有效使用网络带宽的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求享有于2012年8月14日提交的题为"SystemandMethodfor EfficientUseofBandwidthBasedonUserProfilesandOtherData" 的美国临时专 利申请No. 61/682, 828的优先权。前述临时专利申请的全部公开内容以引用的方式纳入本 文。
技术领域
[0003] 由于无线移动计算设备（例如，智能手机、平板计算机等）的增多以及流量很大的 应用和服务（例如，视频和音乐服务）的广泛采用，对无线频谱需求继续不断增长。尤其是， 移动宽带（经由蜂窝电话塔和/或卫星链路的网络访问）已负担过重，特别是在一天中的 某些时间期间。由于可用的移动宽带频谱是不可重复的且有限的，因此此增加的需求激发 了更有效使用网络带宽的需要。
[0004] 此外，大多数无线移动计算设备能够访问两个或更多个不同的无线网络，诸如，移 动宽带（例如，3G或4G蜂窝网络）和Wi-Fi(无线局域网络）。虽然移动宽带访问通常提 供明显较宽的覆盖面积，但是许多移动宽带供应商不再为固定费用提供无限制的流量和/ 或会在高峰时间或高使用率时期限制速度。例如，移动宽带的月费用可仅提供至多2GB数 据通信量（datatraffic)，其中超过2GB的额外的通信量按每GB以较高的价格计费。另一 方面，无论带宽使用如何，Wi-Fi常常是在免费或固定费用下可用的。因此，许多用户更喜 欢使用不那么昂贵的网络，尤其是对于大数据传送（例如，下载视频）。当然用户还希望能 够在任何时间而不是仅在他们具有Wi-Fi网络访问时能够消费期望的内容（例如，观看互 联网视频）。类似地，移动宽带供应商还期望更好地平衡网络通信量以及更有效使用他们的 带宽，同时维持高质量的服务。
【附图说明】
[0005] 虽然本说明书以特别地指出并清楚地要求保护本发明的权利要求作为结束，但据 信结合附图、从下文对某些实施例的描述中可更好地理解本发明。在附图中，相同的数字在 若干视图中表示相同元件。
[0006] 图1描绘了根据一个实施方案的预测性的、自动的、以用户为中心的内容加载系 统和与其相关联的用户的移动设备的框图。
[0007]图2描绘了系统的四个部件的高级概述以及它们的交互和相互关系。
[0008]图3描绘了构成学习模块的三个部件的高级概述以及它们的交互。图4描绘了内 容个性化模块与其他模块之间的主要交互，以及与所支持的应用的主要交互。
[0009]图5描绘了系统的一个具体实施方案的总体架构的示意性例示。
[0010] 其他附图在下文进一步描述。
[0011] 这些附图不意在以任何方式进行限制，并且可以设想的是，可以以多种其他方式 (包括附图中没有必要描绘的那些）实施本发明的多种实施方案。纳入或形成本说明书的 一部分的附图例示了本发明的若干方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理；然而， 应理解的是本发明并非限制于示出的精确设置。
【具体实施方式】
[0012] 以下对特定实施例的描述不应被用于限制本发明的范围。根据下文例示了所设想 的执行本发明的一种最佳模式的描述，本领域技术人员将明了本文中公开的版本的其他特 征、方面和优点。如将认识到的，本文中描述的版本能够具有其他不同的且明显的方面，且 全部都未偏离本发明。例如，尽管本文中将结合运行Android?操作系统的移动设备来描 述所述系统和方法，但是应理解的是所述系统和方法不限制于此具体操作系统。此外，尽管 在描述所述系统和方法时提到了特定内容类型和它们相应的应用（例如，YouTube视频）以 及特定的社交网站和平台（例如，Facebook)，但是所述系统和方法可被配置为与任何的各 种其他内容类型、内容服务、内容供应商以及本领域技术人员已知的或今后开发出的相关 联的应用结合使用。因此，附图和描述应被认为本质上是例示性的而非限制性的。
