Ruckelfreie Videos auf dem Smartphone

Überlastete Mobilfunknetze können lästig sein – vor allem, wenn man ein Video auf dem Smartphone ansehen will. Ein optimierter Radio Ressource Manager soll Netzbetreibern künftig helfen, starke Netzbelastungen abzufedern. Der Anwender profitiert davon: Er bekommt ruckelfreie Filme. Wie die Technik funktioniert, zeigen Forscher auf dem GSMA Mobile World Congress vom 27. Februar bis 1. März 2012 in Barcelona (Halle 2, Stand E41).

Die Fahrt in den Familienurlaub kann an den Nerven zehren. Viele Eltern versuchen der »Wie lange noch?«-Fragerei zu entgehen, indem sie dem nölenden Nachwuchs ihr SmartPhone leihen – so können sich die Kinder im Internet Videofilme anschauen. Das Quengeln geht trotzdem oft weiter: Die Filme ruckeln mitunter oder werden gar ganz unterbrochen. Das kann zwei Ursachen haben: Steht der Nutzer etwa gerade in einer Talsenke und hat einen schlechten Empfang, reicht die Übertragungsrate für den Datenstrom nicht aus, das Handy kann die neuen Daten nicht schnell genug nachladen.

Eine weitere Ursache ist die Überlastung des Netzes – laden zu viele User gleichzeitig zu große Datenmengen herunter, ist die Mobilfunkzelle überfordert. Die heute gängigen Radio Ressource Manager, die in jeder Netzwerkzelle angebracht sind, sollen dies vermeiden: Sie überprüfen, welcher Anwender welche Daten braucht und wie viel Kapazität ihre Übertragung benötigt – und sollen dafür sorgen, dass jeder Nutzer die angeforderten Daten schnell erhält. Bei Videos, die übers Internet angeschaut werden, also »over the top«, funktioniert das jedoch nur mäßig oder gar nicht. Denn die Videos sind für die Mobilfunknetze nicht greifbar, sie »wissen« nicht, wie groß die heruntergeladenen Datenmengen sind und welche Anforderungen der Videostrom hat. Lädt das mobile Gerät gerade eine kurze Sequenz, die stark komprimiert ist, oder ein 90 Minuten Video bei höchster Qualität?

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin haben diese Radio Ressource Manager nun optimiert. »Dafür kombinieren wir den neuen Mobilfunkstandard Long Term Evolution LTE, der UMTS ablöst, mit einem Format für das Webstreaming, dem Dynamic Adaptive Streaming over Http, kurz DASH«, sagt Dr. Thomas Schierl, Gruppenleiter Multimedia-Kommunikation am HHI. Der Standard DASH erlaubt es unter anderem, Videos und Bilder in unterschiedlichen Qualitäten zur Verfügung zu stellen, also mit unterschiedlichen Dateigrößen. Der Nutzer kann somit zwischen verschiedenen Bildauflösungen wählen und festlegen, wie schnell sich Internetseiten aufbauen oder Videos geladen werden. »Künftig kann der DASH Standard seine Stärken auch in Mobilfunknetzen voll ausspielen«, sagt Thomas Wirth, Gruppenleiter am HHI. Klickt der Nutzer auf das Preview, um ein Video zu starten, überprüfen Sendestation und mobiles Endgerät automatisch, wie der Empfang ist und wie stark das Netz ausgelastet ist. Der Vorteil: Ist der Empfang schlecht oder das Netz überlastet, passen Sendestation und das mobile Empfangsgerät die Qualität des Videos so an, so dass der Anwender den Film ruckelfrei sehen kann. Bei schlechtem Empfang oder überlastetem Netz sinkt lediglich die Bildqualität des Videos etwas ab. Bessert sich die Verbindung, steigt auch die Bildqualität wieder.

Vom optimierten Radio Ressource Manager profitieren auch die Netzbetreiber: Sie können die Ressourcen einer Netzwerkzelle besser ausnutzen als bisher. »Mit unserem Mechanismus können die Ressourcen optimal verteilt und somit eingespart werden«, sagt Wirth. »Diese lassen sich dann anderen Nutzern zuteilen, wodurch die Anzahl der User, die bedient werden können, steigt.« Ein Prototyp des optimierten Radio Ressource Manager haben die Forscher bereits realisiert.