频和视频点播(VoD)的目录。后台204还提供了MABR广播频道映射（map）以及到MABR比特率的映射。运营商/订户ABR策略管理系统202经由链路226与后台204交换ABR会话策略，并经由链路212给驻地网关装置224提供ABR内容、MABR和UABR装置策略接口。

图2B图示了驻地网关装置224的展开图，其由流播服务器244和HTTP服务器242构成。HTTP服务器242含有一个或多个处理器278，并且可选地可含有比特率预测(forecasting)模块280，如在美国申请14/194,918中所描述的。流播服务器244包含一个或多个流播处理器264和存储器272，其包含缓冲器274。带宽分配模块268在视频管道208的流播侧内分配带宽。分段组合器266接收MABR客户端的视频的分段的区段，并组合那些分段以提供机顶盒预期的连续流。ABR客户端清单生成器/修改器270可产生或修改在视频管道208的流播侧上接收的多播频道的ABR清单，并使用该生成或修改的清单向视频管道的渐进式下载侧上的渐进式下载客户端提供频道。

现在转到图3A和3B，公开了与渐进式下载客户端共享MABR分段的两种备选方法。方法300A在驻地网关装置代表渐进式下载客户端已经请求并接收了频道的清单之后开始。接收的清单将含有每个比特率（以所述比特率提供频道）的URL参考。如果驻地网关装置正以流播客户端的特定比特率接收频道，则网关装置更改与特定比特率关联的清单中的URL，以指向用于网关缓冲的分段（302）的网关；网关装置然后将更改的清单递送到请求客户端（304）。客户端发送向驻地网关装置拉取分段（308）的请求。网关装置接收请求并从请求的位置递送请求的分段（308），其可以是CDN或网关的缓冲器。在替换方法300B中，网关从CDN接收清单(322)，并将清单递送到客户端并为它自己保留清单拷贝（324）。客户端然后开始拉取分段（328）；网关接收请求并检查该请求以确定请求的分段（328）。使用保留的清单拷贝，网关装置能够确定在网关高速缓存中是否存在请求的分段（330）。如果在网关高速缓存中存在请求的分段（对于330的是），其将发生如果流播装置正观看同一频道，则网关将劫持该请求并从网关高速缓存递送分段（332）。然而，如果在网关高速缓存中不存在分段（对于330的否），则网关装置会将该请求传递到CDN并根据来自CDN的请求从原始参考的位置递送分段（334）。在图14中示出了此共享的示例。此图类似于图2，除了当平板电脑220-5经由链路218-5A请求用于频道3的分段时，平板电脑当前能够以与装置220-4相同的比特率接收。结果，该请求未被传递到CDN；相反，在高速缓存中存在通过视频管道208的流播侧作为入站流236接收的频道3的分段，并且作为流218-5从高速缓存填充来自平板电脑220-5的请求。应该指出，虽然到驻地网关装置224的入站流受与网络的协定的限制，但从网关装置224到本地装置的出站流不受相同约束的限定。在图4中示出的情形中，渐进式下载客户端220-6、220-7和220-8正通过管道的渐进式下载侧接收渐进式下载视频，并且可能扼制（throttle）了它们的请求，或者以其它方式管理以在管道的渐进式下载侧的约束内适合。因为渐进式下载平板电脑220-5能够以与流播客户端220-4相同的比特率接收频道3，所以平板电脑220-5可能能够基于它自己的优先级以比它可能正常被分配的更高的比特率接收。实际比特率当然会取决于有关流播客户端相对渐进式下载客户端的实际管理判定以及单独客户端的相对优先级。

