FR3079095A1 - Reduction de la gigue affectant un flux de donnees video diffuse en continu. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de réduction d'une gigue affectant un flux de données vidéo diffusé en continu, qui comprend : - une identification (S3) d'un flux de données vidéo diffusé en continu comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue ; - une activation d'au moins un mécanisme de priorisation dudit flux de données vidéo identifié ; - une configuration d'une profondeur de mémoire tampon au sein d'un terminal de restitution (4) dudit flux de données vidéo identifié, ladite mémoire tampon étant dédiée au stockage temporaire dudit flux avant restitution par ledit terminal (4).

Description

Réduction de la gigue affectant un flux de données vidéo diffusé en continu.

1. Domaine de l'invention

Le domaine de l'invention est celui de la diffusion de flux de données vidéo en mode continu, encore appelé en anglais « streaming », i.e. la transmission en temps réel de données vidéo sur un réseau par flux de paquets. Plus précisément, l'invention concerne la diffusion de tels flux vidéo dans un réseau de communication local, par exemple un réseau domestique, lorsqu'ils sont soumis à une forte contrainte de temps de latence, ou gigue.

2. Art antérieur et ses inconvénients

Dans un réseau de transmission de données, la latence (ou délai de transit, ou retard) correspond au délai de transmission des données, et désigne le temps nécessaire à un paquet de données pour passer de la source à la destination au travers du réseau. La variation de cette latence au fil du temps est appelée gigue, ou en anglais « jitter ».

Cette variation de la latence peut résulter de plusieurs phénomènes alternatifs ou cumulatifs, tels que le niveau de priorité accordé aux différents flux de données reçus par un point d'accès à un réseau local, d'éventuelles perturbations ou priorisations liées à la technologie Wi-Fi® de transmission radio sans fil au sein de ce réseau local, ou encore la mise en mémoire temporaire des paquets de données reçus avant leur restitution à l'utilisateur.

En effet, afin de compenser les effets néfastes de la gigue pour l'utilisateur, il est connu de placer une mémoire tampon (ou en anglais « buffer ») dans le terminal de restitution des flux de données reçus, dans laquelle sont stockées un certain nombre de paquets de données, avant le début de leur restitution à l'utilisateur. Ce tampon de gigue induit donc un délai détectable au début de la restitution du flux.

Pour un service de diffusion vidéo (par exemple des signaux de télévision), ce léger décalage de restitution par rapport au temps réel ne pose pas de problème à l'utilisateur. En revanche, il peut s'avérer problématique pour certains services de diffusion en continu (en anglais « streaming »), tels que, par exemple, les jeux vidéo.

En effet, considérons le cas d'un utilisateur qui accède à un service de streaming de jeux vidéo, depuis une console de jeux connectée en Wi-Fi® à une passerelle résidentielle constituant le point d'accès au réseau local domestique de l'utilisateur. Lorsque la console de jeux stocke en mémoire temporaire un grand nombre de paquets de données associés au jeu vidéo, avant leur restitution à l'utilisateur, ce dernier va faire l'expérience d'un décalage temporel potentiellement gênant entre l'instant où il lance une action via la manette de sa console (par exemple, le déplacement d'un personnage), et l'instant où le résultat de cette action s'affiche effectivement sur l'écran de son ordinateur ou de son téléviseur.

De tels services de diffusion vidéo en continu nécessitent donc un temps de réponse très court, et une gigue de bout en bout la plus faible possible.

Afin d'atteindre cet objectif de réactivité, certaines consoles de jeux vidéo proposent d'ores et déjà de réduire la profondeur de la mémoire tampon dans laquelle sont stockés les flux vidéo avant restitution. Cependant, en fonction de l'état du trafic entre la source et le terminal de restitution du flux vidéo, notamment au sein du réseau local de l'utilisateur, il arrive que cette mémoire tampon se vide totalement des paquets de données qu'elle contient, ce qui entraîne un phénomène dit de « starving », qui se traduit, sur l'écran de l'utilisateur, par une vidéo qui se fige.

Il existe donc un besoin d'une technique de diffusion en continu de flux de données vidéo qui ne présente pas ces inconvénients de l'art antérieur. Notamment, il existe un besoin d'une telle technique, qui permette de réduire la gigue affectant de tels flux de données vidéo, tout en offrant une qualité de restitution adéquate pour l'utilisateur.

Il existe également un besoin d'une telle technique qui soit particulièrement bien adaptée à la diffusion en mode « streaming » de services de jeux vidéo, notamment dans un contexte de réseau local domestique, dans lequel le terminal de restitution du flux vidéo est connecté en WiFi® à une passerelle résidentielle formant point d'accès au réseau local.

