[發明專利]一種面向3G網絡的移動流媒體教學平臺設計的方法

在審

• 申請號: 201610817006.7
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN107820137A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 余漫游
• 申請（專利權）人: 湖南移商動力網絡技術有限公司
• 主分類號: H04N21/6437
• 分類號: H04N21/6437;H04N21/647;H04N21/658;H04N21/231
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種移動教學平臺設計方法，尤其涉及一種面向3G網絡的移動流媒體教學平臺設計的方法。

背景技術

現代生活節奏不斷加快，生存壓力不斷增大，中學生面臨升學難題，大學生面臨就業壓力，在職人員面臨生存和升職壓力，因此在日常的生活和工作中不斷學習新的知識和技能成為人們的迫切需求，在這個3G技術即將帶動移動流媒體大發展的背景下，本發明重點設計了基于3G網絡的大并發實時直播教學系統和基于3G網絡的大并發課件點播系統，幫助人們能更好更快更全面的接觸到更多的新知識并且科研隨時隨地進行學習，推動全民知識水平發展進程。

發明內容

1.使用 MBMS 多播與單播結合的技術解決信道短缺問題，由于系統要求支持上萬的 3G 移動學習用戶并發數，考慮到視頻觀看往往具有地域性，即同一個基站下可能存在大量移動學習用戶收看同一個教學直播節目，當某一基站下收看節目的移動學習用戶數很多時，如果僅僅使用單播（Uni-cast,點對點）技術，將使運營商不得不為每個收看節目的用戶分配一個動態的、不產生相互干涉的信道來進行傳輸，有限的帶寬無法支撐大規模用戶的Unicast，因此我們考慮采用多播技術(Multicast)來解決這一問題，即使用相同的信道向多用戶同時提供服務，使系統支持大并發量的3G移動學習用戶請求，并同時保證較高的服務質量QoS。

樹網結合的覆蓋網內容分發技術，為減輕在大并發情況下，移動學習流媒體中心服務器組的負載，我們在網絡邊緣節點設置代理流媒體服務器（Surrogate Server），用以分發媒體內容，減輕中央服務器壓力，邊緣服務器的安放基于樹形的拓撲結構（Tree Structured），即一種自上而下的多級星級結構，其傳輸路徑有多條，但不形成閉合回路，由葉子節點最終為用戶提供服務，而上層節點則為下層提供內容。為避免普通樹形結構容易引起單點失效的缺點，我們在樹形結構的基礎上添加了網狀Mesh拓撲結構。在節點的父節點失效的情況下，允許該節點向其他節點或上一層的節點請求媒體內容。這樣既保證了網絡結構的簡潔性，又不局限于樹形結構的自身缺點，保證了網絡的高可用性。

碼率自適應技術，對于3G移動學習用戶，在同一地點的不同時間或在同一時間的不同地點所能使用的網絡帶寬都會不同，并且，由于移動學習設備的多樣性，用戶對于教學視頻的分辨率有著不同的要求，因此統一帶寬速率的內容顯然無法滿足移動學習用戶的播放需求，我們設計的支撐系統具備碼率自適應技術，根據用戶的不同需要，自動提供相應碼率的視頻內容。

CDN 緩存技術，由于點播系統的媒體服務器存儲空間有限，不可能將所有課件內容都放到代理服務器上，需要選擇一部分熱門資源以滿足大部分用戶的需求，傳統的CDN內容分發方式是將整部熱門視頻放在代理媒體服務器中，而我們提出基于視頻段的代理緩存技術(Segment-based Proxy Caching)，將視頻按類型與熱度等指標的不同切割為若干個分片Seg-ment，有選擇地將熱門的分片放在代理服務器中，而不是整部視頻，系統將視頻分為前綴(Prefix)，中綴(Infix)，后綴(Suffix)，3 種分片， 一部序號為i的視頻，其三個分片的播放時間長度分別為 ui,vi,si，視頻總播放時間 Li=ui+vi+si， 視頻文件的分片大小將由具體算法動態確定。

基于用戶行為感知的智能內容分發技術，該系統采用智能內容分發技術，將根據移動學習用戶不同行為決定代理服務器的預取 (Prefetch-ing) 內容。如用戶持續觀看某一視頻課件，而沒有產生頻繁的交互操作，例如暫停、播放或快進等操作，那么該用戶有很大可能會繼續收看這一視頻課件。如果此時該視頻課件沒有被緩存在代理服務器中，則將用戶沒有播放到的該視頻的后半部分內容預取到代理服務器中，以減少移動終端的延時。

移動用戶透明切換技術，由于移動流媒體課件點播的特性，即用戶的移動性這一點，移動學習用戶在越區切換（Handoff）時，需要保存當前的會話（Session）信息，以保證點播課件視頻的播放是連續的，系統規定，在用戶切換基站時，并且為這兩個基站服務的代理流媒體服務器不相同時，終端自動上傳 SMIL（Synchronized Multi-media Integration Language，同步多媒體集成語言）文件，告知服務器播放視頻的種類以及位置信息等，從而實現移動終端的透明切換。