有效使用網(wǎng)絡(luò)帶寬的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求享有于2012年8月14日提交的題為"SystemandMethodfor EfficientUseofBandwidthBasedonUserProfilesandOtherData" 的美國臨時專 利申請No. 61/682, 828的優(yōu)先權(quán)。前述臨時專利申請的全部公開內(nèi)容以引用的方式納入本 文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 由于無線移動計算設(shè)備（例如，智能手機、平板計算機等）的增多以及流量很大的 應(yīng)用和服務(wù)（例如，視頻和音樂服務(wù)）的廣泛采用，對無線頻譜需求繼續(xù)不斷增長。尤其是， 移動寬帶（經(jīng)由蜂窩電話塔和/或衛(wèi)星鏈路的網(wǎng)絡(luò)訪問）已負(fù)擔(dān)過重，特別是在一天中的 某些時間期間。由于可用的移動寬帶頻譜是不可重復(fù)的且有限的，因此此增加的需求激發(fā) 了更有效使用網(wǎng)絡(luò)帶寬的需要。
[0004] 此外，大多數(shù)無線移動計算設(shè)備能夠訪問兩個或更多個不同的無線網(wǎng)絡(luò)，諸如，移 動寬帶（例如，3G或4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)）和Wi-Fi(無線局域網(wǎng)絡(luò)）。雖然移動寬帶訪問通常提 供明顯較寬的覆蓋面積，但是許多移動寬帶供應(yīng)商不再為固定費用提供無限制的流量和/ 或會在高峰時間或高使用率時期限制速度。例如，移動寬帶的月費用可僅提供至多2GB數(shù) 據(jù)通信量（datatraffic)，其中超過2GB的額外的通信量按每GB以較高的價格計費。另一 方面，無論帶寬使用如何，Wi-Fi常常是在免費或固定費用下可用的。因此，許多用戶更喜 歡使用不那么昂貴的網(wǎng)絡(luò)，尤其是對于大數(shù)據(jù)傳送（例如，下載視頻）。當(dāng)然用戶還希望能 夠在任何時間而不是僅在他們具有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)訪問時能夠消費期望的內(nèi)容（例如，觀看互 聯(lián)網(wǎng)視頻）。類似地，移動寬帶供應(yīng)商還期望更好地平衡網(wǎng)絡(luò)通信量以及更有效使用他們的 帶寬，同時維持高質(zhì)量的服務(wù)。
【附圖說明】
[0005] 雖然本說明書以特別地指出并清楚地要求保護本發(fā)明的權(quán)利要求作為結(jié)束，但據(jù) 信結(jié)合附圖、從下文對某些實施例的描述中可更好地理解本發(fā)明。在附圖中，相同的數(shù)字在 若干視圖中表示相同元件。
[0006] 圖1描繪了根據(jù)一個實施方案的預(yù)測性的、自動的、以用戶為中心的內(nèi)容加載系 統(tǒng)和與其相關(guān)聯(lián)的用戶的移動設(shè)備的框圖。
[0007]圖2描繪了系統(tǒng)的四個部件的高級概述以及它們的交互和相互關(guān)系。
[0008]圖3描繪了構(gòu)成學(xué)習(xí)模塊的三個部件的高級概述以及它們的交互。圖4描繪了內(nèi) 容個性化模塊與其他模塊之間的主要交互，以及與所支持的應(yīng)用的主要交互。
[0009]圖5描繪了系統(tǒng)的一個具體實施方案的總體架構(gòu)的示意性例示。
[0010] 其他附圖在下文進一步描述。
[0011] 這些附圖不意在以任何方式進行限制，并且可以設(shè)想的是，可以以多種其他方式 (包括附圖中沒有必要描繪的那些）實施本發(fā)明的多種實施方案。納入或形成本說明書的 一部分的附圖例示了本發(fā)明的若干方面，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理；然而， 應(yīng)理解的是本發(fā)明并非限制于示出的精確設(shè)置。
【具體實施方式】