3. Exposé de l'invention

L'invention répond à ce besoin en proposant un procédé de réduction d'une gigue affectant un flux de données vidéo diffusé en continu, qui comprend :

une identification d'un flux de données vidéo diffusé en continu comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue ;

une activation d'au moins un mécanisme de priorisation dudit flux de données vidéo identifié ;

une configuration d'une profondeur de mémoire tampon au sein d'un terminal de restitution dudit flux de données vidéo identifié, ladite mémoire tampon étant dédiée au stockage temporaire dudit flux avant restitution par ledit terminal.

Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de la diffusion de flux vidéo en mode « streaming », notamment au sein d'un réseau local de type réseau domestique. En effet, elle repose sur un procédé, mis en oeuvre dans le point d'accès au réseau local, par exemple la passerelle résidentielle de l'utilisateur, qui permet d'agir conjointement sur deux leviers importants, à savoir, d'une part, une configuration de la profondeur de la mémoire tampon du terminal de restitution, la configuration consistant en une réduction ou une augmentation de la profondeur de la mémoire tampon ; et d'autre part, améliorer la qualité de service (QoS) associée au flux, par activation d'un ou plusieurs mécanismes de priorisation, au niveau de la passerelle résidentielle.

Précisons que configurer une profondeur de mémoire tampon d'un terminal de restitution consiste à définir une taille de mémoire tampon à utiliser pour un flux donné. L'actionnement de ces deux leviers principaux se fait après que le flux vidéo diffusé en continu a été tout d'abord identifié comme étant à forte contrainte de gigue, par opposition aux flux vidéos classiques, tels que les flux vidéo diffusés en direct (live), les flux issus de magnétoscope en ligne (nPVR pour « Network Personal Video Recorder »), la vidéo à la demande (VOD pour « Video On Demand »), les flux vidéo diffusés en différé (replay), etc. C'est le cas notamment des flux vidéo correspondant à des services de jeux vidéo, accessibles depuis une console de jeux ou des services de jeux en mode Cloud (en français, nuage) depuis un boîtier décodeur de télévision (en anglais « set-top box »).

Selon un premier aspect, la configuration de la profondeur de mémoire tampon comprend une réduction de la profondeur de mémoire tampon, par rapport à une profondeur de mémoire tampon classiquement utilisée pour la diffusion d'un flux vidéo du type différé, ou VOD.

Selon un aspect, l'identification d'un flux de données vidéo comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue résulte d'un accès du terminal de restitution du flux de données vidéo à une interface de contrôle par laquelle il déclare le flux de données vidéo comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue. Ainsi, une API de contrôle (« Application Programming Interface ») est installée sur la passerelle résidentielle. Le terminal de restitution, par exemple la console de jeux, peut y accéder pour indiquer que les flux vidéo qu'elle reçoit sont à contrainte de temps très forte, et doivent être priorisés par la passerelle résidentielle.

Selon un autre aspect, cette identification résulte d'une détermination d'une adresse d'une source du flux de données vidéo diffusé en continu. Ainsi, en fonction par exemple de l'URL (en anglais « Uniform Resource Locator ») sur laquelle on vient lire le flux vidéo, la passerelle résidentielle identifie qu'il s'agit d'un flux à prioriser, car à forte contrainte de gigue. On peut en effet imaginer que la passerelle ait à sa disposition une liste d'URLs, correspondant à des fournisseurs de jeux vidéo « streamés » (diffusés en continu), qui se seraient déclarés au préalable auprès du fournisseur d'accès comme diffusant des contenus à forte contrainte de gigue.

Selon un aspect de l'invention, la configuration d'une profondeur de mémoire tampon comprend une transmission au terminal de restitution de la profondeur de mémoire tampon, déterminée en fonction d'un débit de transmission du flux de données vidéo identifié, et d'un délai maximum de latence autorisé.

Ainsi, la passerelle résidentielle détermine la profondeur optimale de la mémoire tampon du terminal de restitution (par exemple un ordinateur, une tablette ou une console de jeux), en fonction du débit de transmission du flux de données vidéo au sein du réseau domestique, et d'un délai maximum de latence autorisé. Ce délai maximum de latence, entre l'action d'un utilisateur sur une manette de jeu par exemple, et la visualisation de cette action sur un écran de restitution du flux, ne doit généralement pas excéder 25 ms, pour un confort de jeu adéquat de l'utilisateur.

Selon un premier aspect de la priorisation, le mécanisme de priorisation met en oeuvre une réservation de bande passante dédiée au flux de données vidéo identifié, sur un canal de transmission radio sans fil vers le terminal de restitution. Ainsi, la passerelle résidentielle réserve une bande passante Wi-Fi® dans le réseau domestique pour le jeu vidéo « streamé ».