现在看图4A，公开了根据本公开的实施例的一种平衡流播客户端与渐进式下载客户端之间带宽的竞争的方法。可以指出，流播客户端和渐进式下载客户端以非常不同的方式接收视频。流播客户端，诸如传统机顶盒，被设计成接收立即渲染（render）并显示给用户的视频流。因为这种设计，流播客户端必须具有接收视频的恒定带宽。渐进式下载ABR客户端以完全不同的方式工作。渐进式下载ABR客户端，如名字暗示的，将渐进地下载视频文件，但将不会预期文件作为恒定流到达。相反，渐进式下载ABR客户端将以与客户端能够得到的一样高的比特率拉取或请求视频的给定分段。一旦接收到给定分段，客户端就将请求视频的下一分段。取决于特定实施例，一旦在缓冲器中有足够的视频允许客户端继续以比它正观看的更快的速率接收视频，渐进式下载客户端就将开始向用户显示视频。本文公开的拥塞边界是保持由渐进式下载客户端所要求的视频突发(burst)免于与由流播客户端所要求的恒定带宽干扰的手段。在方法400A中，驻地网关装置接收服务于与网关装置关联的驻地的视频管道内的拥塞边界的值（460）。这个拥塞边界指定当在拥塞边界的两个侧上都存在拥塞时要用于流播ABR内容的第一百分比的视频管道。剩余百分比的视频管道用于渐进式下载ABR。拥塞边界的值可由用户根据驻地内视频的使用和需要来确定，并且在必要时可进行调整；或者用户或者网络人员可执行拥塞边界的实际设置。一旦设置了拥塞边界的值，驻地网关装置就分配用于流播内容的带宽，并且可对于流播内容仅分配对于渐进式下载内容未请求的带宽的剩余百分比的那部分（462）。驻地网关装置还对于渐进式下载内容分配带宽，并且可对于渐进式下载内容仅分配对于流播内容未请求的带宽的第一百分比的那部分（464）。这意味着，拥塞边界仅当在视频管道的两侧上都存在使用时使用。在仅流播客户端在视频管道中使用的任何时间，流播客户端可使用高达100%的管理的视频管道。然而，如果渐进式下载客户端加入该混合，则渐进式下载客户端不能拒绝带宽，除非渐进式下载客户端或客户端试图使用比分配给视频管道的渐进式下载侧的更多的。在相反情形下相同的情况也成立。当仅存在渐进式下载客户端时，它们可使用高达100%的视频管道，但不能拒绝到流播客户端的带宽，所述流播客户端加入混合并请求高达分配给视频管道的流播侧的量的带宽。下面关于图6-8论述使用拥塞边界的视频管道内的特定分配的示例。

现在转到图5A-5C，根据本专利公开的实施例公开了管理来自客户端装置对视频资产的请求的方法。该方法在订户的装置请求ABR视频会话时开始（502）。在此上下文中，请求的ABR视频会话可以是MABR会话、UABR会话或渐进式下载ABR会话。驻地网关装置接收该请求，并确定是否存在到网关装置服务的家庭（502）或其它驻地的现有ABR会话。如果存在到家庭的现有ABR会话（对于504的是），则网关装置从策略管理器例如策略管理器202检索用于该请求装置的装置和内容策略（506）。如果不存在到家庭的现有ABR会话（对于504的否），则网关装置从策略管理器检索ABR管道策略以及用于该请求装置的装置和内容策略（508）。网关装置然后确定请求的内容是否是MABR内容（522）。如果内容不是MABR内容（对于522的否），则进行确定客户端是否是渐进式下载客户端（526）。如果客户端是渐进式下载客户端（对于522的是），则网关在从内容递送网络接收到清单之后向客户端发送ABR清单，并在带宽管理的渐进式下载管道中启动客户端（530）。如之前所指出的，渐进式下载管道使用加权公平排队进行管理，其在共同待审的美国申请14/194,868和14/194,918中公开，并且在本文不进一步描述。如果客户端不是渐进式下载客户端（对于526的否），则在视频管道的流播侧使用本文参考图10和11描述的MABR技术管理客户端。然而，如果请求的内容是MABR内容（对于522的是），则驻地网关装置从后台接收CDN内容位置，并从CDN请求视频会话清单，CDN通常将这个请求重定向到正确的边缘递送节点（524）。CDN的边缘递送节点确定它是否已经从多播分段器摄取ABR分段并生成请求的频道的清单（562）。如果CDN尚未执行这些动作（对于562的否），则CDN递送节点从后台请求频道的ABR多播地址和端口（566）。CDN递送节点对于请求的频道的所有编码的分段比特率执行到ABR分段器的多播加入，并生成请求的ABR会话的ABR清单（568）。如果CDN已经摄取了ABR分段（对于562的是），或者一旦执行了对多播分段的加入，则驻地网关装置就从CDN边缘递送节点接收用于请求的视频会话的清单（564）。驻地网关装置然后确定客户端是否是渐进式下载客户端（570）。如果客户端是渐进式下载客户端（对于570的是），则网关装置向请求ABR客户端递送请求的频道的清单（582）。要指出，网关装置可能已经更改了递送给客户端的清单，如图3中所描绘的。渐进式下载ABR客户端然后开始拉取视频分段（584）。另一方面，如果在流播客户端上正观看MABR内容（对于570的否），则网关装置确定是否已经在家庭中观看了多播频道（574）。如果在家庭中尚未观看多播频道（对于574的否），则网关装置从CDN边缘节点接收用于请求的视频会话的ABR清单（572）。对在图3中论述的清单重定向进行参考（576），并且更对清单进行更改以允许渐进式下载客户端使用来自高速缓存的分段。可以执行这，即便当前没有渐进式下载客户端正观看该频道，使得如果渐进式下载客户端调谐(tune)到这个频道，则网关装置准备好。网关装置然后加入频道的多播分段（578）。多播分段的带宽管理将如图1中所示的那样发生。在请求的频道已经被加入之后，或者否则如果在家庭中已经观看了多播频道（对于574的是），则网关装置将组合的分段流递送到加入机顶盒（580）。