[0012] 以下對特定實施例的描述不應(yīng)被用于限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)下文例示了所設(shè)想 的執(zhí)行本發(fā)明的一種最佳模式的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明了本文中公開的版本的其他特 征、方面和優(yōu)點。如將認(rèn)識到的，本文中描述的版本能夠具有其他不同的且明顯的方面，且 全部都未偏離本發(fā)明。例如，盡管本文中將結(jié)合運行Android?操作系統(tǒng)的移動設(shè)備來描 述所述系統(tǒng)和方法，但是應(yīng)理解的是所述系統(tǒng)和方法不限制于此具體操作系統(tǒng)。此外，盡管 在描述所述系統(tǒng)和方法時提到了特定內(nèi)容類型和它們相應(yīng)的應(yīng)用（例如，YouTube視頻）以 及特定的社交網(wǎng)站和平臺（例如，F(xiàn)acebook)，但是所述系統(tǒng)和方法可被配置為與任何的各 種其他內(nèi)容類型、內(nèi)容服務(wù)、內(nèi)容供應(yīng)商以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的或今后開發(fā)出的相關(guān) 聯(lián)的應(yīng)用結(jié)合使用。因此，附圖和描述應(yīng)被認(rèn)為本質(zhì)上是例示性的而非限制性的。
[0013] 本發(fā)明提供了基于用戶配置文件和其他數(shù)據(jù)來有效使用網(wǎng)絡(luò)帶寬的系統(tǒng)和方法。 由無線移動設(shè)備監(jiān)控關(guān)于內(nèi)容請求的用戶活動，從而為該用戶構(gòu)建內(nèi)容消費配置文件。然 后，該系統(tǒng)預(yù)測該用戶將來可能請求的內(nèi)容，并且在一些實施方案中，確定該用戶被預(yù)測將 有興趣接收的其他內(nèi)容。然后，預(yù)取該內(nèi)容且將其存儲在該用戶的移動設(shè)備的本地存儲器 中，用于以后該用戶檢索和消費。
[0014] 本文中進一步描述的預(yù)測性的、自動的、以用戶為中心的加載系統(tǒng)（或平臺）通常 包括駐留在終端用戶的連接到后端服務(wù)器的移動設(shè)備上的客戶端（例如，軟件）。圖1描 繪了連同用戶的移動設(shè)備（10) -起的系統(tǒng)的一個實施方案的框圖，在該移動設(shè)備上，客戶 端軟件被存儲在該移動設(shè)備（10)的一個或多個存儲器（14)中。移動設(shè)備（10)被配置成 經(jīng)由一個或多個網(wǎng)絡(luò)（30, 32, 34)與服務(wù)器（20)(有時在本文中稱作云服務(wù)器）通信。在 一個實施方案中，網(wǎng)絡(luò)（30)包括無線移動寬帶網(wǎng)絡(luò)（例如，3G或4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)）并且網(wǎng)絡(luò) (32)包括無線局域網(wǎng)絡(luò)（Wi-Fi)。在示出的該實施方案中，網(wǎng)絡(luò)（34)包括互聯(lián)網(wǎng)，使得網(wǎng) 絡(luò)（30, 32)用作將移動設(shè)備（10)和服務(wù)器（20)鏈接至彼此并經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)（34)鏈接至可 訪問的其他服務(wù)器（例如，存儲了用戶希望訪問的內(nèi)容的服務(wù)器）的子網(wǎng)絡(luò)。在其他實施 方案中，網(wǎng)絡(luò)（30,32,34)可以是局域網(wǎng)（LAN)、廣域網(wǎng)（WAN)、虛擬私人網(wǎng)絡(luò)（VPN)、個人局 域網(wǎng)（例如，使用藍牙的自組織網(wǎng)絡(luò)）或在移動設(shè)備（10)與遠程服務(wù)器（20)之間傳送信 息的任何其他裝置。
[0015] 移動設(shè)備（10)通常包括具有內(nèi)部硬件配置的移動計算設(shè)備，該內(nèi)部硬件配置包 括：處理器諸如中央處理單元或CPU(12)、存儲器（14)、電源（例如，電池）（15)、顯示器