Selon un autre aspect de la priorisation, le mécanisme de priorisation met en oeuvre une priorisation du flux de données au niveau d'une couche IP/TCP (« Internet Protocol/ Transmission Control Protocol») par marquage d'un champ ToS/DSCP («Type of Service/Differentiated Services Code Point ») d'un en-tête de paquets de données du flux.

Selon un autre aspect de la priorisation, le mécanisme de priorisation met en oeuvre une réservation d'un espace temporel dédié au flux de données vidéo identifié, sur un canal de transmission radio sans fil vers le terminal de restitution.

Selon encore un autre aspect de la priorisation, le mécanisme de priorisation met en oeuvre une association du flux de données identifié à une catégorie d'accès à haute priorité de transmission radio sans fil.

Ces différents mécanismes de priorisation peuvent être combinés, ou sélectionnés indépendamment, par la passerelle résidentielle, pour assurer une diffusion du flux vidéo garantissant la lecture en continu de la vidéo par le terminal de restitution avec une profondeur de mémoire tampon minimale.

Selon un autre aspect, un tel procédé comprend également une affectation temporaire d'un niveau de priorité réduit à au moins un flux de données qui n'est pas identifié comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue. En effet, pour permettre de prioriser ce flux vidéo identifié comme à forte contrainte temporelle, la passerelle résidentielle peut, en contrepartie, augmenter temporairement la latence des autres services vidéo, tels que la vidéo à la demande ou la diffusion en différé.

Selon encore un autre aspect, un tel procédé comprend au moins une actualisation de la configuration de la profondeur de la mémoire tampon, en fonction d'une évolution du débit de transmission du flux vidéo identifié. Ainsi, la passerelle peut détecter une augmentation ou une diminution du débit dans le réseau local, ou à l'entrée dans le point d'accès, et demander en conséquence au terminal de restitution d'ajuster dynamiquement la profondeur de son buffer, pour maintenir une qualité de lecture vidéo en continu satisfaisante pour l'utilisateur.

L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit précédemment, lorsqu'il est exécuté par un processeur.

L'invention vise également un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de réduction de gigue selon l'invention tel que décrit ci-dessus.

Un tel support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur.

D'autre part, un tel support d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens, de sorte que le programme d'ordinateur qu'il contient est exécutable à distance. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau par exemple le réseau Internet.

Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé de contrôle d'affichage précité.

L'invention concerne également une passerelle résidentielle et un terminal de restitution d'un flux de données vidéo diffusé en continu présentant en combinaison tout ou partie des caractéristiques exposées dans l'ensemble de ce document.

Notamment, la passerelle résidentielle (HGW) comprend un processeur apte à mettre en oeuvre les étapes du procédé de réduction de gigue tel que décrit précédemment.

Le terminal de restitution d'un flux de données vidéo diffusé en continu comprend des moyens d'accès à une interface de contrôle d'une passerelle résidentielle et des moyens de déclaration du flux de données vidéo comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue; il comprend également des moyens de configuration d'une profondeur de mémoire tampon, cette mémoire tampon étant dédiée au stockage temporaire du flux avant restitution par le terminal.

Selon un aspect de l'invention, un tel terminal de restitution comprend des moyens d'observation d'un taux de remplissage de la mémoire tampon, et des moyens de transmission, vers la passerelle résidentielle, d'une requête de modification du mécanisme de priorisation activé, en fonction du taux de remplissage observé.

La passerelle résidentielle, le terminal et le programme d'ordinateur correspondants précités présentent au moins les mêmes avantages que ceux conférés par le procédé de réduction de gigue selon la présente invention.

4. Liste des figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :

la figure 1 présente un schéma de principe du procédé de réduction de gigue, dans un réseau local domestique, selon un mode de réalisation de l'invention;

la figure 2 est un schéma illustratif de la structure matérielle d'une passerelle résidentielle du réseau local domestique de la figure 1;

la figure 3 illustre la structure matérielle d'un terminal de restitution d'un flux vidéo en mode continu du réseau local domestique de la figure 1.

5. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention

Le principe général de l'invention repose sur un mécanisme double de priorisation d'un flux vidéo diffusé en continu, au niveau d'une passerelle d'accès à un réseau local, et de configuration de la profondeur de la mémoire tampon d'un terminal de restitution de ce flux, afin de permettre au flux vidéo d'être lu en continu sans blocage au niveau du terminal de restitution, et ainsi améliorer l'expérience de l'utilisateur.

L'activation dynamique de telles techniques de priorisation des flux vidéo permet à la fois de réduire et de stabiliser le temps de latence (de préférence en dessous de 25ms pour les flux de jeux vidéo). En outre, elle permet de limiter la gigue, i.e. les fluctuations du temps de latence, qui est ainsi réduite au minimum de variations, et permet un excellent confort de jeu pour les jeux vidéo « streamés » (i.e. diffusés en continu).