现在转到图6-8，示出了本文论述的带宽管理方法和拥塞边界如何使用以及在相关申请中在实际情形下可能播出的几个示例。在这些示例的每个示例中，传入管理的视频递送管道被分配用于20 Mbs的总视频。此外，拥塞边界的值被设置成75%用于流播视频，留下剩余的25%用于渐进式下载。在图6中的第一示例中，仅单个流播客户端是活动的，并且正观看MABR流。客户端是优先级3，但因为拥塞边界632被设置成75%或15 Mbs，所以允许这个客户端接收可用的并且客户端能利用的最高比特率的视频，其在此示例中是5 Mbs。在流播服务器612接收分段的流616，其中该流被组合，并作为流630发送到客户端。因为当前在驻地上正在消费如此少的流播视频，所以允许当前活动的3个渐进式下载客户端消费传入视频管道的75%的带宽。使用加权公平排队管理渐进式下载视频，使得入站流618（其作为传出流628递送到优先级1客户端（具有3.0的权重））被给了8.571 Mbs的分配。类似地，入站流620（其作为传出流626递送到优先级2客户端（具有1.5的权重））被给了4.286 Mbs的分配，并且入站流622（其作为传出流624递送到优先级3客户端（具有0.75的权重））被给了2.14 Mbs的分配。

在图7中，总管道分配保持20 Mbs，并且拥塞边界720也保持在75%。然而，在此情形中，两个附加流播客户端已经加入该混合。给定在此示例中已经被分配给流播客户端的大百分比的管道，所有3个流播客户端都已经能够接收最大可用带宽用于它们的消费，在此示例中对于15 Mbs的总流播带宽是5 Mbs。由于此分配仍适合由拥塞边界720允许的量，因此在管道712的流播侧上没有带宽减少是必要的。入站流714是频道1的MABR流，其被组合并作为流728递送到优先级1客户端；入站流716是UABR流，其作为流730递送到优先级3客户端；并且入站流718是频道3的MABR流，其作为流732递送到优先级2客户端。附加渐进式下载客户端还已经加入了争用带宽的客户端，但是因为这个新的渐进式下载客户端也观看频道3，所以这个新客户端能够接收出站流734，而无需向管道的渐进式下载侧添加新入站流。每一个原始渐进式下载客户端都已经不得不针对它们的视频接受减小的带宽，使得入站流722（其作为出站流736递送到优先级1客户端），接收2.857 Mbs的分配；入站流724（其作为出站流738递送到优先级2客户端），接收1.428 Mbs的分配；以及入站流（其作为出站流740递送到优先级3客户端），接收0.714 Mbs的分配。