[16] 、輸入設(shè)備（18)(例如，鍵盤和/或觸摸屏）。CPU(12)是用于控制移動設(shè)備（10)的操 作的控制器，且CPU(12)通過例如存儲器總線連接到存儲器（14)。存儲器（14)存儲例如用 于移動設(shè)備（10)的操作系統(tǒng)、以及系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件（例如，"應(yīng)用"）、預(yù)取的內(nèi)容和其 他數(shù)據(jù)?？墒褂冒ㄩW存設(shè)備（例如，SD卡）、硬盤、隨機訪問存儲器（RAM)、靜態(tài)隨機訪問 存儲器（SRAM)、只讀存儲器（R0M)、電可擦除可編程只讀存儲器（EEPROM)、可編程只讀存儲 器（PROM)、磁存儲器、磁盤、光盤以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知或?qū)黹_發(fā)出的其他類型的存儲 器的任何類型的合適的存儲媒介來實施存儲器（14)。移動設(shè)備（10)可以包括多于一個的 存儲器（14)，存儲器（14)可以是相同的或不同的，且可出于各種目的留出一個或多個存儲 器（14)，諸如存儲器（14)為緩存存儲保留一部分。
[0016] 在一些實施方案中，移動設(shè)備（10)包括移動電話（例如，智能手機）、平板計算機、 筆記本型計算機、PAD、膝上型計算機或提供類似功能的其他移動設(shè)備。移動設(shè)備（10)可以 包括常在智能手機和平板計算機中發(fā)現(xiàn)的其他特征和部件，諸如網(wǎng)絡(luò)界面、位置檢測設(shè)備 (諸如，GPS接收器）、揚聲器、端口等。顯示器（16)可呈現(xiàn)圖像或視頻（例如，用于被用戶 消費），且可以以包括例如液晶顯示器（IXD)的多種方式實施顯示器（16)。
[0017] 網(wǎng)絡(luò)（30, 32, 34)連接移動設(shè)備（10)和遠程服務(wù)器（20)，以及將移動設(shè)備（10)連 接到多種其他遠程內(nèi)容供應(yīng)商（例如，YouTube、因特網(wǎng)網(wǎng)站等）。遠程服務(wù)器（20)可以是 例如具有包括處理器（諸如中央處理單元（CPU) (22))和存儲器（24)的內(nèi)部硬件配置的計 算機。CPU(22)可以是用于控制服務(wù)器（20)的操作的控制器。CPU(22)例如通過存儲器總 線連接到存儲器（24)。存儲器（24)可以是隨機訪問存儲器（RAM)或任何其他合適的存儲 器設(shè)備。存儲器（24)可以存儲由CPU(22)使用的數(shù)據(jù)和程序指令。其他合適的實施方式 是可能的，如術(shù)語"服務(wù)器"旨在廣義上包含任何計算機化的部件、系統(tǒng)或?qū)嶓w（不管形式 如何），服務(wù)器適于向計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個或多個其他設(shè)備或?qū)嶓w提供數(shù)據(jù)、文件、應(yīng)用、內(nèi) 容或其他服務(wù)。例如，在一些實施方案中，遠程服務(wù)器（20)的處理和數(shù)據(jù)功能可被分布在 多個服務(wù)器之中，所述多個服務(wù)器包括相同計算設(shè)備的多個部分和/或兩個或更多個分立 的計算設(shè)備（例如，用于執(zhí)行本文中所標(biāo)識的針對遠程服務(wù)器（20)的不同功能的物理上分 立的服務(wù)器）的多個部分。
[0018] 如下面描述中詳述的，系統(tǒng)分析用戶消費的內(nèi)容并由它預(yù)測在不遠的將來該用戶 將有可能請求什么。"內(nèi)容"可以是移動設(shè)備（12)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（30, 32, 34)可訪問的任何形式的 信息，諸如，視頻、音樂、其他音頻文件、網(wǎng)站、新聞、體育成績、以及經(jīng)所述網(wǎng)絡(luò)可提供的其 他形式的信息，尤其可經(jīng)因特網(wǎng)（34)從多個內(nèi)容和信息供應(yīng)商訪問的信息。該系統(tǒng)還監(jiān)控 用戶的移動性和無線連通性模式（例如，Wi-Fi和漫游），且由此建立針對該用戶的無線連 通性的配置文件（包括該用戶已訪問的不同網(wǎng)絡(luò)的特性）。此外，該系統(tǒng)基于用戶消費的 不同內(nèi)容類別的動態(tài)速率以及該用戶的移動設(shè)備的數(shù)據(jù)計劃的使用，為所述不同內(nèi)容類別 做出配置文件。這些配置文件被用于確定所預(yù)測的內(nèi)容何時將被推送到移動設(shè)備以保證最 高的服務(wù)質(zhì)量和可用網(wǎng)絡(luò)資源的最佳利用。在某些實施方案中，在特定網(wǎng)絡(luò)中，該系統(tǒng)將通 信量從峰值時間分流到非峰值時間，而在其他實施方案中，該系統(tǒng)將把通信量從成本高的 長距離網(wǎng)絡(luò)（例如，3G網(wǎng)絡(luò)）分流到成本更低的短距離網(wǎng)絡(luò)（例如，Wi-Fi和對等網(wǎng)絡(luò)，或 "P2P"）。