[0013] 本发明提供了基于用户配置文件和其他数据来有效使用网络带宽的系统和方法。 由无线移动设备监控关于内容请求的用户活动，从而为该用户构建内容消费配置文件。然 后，该系统预测该用户将来可能请求的内容，并且在一些实施方案中，确定该用户被预测将 有兴趣接收的其他内容。然后，预取该内容且将其存储在该用户的移动设备的本地存储器 中，用于以后该用户检索和消费。
[0014] 本文中进一步描述的预测性的、自动的、以用户为中心的加载系统（或平台）通常 包括驻留在终端用户的连接到后端服务器的移动设备上的客户端（例如，软件）。图1描 绘了连同用户的移动设备（10) -起的系统的一个实施方案的框图，在该移动设备上，客户 端软件被存储在该移动设备（10)的一个或多个存储器（14)中。移动设备（10)被配置成 经由一个或多个网络（30, 32, 34)与服务器（20)(有时在本文中称作云服务器）通信。在 一个实施方案中，网络（30)包括无线移动宽带网络（例如，3G或4G蜂窝网络）并且网络 (32)包括无线局域网络（Wi-Fi)。在示出的该实施方案中，网络（34)包括互联网，使得网 络（30, 32)用作将移动设备（10)和服务器（20)链接至彼此并经由互联网（34)链接至可 访问的其他服务器（例如，存储了用户希望访问的内容的服务器）的子网络。在其他实施 方案中，网络（30,32,34)可以是局域网（LAN)、广域网（WAN)、虚拟私人网络（VPN)、个人局 域网（例如，使用蓝牙的自组织网络）或在移动设备（10)与远程服务器（20)之间传送信 息的任何其他装置。
[0015] 移动设备（10)通常包括具有内部硬件配置的移动计算设备，该内部硬件配置包 括：处理器诸如中央处理单元或CPU(12)、存储器（14)、电源（例如，电池）（15)、显示器
[16] 、输入设备（18)(例如，键盘和/或触摸屏）。CPU(12)是用于控制移动设备（10)的操 作的控制器，且CPU(12)通过例如存储器总线连接到存储器（14)。存储器（14)存储例如用 于移动设备（10)的操作系统、以及系统软件、应用软件（例如，"应用"）、预取的内容和其 他数据。可使用包括闪存设备（例如，SD卡）、硬盘、随机访问存储器（RAM)、静态随机访问 存储器（SRAM)、只读存储器（R0M)、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM)、可编程只读存储 器（PROM)、磁存储器、磁盘、光盘以及本领域技术人员已知或将来开发出的其他类型的存储 器的任何类型的合适的存储媒介来实施存储器（14)。移动设备（10)可以包括多于一个的 存储器（14)，存储器（14)可以是相同的或不同的，且可出于各种目的留出一个或多个存储 器（14)，诸如存储器（14)为缓存存储保留一部分。
[0016] 在一些实施方案中，移动设备（10)包括移动电话（例如，智能手机）、平板计算机、 笔记本型计算机、PAD、膝上型计算机或提供类似功能的其他移动设备。移动设备（10)可以 包括常在智能手机和平板计算机中发现的其他特征和部件，诸如网络界面、位置检测设备 (诸如，GPS接收器）、扬声器、端口等。显示器（16)可呈现图像或视频（例如，用于被用户 消费），且可以以包括例如液晶显示器（IXD)的多种方式实施显示器（16)。
[0017] 网络（30, 32, 34)连接移动设备（10)和远程服务器（20)，以及将移动设备（10)连 接到多种其他远程内容供应商（例如，YouTube、因特网网站等）。远程服务器（20)可以是 例如具有包括处理器（诸如中央处理单元（CPU) (22))和存储器（24)的内部硬件配置的计 算机。CPU(22)可以是用于控制服务器（20)的操作的控制器。CPU(22)例如通过存储器总 线连接到存储器（24)。存储器（24)可以是随机访问存储器（RAM)或任何其他合适的存储 器设备。存储器（24)可以存储由CPU(22)使用的数据和程序指令。其他合适的实施方式 是可能的，如术语"服务器"旨在广义上包含任何计算机化的部件、系统或实体（不管形式 如何），服务器适于向计算机网络上的一个或多个其他设备或实体提供数据、文件、应用、内 容或其他服务。例如，在一些实施方案中，远程服务器（20)的处理和数据功能可被分布在 多个服务器之中，所述多个服务器包括相同计算设备的多个部分和/或两个或更多个分立 的计算设备（例如，用于执行本文中所标识的针对远程服务器（20)的不同功能的物理上分 立的服务器）的多个部分。