A titre d'exemple illustratif, on présente désormais, en relation avec la figure 1, le principe général de ce mécanisme dans un réseau local domestique (LAN pour « Local Area Network ») référencé 6. Une passerelle résidentielle HGW 1 (HGW pour l'anglais «Home Gateway ») constitue le point d'accès à ce réseau local LAN 6, depuis le réseau de communication étendu WAN (pour « Wide Area Network »). Divers équipements sont connectés au réseau local 6, par exemple un ordinateur personnel PC 2, un décodeur vidéo, ou set-top box STB 3, une console de jeux PS 4, et un téléviseur TV 5. Comme symbolisé schématiquement sur la figure 1, la liaison entre la passerelle résidentielle HGW 1 et l'ordinateur PC 2 est de nature filaire (câble RJ45 par exemple), tandis que la console de jeux PS 4 et le décodeur STB 3 sont connectés à la passerelle résidentielle HGW 1 par une liaison radio sans fil de type Wi-Fi®. Ceci ne constitue bien sûr qu'un exemple illustratif, et l'on pourrait imaginer par exemple que tous les équipements du réseau local 6 soient reliés en Wi-Fi® à la passerelle résidentielle HGW 1.

Comme symbolisé par la flèche pointillée SI, un contenu vidéo est diffusé depuis le réseau étendu WAN sur le décodeur STB 3, au travers de la passerelle résidentielle HGW 1. Ce contenu vidéo est par exemple de type VOD (vidéo à la demande), ou un contenu télévisuel, en direct (live) ou en différé (replay). Ce flux vidéo n'a donc pas une contrainte de gigue forte, et peut être diffusé de façon classique, selon les techniques de l'art antérieur. La profondeur de buffer (le plus souvent exprimée en kilo octets ou Ko), ou mémoire tampon, sur le décodeur STB 3, peut donc être importante, de façon à garantir la lecture en continu du continu vidéo, sans apparition de phénomène de « starving », et ce, même en cas de perturbations réseau importantes. Après décodage par le décodeur STB 3, le flux vidéo peut être visualisé sur le téléviseur TV 5. On notera que, par souci de simplification, la liaison entre le décodeur STB 3 et le téléviseur TV 5 n'a pas été représentée sur la figure 1, bien qu'elle existe.

En parallèle, ou à l'issue de cette diffusion, un utilisateur décide de lancer un jeu vidéo, qui est « streamé » sur la console de jeu PS 4, comme symbolisé par la flèche pointillée S2, depuis le réseau étendu WAN, au travers de la passerelle résidentielle HGW 1. En variante, ce jeu vidéo pourrait également être diffusé, non pas sur la console de jeu PS 4, mais sur le décodeur STB 3, par exemple depuis l'URL d'un fournisseur de jeux vidéo diffusés en continu, du type Gcluster®.

Ce service de jeu vidéo est à forte contrainte de gigue, en ce sens qu'il nécessite une gigue très faible, pour un agrément de jeu optimal de l'utilisateur.

Comme symbolisé par la flèche pointillée S3, la console de jeux PS 4 accède alors à l'API de contrôle présente sur la passerelle résidentielle HGW 1, afin d'initialiser le mécanisme destiné à contrôler la gigue du flux vidéo, qui est ainsi mis en oeuvre de manière dynamique au lancement du jeu. Cette API de contrôle, exposée par la passerelle résidentielle HGW 1, est accessible à l'ensemble des équipements du réseau local LAN 6 (décodeur STB 3, console de jeux PS 4, TV connectée, ordinateur PC 2, ...). Cette API permet de sélectionner la classe de service à utiliser pour le flux vidéo.

La console de jeux PS 4 accède donc à l'API de la passerelle résidentielle HGW 1, ce qui lui permet d'identifier le flux vidéo à recevoir comme appartenant à une classe de service à forte contrainte de gigue. La console de jeux PS4 configure alors une profondeur de mémoire tampon très faible, soit de sa propre initiative, soit sur réception d'un message de commande de la passerelle résidentielle HGW 1. La profondeur de cette mémoire tampon (« buffer») peut être calculée par la passerelle résidentielle, en fonction du débit de transmission mesuré pour le flux vidéo diffusé en continu sur la console de jeux PS 4, et d'un temps de latence maximum autorisé pour cette classe de service.

Cette profondeur de « buffer » peut être fournie par la passerelle résidentielle HGW 1 à la console de jeux PS 4 lors de l'appel à l'API de contrôle, et également de manière régulière, en fonction de l'évolution des conditions réseau.