在图8中，管道的使用已经再次改变了，其中添加了附加优先级1流播客户端。在4个流播客户端请求带宽的情况下，当渐进式下载客户端也经历拥塞时，不再有可能给每个流播客户端最大带宽并保持在对流播客户端允许的75%或15 Mbs内。使用图1中示出的方法，分配如所示：MABR流814（其作为出站流832递送到优先级1客户端），接收最大5 Mbs，MABR流816也一样，其作为出站流834递送到第二优先级1客户端；传入UABR流818（其作为流836递送到优先级2客户端），接收3 Mbs的分配；以及传入MABR流820（其作为流838递送到优先级3客户端），接收2 Mbs的分配。与频道3共享带宽的客户端不再存在，但3个原始渐进式下载客户端能够保持在它们的先前水平，即，流822/840接收2.857 Mbs，流824/842接收1.428 Mbs，并且流826/844接收0.714 Mbs。

接下来转到图9，图示了有必要提供可在两个MABR客户端与渐进式下载客户端之间共享的MABR分段的节点和通知。示出的是后台节点902和内容递送节点(CDN)916，其包含边缘节点912。CDN向驻地网关装置910和渐进式下载客户端908提供视频内容。MABR内容由自适应比特率友好的视频编码器906提供，编码器906以各种比特率例如5 Mbs、3 Mbs、1 Mbs和600 Kbs为给定频道提供多播ABR编码流。这些编码流被提供给多播分段器904，其分段并压缩内容，如在2012年10月23日提交的申请PCT/EP2012/070960中所描述的。CDN边缘节点912加入所有提供的多播926，使得这些可被提供给渐进式下载客户端，如果被请求。同一多播分段器904以请求的比特率例如5 Mbs向网关装置910提供多播流以便由流播客户端消费。渐进式下载客户端可经由接口938从后台902接收具有到频道视频资产的URL的频道/节目指南，并且可经由接口934、932经由网关装置910请求和接收对于频道视频资产的请求。网关910经由接口928请求和接收来自CDN节点912的渐进式下载ABR请求；当从CDN请求渐进式下载分段时，网关910经由接口942从节点912接收请求的分段。对于流播客户端，网关910经由接口936从CDN节点912接收频道的频道配置清单，并经由接口930以请求的比特率从多播分段器904接收MABR分段。要指出，必要的是，同一分段器904向网关910和CDN节点912都提供分段，以便当在网关节点910接收时分段的对齐和计时是正确的。

现在转到图10和11，公开了用于提供单播ABR流播的系统和方法。在此实施例中，传统单播流播机顶盒以惯常方式请求内容。该内容的多个ABR编码比特率被发送到CDN节点，其可在各种比特率之间选择，并将最优比特率单播到传统单播机顶盒。所使用的比特率或者可由网络确定，其可接收有关网络条件的反馈，或者可由家庭中的装置确定，诸如驻地网关装置，其跟踪家庭网络的能力并调整比特率，如图1所描述的。现在将参考图10A和图11更详细地描述系统和方法。用于提供单播ABR流播的系统1000A包含以自适应流播友好的方式编码的视频资产。在此示例中，单个视频资产被示出和图示为视频分段1040、1042、1044、1046（它们中的每个都以不同比特率提供）以及清单1048。视频资产被存储在内容递送网络节点1018，其是CDN 1014的一部分。系统进一步包括视频后台1002、单播内容流播器1020、内容交换机1022、1024、驻地网关装置1006和传统电缆/IPTV机顶盒1004。这些元件的功能参考图11中示出的方法描述，同时还继续看图10A。传统STD 1004经由网关1006从后台1002请求（1104）单播视频点播（VOD）或网络个人视频记录器(nPVR)视频会话。后台1002接收请求1010，并用URL 1012对网关装置1006进行响应（1106），其指示ABR VOD/nPVR资产的CDN URL位置。网关装置1006从后台1002接收（1108）CDN内容位置，并在通信1030中从适当的CDN节点（在此是节点1018）请求（1110）的VOD/nPVR资产的资产清单。网关能够确定在家庭中的其它视频使用和合同协定的上下文内的STB 1004的能力和需要，如在本申请的其它地方所描述的。在经由通信1036接收到清单时，网关装置1006执行带宽分配和重新分配（1112），其包含新会话并经由通信1034以请求的比特率（例如5 Mbs）在视频会话的地址：端口请求流播会话（1114）。CDN节点1018确认在通信1036中请求的会话，并加载（1116）清单1048。单播流播器1020解析（1118）清单，并将跨所有表示的比特率的若干分段预加载在预加载高速缓存/缓冲器1026中。CDN流播器1020使用交换机1024以请求的比特率将分段提取（1120）到MUX/ReMUX/分段组合器1022中。MUX/组合器1022以指定的比特率将分段“拼接”在一起，并将组合的分段馈送(1122)到流播器1020。单播视频作为流1028发送到网关1006，其将单播视频流播到STB 1004。