[0018] 如下面描述中详述的，系统分析用户消费的内容并由它预测在不远的将来该用户 将有可能请求什么。"内容"可以是移动设备（12)经网络（30, 32, 34)可访问的任何形式的 信息，诸如，视频、音乐、其他音频文件、网站、新闻、体育成绩、以及经所述网络可提供的其 他形式的信息，尤其可经因特网（34)从多个内容和信息供应商访问的信息。该系统还监控 用户的移动性和无线连通性模式（例如，Wi-Fi和漫游），且由此建立针对该用户的无线连 通性的配置文件（包括该用户已访问的不同网络的特性）。此外，该系统基于用户消费的 不同内容类别的动态速率以及该用户的移动设备的数据计划的使用，为所述不同内容类别 做出配置文件。这些配置文件被用于确定所预测的内容何时将被推送到移动设备以保证最 高的服务质量和可用网络资源的最佳利用。在某些实施方案中，在特定网络中，该系统将通 信量从峰值时间分流到非峰值时间，而在其他实施方案中，该系统将把通信量从成本高的 长距离网络（例如，3G网络）分流到成本更低的短距离网络（例如，Wi-Fi和对等网络，或 "P2P"）。
[0019] 在该系统的一些实施方案中，用户具有控制如由经由（例如，移动设备上的）用户 界面提供的动态设置特征允许的调度框架的某些参数的能力。此用户界面通过提供自定义 报告、个性化警告和精细的管理工具来使用户控制移动数据使用，同时该系统在后台执行 其功能。在一些实例中，该系统在已实现的成本节约的同时持续更新用户。
[0020] 使用多种用户配置文件和用户消费内容，且在一些实施方案中，使用其他用户的 配置文件和消费模式，该系统一一具体地云服务器（20)-一创建对于每个用户唯一的内容 调度表（schedule)。在一些实施方案中，内容调度表识别系统所预测的用户会在未来请求 的内容，以及该用户将请求这样的内容的预期时间。内容调度表被提供至移动设备，被周期 性地更新。移动设备利用内容调度表并预取内容以存储在该设备的缓存存储器中。缓存的 内容例如被存储在存储器（14)的所保留的区块中，或被存储在设置在移动设备（12)中的 其他存储器（诸如，SD卡或其他形式的闪存）中。然而，内容调度表不是严格以小时计或 以分钟计的被移动设备盲目遵循的指令集合。相反，该内容调度表是象征性的，更多地用作 调度指南，其中移动设备，具体地该系统的移动设备应用将内容的预取调整到实时状况，诸 如网络访问类型（例如，Wi-Fi对3G)、电池状态等。
[0021] 可通过用于已缓存内容的类型的相关应用（例如，移动设备上的Facebook或 YouTube应用）的用户界面或通过设置在移动设备上的系统的用户界面来消费经由该系统 预取的已缓存内容。在一些实施方案中，内容调度表还包括系统基于例如用户的配置文件 和过去的内容消费向用户推荐的内容。此推荐引擎是用预测和缓存模块共同优化的，以提 供最佳的性能。该系统架构还允许在应用层集成压缩，并因此将通过个性化缓存提供的带 宽节省与由多媒体内容有效的压缩带来的带宽节省相结合。
[0022] 该系统基于以下观察：
[0023] 1.在移动宽带网络的带宽容量方面的供应与需要支持的通信量方面的需求之间 的失配。此失配是由峰值需求引起的而不是由平均需求引起的。在典型的设置中，峰值需 求对平均需求的比率可高达一个数量级。
[0024] 2.导致带宽不足的主导通信量是容忍延时的数据通信量。然而，由于现有网络架 构被优化用于实时通信量，它们未能利用延时容忍特性。例如，虽然用户为了娱乐所消费的 大多数多媒体内容在大多实例中是在用户期望消费它以前很早就被创建，但是在用户点击 观看它时，网络将每个多媒体内容请求当作待要经网络被递