Le flux vidéo requis par la console de jeux PS 4 étant identifié comme appartenant à une classe de service à forte contrainte de gigue, la passerelle résidentielle configure alors pour ce flux différents paramètres de priorisation, qui vont permettre d'assurer une diffusion du flux garantissant la lecture en continu de la vidéo par la console de jeux, en dépit de la bufferisation minimale.

Parmi ces paramètres de priorisation, la passerelle résidentielle HGW 1 peut agir sur le scheduling (en français « ordonnancement ») réseau, la priorisation du trafic à l'aide du champ ToS (« Type of Service »), le type de service Wi-Fi® ou encore la réservation de bande passante Wi-Fi®.

En effet, la passerelle résidentielle HGW 1 peut exploiter de nombreux mécanismes différents pour gérer dynamiquement la priorisation d'une session temporaire d'un jeu diffusé en continu. Pour commencer, le flux vidéo associé à ce jeu peut être identifié au moyen d'un marquage au niveau de la couche IP/TCP, en utilisant le champ ToS/DSCP («Type of Service/Differentiated Services Code Point »). Ce champ ToS/DSCP, dans l'en-tête des paquets de données transmis, définit la classe de service du flux auquel appartiennent les paquets. Il est ainsi possible de prioriser le flux au niveau du routeur IP, avec un ordonnancement différent. En effet, le champ « Type of Service » (TOS) (Type de service en français) dans l'entête IPv4 a eu plusieurs fonctions au cours de l'évolution de la standardisation IP, mais est actuellement utilisé en deux parties; 6 bits sont utilisés pour le champ « Differentiated Services Code Point » (DSCP) et 2 bits pour le champ « Explicit Congestion Notification ».

La valeur des six bits du champ DSCP de l'en-tête IP détermine la gestion des priorités du trafic, appelée « per-hop behaviour » (PHB), par les routeurs du domaine. Cette gestion des priorités (PHB) s'effectue selon les différents types de flux (Voix sur IP VoIP, multimédia, etc.). Par défaut le PHB est en priorité minimum (« b est-effort delivery », bits de valeur 000000), et peut aller jusqu'au real-time (temps réel). Ainsi, l'utilisation de ce champ DSCP spécifie un mécanisme pour classer et contrôler le trafic tout en fournissant de la qualité de service (QoS), en différenciant les services des données.

Pour prioriser le flux, la passerelle résidentielle HGW 1 peut également utiliser les catégories d'accès (ACs pour « access categories »), i.e. les niveaux de priorité de la méthode d'accès au canal EDCA (« Enhanced Distributed Channel Access » pour « accès au canal distribué amélioré ») définie dans la norme IEEE 802.11e. Cette dernière définit des mécanismes de qualité de service (QoS), principalement au niveau de la couche MAC (Couche liaison de données du modèle OSI) du standard, dans les réseaux 802.11, i.e. les réseaux numériques locaux à liaison sans fil.

Avec la méthode EDCA, le trafic à haute priorité a une probabilité plus élevée d'être envoyé que le trafic à basse priorité : un terminal dont le trafic est de priorité haute attend un peu moins longtemps, avant l'envoi de ses paquets, en moyenne, par rapport à un terminal dont le trafic est de priorité faible.

Les catégories d'accès ACs définies dans cette méthode EDCA définissent les niveaux de priorité associés aux classes de service ci-dessous

Priorité Priorité 802.IP > Désignation 802.IP

La plus	11	| BK - Background
faible		I
	2	-Spare
	0	BE - Best Effort
	3	EE - Excellent Effort
	: 4	CL - Controlled Load
	5	VI - Video
	6	VO - Voice
La plus	: 7	NC - Network
élevée		Control

Catégorie d'accès (Access Category (AC))	Désignation WMM (Wi- 1 1 f Fi® Multimedia) j 1 1 1 1
AC_BK	1 j I i ï l i Background
AC_BE	l 1 | Best Effort | 1 1 1 I
AC_VI	r1..........................................................................................................................................................................................i [Video j 1 1
AC_VO	Voice j 1 1 1 1 1 1

TABLEAU 1

Il est ainsi possible de passer en très haute priorisation sur Wi-Fi®, en paramétrant, au niveau de la passerelle résidentielle HGW 1, le flux vidéo à diffuser en continu sur la console de jeux PS 4, en priorité la plus haute, à savoir AC_VO.

Un autre paramétrage de priorisation possible du flux vidéo consiste, pour la passerelle résidentielle HGW 1, à forcer une réservation d'un espace temporel (« time slot ») spécifique sur le canal Wi-Fi® qui la relie à la console de jeux PS 4, par le mécanisme « Add Traffic Stream » (ADDTS TSPEC (Traffic Spécification)) de la norme IEEE 802.11.

D'autres mécanismes de priorisation, permettant d'activer le procédé de réduction de gigue spécifiquement vers un terminal du réseau local l'ayant initié par identification d'un flux vidéo à haute priorité, peuvent également être mis en œuvre.