存在这样的预期：流播器将在特定时间量内耗尽缓冲器，其可根据特定实施例变化。该方法确定（1152）缓冲器1026在特定时间量内是否耗尽分段。如果否，则用户可能已经暂停或终止了该会话，因此进行确定（1154）会话是否终止。如果否（对于1154的否），则方法继续检查缓冲器是否已经耗尽或者会话是否终止，直到一个事件或其它事件发生。如果会话已经终止（对于1154的是），则CDN节点刷新（1160）预取缓冲器或高速缓存，关闭（1164）套接口（socket）并退出。否则，如果缓冲器在适当时间中耗尽分段（对于1152的是），则进行进一步确定视频是否在清单中的最后分段（1156）。如果视频在最后分段（对于1156的是），则方法确定预先高速缓存缓冲器已经被耗尽（1158）。如果是（对于1158的是），则关闭套接口并且方法退出（1164）。否则，如果视频不在清单中的最后分段（对于1156的否），则CDN节点将跨所有比特率的下一视频分段预先高速缓存(1162)到预取分段缓冲器或高速缓存中，并通过返回到步骤1120继续流播视频。

在视频单播期间，可能变得有必要的是，改变比特率（以所述比特率流播单播）。在图10A中示出的示例中，网关装置1006确定在驻地的网络需求已经改变，并且用于目前单播的比特率需要被改变。在确定用于单播的新比特率之后，网关装置1006请求对比特率的改变。由CDN节点1018发送的这个请求和响应被示出为通信1038。在图10B中示出了切换过程，其中交换机1024从检索预取高速缓存1026中的最高比特率移开，并且现在从视频资产的较低比特率表示中检索。分段切换器1022和交换机1024一起负责确保在时间表（timeframe）中进行切换，这意味着，用户在切换期间不会通知服务的中断。所公开的系统和方法可允许传统单播流被提供为单播自适应比特率（UABR）流播，并且适应动态改变视频流播管道中的网络条件。不需要对传统机顶盒客户端（set top client）进行修改以添加这个单播ABR流播功能性。所公开的系统和方法都不要求在STB中施加传统渐进式下载流播方法论。这允许消费者具有提高的服务质量，并且提供商具有更鲁棒的带宽管理工具，而在消费者的家庭中不需要高成本的升级。还提供了ABR渐进式下载编码内容的再用被递送到传统IPTV/电缆STB。本领域技术人员将理解到，所示出的装置和方法的若干变形可以使用，并且在所公开实施例的范围内。

在前述具体实施方式中，可通过使用专用硬件以及能够执行存储的或预先配置的软件的硬件来提供各种元件（包含标记为或描述为“模块”或“过程”或“处理器”或“控制器”或“计算机”的组件/块）的功能性。当由处理器提供时，功能可由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个单独处理器提供，其中一些可以是共享的或分布式的。而且，“处理器”或“控制器”或“存储器”可包含而不限于数字信号处理器（DSP）硬件、ASIC硬件、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和/或其它存储媒体。

尽管已经详细示出和描述了各种实施例，但权利要求书不限于任何具体实施例或示例。以上具体实施方式都不应被解读为暗示：任何具体组件、元件、步骤、动作或功能是必不可少的，使得它必须包含在权利要求的范围内。提及单数形式的元件不打算意味着“一个且仅一个”，除非明确声明，反而是“一个或多个”。对本领域技术人员已知的上述实施例的元件的所有结构和功能等效方案都通过引用明确地结合在本文中，并且打算由本权利要求涵盖。相应地，本领域技术人员将认识到，本文描述的示范实施例可通过在下面所附的权利要求书的精神和范围内的各种修改和更改实施。