[0019] 在該系統(tǒng)的一些實施方案中，用戶具有控制如由經(jīng)由（例如，移動設(shè)備上的）用戶 界面提供的動態(tài)設(shè)置特征允許的調(diào)度框架的某些參數(shù)的能力。此用戶界面通過提供自定義 報告、個性化警告和精細(xì)的管理工具來使用戶控制移動數(shù)據(jù)使用，同時該系統(tǒng)在后臺執(zhí)行 其功能。在一些實例中，該系統(tǒng)在已實現(xiàn)的成本節(jié)約的同時持續(xù)更新用戶。
[0020] 使用多種用戶配置文件和用戶消費內(nèi)容，且在一些實施方案中，使用其他用戶的 配置文件和消費模式，該系統(tǒng)一一具體地云服務(wù)器（20)-一創(chuàng)建對于每個用戶唯一的內(nèi)容 調(diào)度表（schedule)。在一些實施方案中，內(nèi)容調(diào)度表識別系統(tǒng)所預(yù)測的用戶會在未來請求 的內(nèi)容，以及該用戶將請求這樣的內(nèi)容的預(yù)期時間。內(nèi)容調(diào)度表被提供至移動設(shè)備，被周期 性地更新。移動設(shè)備利用內(nèi)容調(diào)度表并預(yù)取內(nèi)容以存儲在該設(shè)備的緩存存儲器中。緩存的 內(nèi)容例如被存儲在存儲器（14)的所保留的區(qū)塊中，或被存儲在設(shè)置在移動設(shè)備（12)中的 其他存儲器（諸如，SD卡或其他形式的閃存）中。然而，內(nèi)容調(diào)度表不是嚴(yán)格以小時計或 以分鐘計的被移動設(shè)備盲目遵循的指令集合。相反，該內(nèi)容調(diào)度表是象征性的，更多地用作 調(diào)度指南，其中移動設(shè)備，具體地該系統(tǒng)的移動設(shè)備應(yīng)用將內(nèi)容的預(yù)取調(diào)整到實時狀況，諸 如網(wǎng)絡(luò)訪問類型（例如，Wi-Fi對3G)、電池狀態(tài)等。
[0021] 可通過用于已緩存內(nèi)容的類型的相關(guān)應(yīng)用（例如，移動設(shè)備上的Facebook或 YouTube應(yīng)用）的用戶界面或通過設(shè)置在移動設(shè)備上的系統(tǒng)的用戶界面來消費經(jīng)由該系統(tǒng) 預(yù)取的已緩存內(nèi)容。在一些實施方案中，內(nèi)容調(diào)度表還包括系統(tǒng)基于例如用戶的配置文件 和過去的內(nèi)容消費向用戶推薦的內(nèi)容。此推薦引擎是用預(yù)測和緩存模塊共同優(yōu)化的，以提 供最佳的性能。該系統(tǒng)架構(gòu)還允許在應(yīng)用層集成壓縮，并因此將通過個性化緩存提供的帶 寬節(jié)省與由多媒體內(nèi)容有效的壓縮帶來的帶寬節(jié)省相結(jié)合。
[0022] 該系統(tǒng)基于以下觀察：
[0023] 1.在移動寬帶網(wǎng)絡(luò)的帶寬容量方面的供應(yīng)與需要支持的通信量方面的需求之間 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。在典型的設(shè)置中，峰值需 求對平均需求的比率可高達一個數(shù)量級。
[0024] 2.導(dǎo)致帶寬不足的主導(dǎo)通信量是容忍延時的數(shù)據(jù)通信量。然而，由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)被優(yōu)化用于實時通信量，它們未能利用延時容忍特性。例如，雖然用戶為了娛樂所消費的 大多數(shù)多媒體內(nèi)容在大多實例中是在用戶期望消費它以前很早就被創(chuàng)建，但是在用戶點擊 觀看它時，網(wǎng)絡(luò)將每個多媒體內(nèi)容請求當(dāng)作待要經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被遞