A titre d'exemple, il est possible de créer un identifiant de service BSSID dédié à la réduction de gigue. Pour mémoire, on désigne par BSS (pour « Basic Service Set ») l'ensemble des terminaux sans fil qui peuvent communiquer les uns avec les autres au niveau de la couche PHY. Chaque ensemble BSS a un identifiant (ID), appelé BSSID, qui est l'adresse MAC du point d'accès desservant cet ensemble BSS. Ainsi, la passerelle résidentielle HGW 1 peut provoquer une déconnexion de la MAC de la console de jeux PS 4, pour la reconnecter plutôt en mode P2P (« Peer-to-Peer », i.e. Wi-Fi® direct) sur un autre BSSID Wi-Fi® associé au même ESSID (« Extended Service Set ID », où un ESS est un ensemble de BSS connectés) et avec les mêmes paramètres de sécurité.

Le procédé de réduction de gigue selon un mode de réalisation de l'invention consiste donc, au niveau du point d'accès ou de la passerelle résidentielle HGW 1, à « casser » volontairement et temporairement la configuration QoS statique, au risque de dégrader les autres services pendant cette session anti-gigue. Ainsi, les autres stations Wi-Fi® du réseau local LAN 6 (par exemple le décodeur STB 3 ou l'ordinateur PC 2) pourront subir l'impact temporaire de la priorisation du flux de jeu vidéo vers la console de jeux PS 4, sur la priorisation de leur flux, dont le niveau de priorité pourra être provisoirement abaissé.

On présente désormais, en relation avec la figure 2, la structure matérielle d'une passerelle résidentielle HGW 1 selon un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la passerelle intègre une unité de réduction de la gigue affectant un flux vidéo diffusé en continu, au sein du réseau local auquel la passerelle forme point d'accès.

Le terme unité peut correspondre aussi bien à un composant logiciel qu'à un composant matériel ou un ensemble de composants matériels et logiciels, un composant logiciel correspondant lui-même à un ou plusieurs programmes ou sous-programmes d'ordinateur ou de manière plus générale à tout élément d'un programme apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions.

Plus généralement, une telle passerelle résidentielle HGW comprend une mémoire vive 23 (par exemple une mémoire RAM), une unité de traitement 22 équipée par exemple d'un processeur, et pilotée par un programme d'ordinateur, représentatif de l'unité de réduction de la gigue, stocké dans une mémoire morte 21 (par exemple une mémoire ROM ou un disque dur). A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur sont par exemple chargées dans la mémoire vive 23 avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 22. La mémoire vive 23 contient notamment les paramètres de priorisation affectés aux différents flux de données en transit par la passerelle résidentielle vers le réseau local LAN 6, ainsi que les classes de service associées à ces différents flux, et la profondeur de mémoire tampon calculée pour les terminaux de restitution de ces flux prioritaires. Le processeur de l'unité de traitement 22 pilote les différents mécanismes de priorisation des flux décrits ci-avant, la transmission aux terminaux de restitution du réseau local de la profondeur de mémoire tampon à configurer, ainsi que l'API de contrôle accessible à l'ensemble des terminaux du réseau local LAN 6 (décodeur STB 3, ordinateur PC 2, console de jeux PS 4, TV connectée, etc.).

La figure 2 illustre seulement une manière particulière, parmi plusieurs possibles, de réaliser la passerelle résidentielle HGW, afin qu'elle effectue les étapes du procédé détaillé cidessus, en relation avec la figure 1. En effet, ces étapes peuvent être réalisées indifféremment sur une machine de calcul reprogrammable (un ordinateur PC, un processeur DSP ou un microcontrôleur) exécutant un programme comprenant une séquence d'instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel).22

Dans le cas où la passerelle résidentielle HGW est réalisée avec une machine de calcul reprogrammable, le programme correspondant (c'est-à-dire la séquence d'instructions) pourra être stocké dans un médium de stockage amovible (tel que par exemple une disquette, un CDROM ou un DVD-ROM) ou non, ce médium de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un processeur.

Les différents modes de réalisation ont été décrits ci-avant en relation avec une passerelle résidentielle de type Livebox®, mais peuvent plus généralement être mis en oeuvre dans toutes les passerelles ou routeurs...

On présente désormais, en relation avec la figure 3, la structure matérielle d'un terminal de restitution d'un flux vidéo diffusé en continu selon un mode de réalisation de l'invention, par exemple la console de jeux PS 4 de la figure 1. Un tel terminal comprend notamment une unité de contrôle de la profondeur d'une mémoire tampon, dans laquelle sont provisoirement stockés les paquets du flux de données vidéo avant leur restitution à l'utilisateur.

Le terme unité peut correspondre aussi bien à un composant logiciel qu'à un composant matériel ou un ensemble de composants matériels et logiciels, un composant logiciel correspondant lui-même à un ou plusieurs programmes ou sous-programmes d'ordinateur ou de manière plus générale à tout élément d'un programme apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions.

Le terminal de restitution 30 de la figure 3 comprend un processeur 31, une unité de stockage 32, un dispositif d'entrée 33, un dispositif de sortie 34 et une unité d'interface 34, qui sont connectés les uns aux autres par un bus 36. Bien sûr, les éléments constitutifs du terminal de restitution 30 peuvent être reliés les uns aux autres par tout autre type de connexion, en lieu et place du bus 36. Un tel terminal de restitution 30 est par exemple une console de jeux PS 4, ou un décodeur STB 3, ou encore un ordinateur PC 2.

Le processeur 31 contrôle le fonctionnement du terminal de restitution 30. L'unité de stockage 32 mémorise au moins un programme informatique, destiné à être exécuté par le processeur 31, et diverses données, dont la profondeur réduite de mémoire tampon transmise par la passerelle résidentielle HGW 1, ainsi que divers paramètres nécessaires aux opérations réalisées par le processeur 31. L'unité de stockage 32 peut notamment contenir la mémoire tampon, dont la profondeur est configurable selon un mode de réalisation de l'invention, et qui est destinée à stocker temporairement les paquets du flux de données vidéo reçus de la passerelle résidentielle HGW 1, avent leur restitution à l'utilisateur.

Le processeur 31 peut être réalisé sous forme matérielle, logicielle, ou sous forme d'une combinaison matérielle et logicielle. Par exemple, le processeur 31 peut être conçu sous la forme d'un composant matériel dédié, tel qu'un circuit intégré, ou d'une unité de traitement programmable du type CPU (« Central Processing Unit » pour unité de traitement central) qui exécute un programme d'ordinateur stocké en mémoire.

L'unité de stockage 32 peut prendre toute forme adaptée au stockage d'un programme ou de données lisibles par ordinateur, par exemple un moyen de stockage lisible par ordinateur tel qu'une mémoire à semi-conducteurs, ou un moyen d'enregistrement magnétique, optique ou magnéto-optique chargé dans une unité accessible en lecture/écriture.

Le programme provoque l'exécution par le processeur 21 de différentes actions, dont :

l'accès à l'API de contrôle de la passerelle résidentielle HGW 1, pour y identifier le flux de données vidéo à diffuser en continu comme appartenant à une classe de service à forte contrainte de gigue ;

la configuration de la profondeur de la mémoire tampon contenue dans l'unité de stockage 82, en fonction des consignes reçues de la passerelle résidentielle HGW 1 ;

la surveillance du taux de remplissage de cette mémoire tampon, et la transmission, le cas échéant, vers la passerelle résidentielle HGW 1, d'une requête de modification du mécanisme de priorisation activé, en fonction du taux de remplissage observé.

Le dispositif d'entrée 33 peut prendre la forme d'un clavier, d'une manette de jeux, d'une souris, ou toute autre forme permettant à un utilisateur la saisie de commandes ou d'actions relatives au flux vidéo diffusé en continu. Le dispositif de sortie 34 peut prendre la forme d'un écran de visualisation du flux vidéo restitué, ou d'un écran de contrôle des commandes saisies par l'utilisateur.

L'unité d'interface 35 fournit une interface entre le terminal de restitution 30 et un appareil externe, tel que la passerelle résidentielle HGW 1 ou le téléviseur 5 par exemple. L'unité d'interface 35 peut être en liaison filaire ou sans fil avec l'appareil externe (par exemple, en liaison Wi-Fi® avec la passerelle résidentielle HGW 1, mais en liaison par câble avec le téléviseur TV 5). Dans un exemple de réalisation, le terminal de restitution peut être la console de jeux PS 4. Dans ce cas, des paquets de données du flux vidéo diffusé en continu peuvent être reçus par le terminal de restitution 30, en provenance de la passerelle résidentielle HGW 1, au travers de l'unité d'interface 35, puis stockés dans la mémoire tampon de l'unité de stockage 32, avant d'être restitués, par exemple sur l'écran du téléviseur TV 5.

Bien qu'un unique processeur 31 ait été représenté sur la figure 3, ce processeur peut comprendre différents modules et unités, mettant en œuvre les fonctions du terminal de restitution 30, selon les modes de réalisation de la présente demande de brevet, telles que :

une unité d'accès à l'API de contrôle de la passerelle résidentielle HGW 1, pour identifier la classe de service du flux vidéo reçu, au lancement du jeu vidéo ;

un module de configuration de la profondeur de la mémoire tampon ;

une unité d'observation du taux de remplissage de cette mémoire tampon, et de transmission d'une requête d'adaptation de la priorité associée au flux, en fonction du taux de remplissage observé ;

une unité de décodage du flux vidéo avant restitution ;

un module de transmission, dans le réseau, des commandes reçues de l'utilisateur, par exemple via une manette de jeu.

Ces différents modules et unités peuvent aussi être embarqués dans plusieurs processeurs 31 communicant et coopérant les uns avec les autres.

La figure 3 illustre seulement une manière particulière, parmi plusieurs possibles, de réaliser le terminal de restitution 30, afin qu'il effectue les étapes du procédé détaillé ci-dessus, en relation avec la figure 1. En effet, ces étapes peuvent être réalisées indifféremment sur une machine de calcul reprogrammable (un ordinateur PC, un processeur DSP ou un microcontrôleur) exécutant un programme comprenant une séquence d'instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel).

Dans le cas où le terminal de restitution 30 est réalisé avec une machine de calcul reprogrammable, le programme correspondant (c'est-à-dire la séquence d'instructions) pourra être stocké dans un médium de stockage amovible (tel que par exemple une disquette, un CDROM ou un DVD-ROM) ou non, ce médium de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un processeur.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de réduction d'une gigue affectant un flux de données vidéo diffusé en continu, caractérisé en ce qu'il comprend :

   une identification (S3) d'un flux de données vidéo diffusé en continu comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue ;

   une activation d'au moins un mécanisme de priorisation dudit flux de données vidéo identifié ;

   une configuration d'une profondeur de mémoire tampon au sein d'un terminal (4 ; 30) de restitution dudit flux de données vidéo identifié, ladite mémoire tampon étant dédiée au stockage temporaire dudit flux avant restitution par ledit terminal (4 ; 30).
2. 2. Procédé de réduction de gigue selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite configuration d'une profondeur de mémoire tampon comprend une réduction de ladite profondeur de mémoire tampon.
3. 3. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite identification résulte d'un accès dudit terminal de restitution (4; 30) dudit flux de données vidéo à une interface de contrôle par laquelle il déclare ledit flux de données vidéo comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue.
4. 4. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite identification résulte d'une détermination d'une adresse d'une source dudit flux de données vidéo diffusé en continu.
5. 5. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite configuration comprend une transmission audit terminal de restitution de ladite profondeur de mémoire tampon, déterminée en fonction d'un débit de transmission dudit flux de données vidéo identifié, et d'un délai maximum de latence autorisé.
6. 6. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit mécanisme de priorisation met en oeuvre une réservation de bande passante dédiée audit flux de données vidéo identifié, sur un canal de transmission radio sans fil vers ledit terminal de restitution.
7. 7. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit mécanisme de priorisation met en oeuvre une priorisation dudit flux de données au niveau d'une couche IP/TCP (« Internet Protocol/ Transmission Control Protocol ») par marquage d'un champ ToS/DSCP (« Type of Service/Differentiated Services Code Point ») d'un en-tête de paquets de données dudit flux.
8. 8. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit mécanisme de priorisation met en oeuvre une réservation d'un espace temporel dédié audit flux de données vidéo identifié, sur un canal de transmission radio sans fil vers ledit terminal de restitution.
9. 9. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit mécanisme de priorisation met en oeuvre une association dudit flux de données identifié à une catégorie d'accès à haute priorité de transmission radio sans fil.
10. 10. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend également une affectation temporaire d'un niveau de priorité réduit à au moins un flux de données qui n'est pas identifié comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue.
11. 11. Procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une actualisation de ladite configuration, en fonction d'une évolution dudit débit de transmission dudit flux vidéo identifié.
12. 12. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, lorsqu'il est exécuté par un processeur.
13. 13. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
14. 14. Passerelle résidentielle (HGW 1), caractérisée en ce qu'elle comprend un processeur (21) apte à mettre en oeuvre les étapes du procédé de réduction de gigue selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
15. 15. Terminal (30) de restitution d'un flux de données vidéo diffusé en continu, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'accès à une interface de contrôle d'une passerelle résidentielle (HGW 1) et des moyens de déclaration dudit flux de données vidéo comme appartenant à une classe de services à forte contrainte de gigue et en ce qu'il comprend également des moyens de configuration d'une profondeur de mémoire tampon, ladite mémoire tampon étant dédiée au stockage temporaire dudit flux avant restitution par ledit terminal.
16. 16. Terminal de restitution selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'observation d'un taux de remplissage de ladite mémoire tampon, et des moyens de transmission, vers ladite passerelle résidentielle, d'une requête de modification dudit mécanisme de priorisation activé, en fonction dudit taux de remplissage observé.