[發(fā)明專利]一種應用于云直播平臺的上傳帶寬優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710351125.2
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107070817B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 吳迪;葉國橋
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04L12/927
• 分類號: H04L12/927;H04L12/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明從云直播平臺的角度出發(fā)，在上傳帶寬有限的情況下，降低上傳者的帶寬開銷，同時保證用戶的良好觀看體驗，并且考慮不同上傳者的觀看用戶數(shù)量，能夠在降低流量費用的同時提供盡可能好的用戶體驗。本發(fā)明基于NBS（即Nash Bargaining solution，納什議價解決方案）的優(yōu)化框架，可以在上傳帶寬受限的情況下，考慮到不同上傳者的不同觀看用戶數(shù)量，公平有效地給每個參與者分配上傳帶寬，在實現(xiàn)個體利益最優(yōu)的同時實現(xiàn)全局最優(yōu)。

技術領域

本發(fā)明涉及多媒體網(wǎng)絡與云計算資源管理領域，更具體地，涉及一種應用于云直播平臺的上傳帶寬優(yōu)化方法。

背景技術

隨著視頻終端設備的廣泛覆蓋以及互聯(lián)網(wǎng)高帶寬消耗應用的興起，云直播平臺相繼出現(xiàn)并帶來了巨幅增長的網(wǎng)絡流量。近年來，國內(nèi)外涌現(xiàn)了許多云直播平臺，并且進行了許多成功的實踐。國內(nèi)比較熱門的云直播平臺有斗魚直播平臺、虎牙直播平臺和龍珠直播平臺。國外比較熱門的云直播平臺有Twitch.tv、YouTube、Azubu.tv。云直播平臺的內(nèi)容覆蓋廣泛，涉及游戲內(nèi)容直播、娛樂綜藝直播、體育節(jié)目直播等等。

云直播平臺架構主要涉及三個不同的群體：視頻流上傳者、云直播平臺和觀眾。上傳者可以使用各種終端設備(如個人電腦，智能手機，平板電腦等)實時上傳視頻流，云直播平臺接收上傳者上傳的視頻流，并提供轉碼服務，然后分發(fā)轉碼后的視頻流給觀眾。上傳者和觀眾都可以分布在全球各地。

在云直播平臺的架構中，視頻流的傳輸主要包括三個方面：上傳者上傳視頻流到云直播平臺，云直播平臺內(nèi)部的視頻傳輸，云直播平臺向觀眾分發(fā)視頻流。本發(fā)明關注的部分主要是視頻流的上傳部分。

隨著互聯(lián)網(wǎng)應用的不斷增加，帶寬成為一種有限的資源，如何充分有效的利用和分配帶寬是一個重要的問題。對于云直播平臺來說，上傳帶寬是有限的，隨著上傳者數(shù)量的不斷增長，上傳帶寬將會成為云直播平臺的一個瓶頸。對于用戶來說，用戶上傳視頻可能會引起流量費用，并且使用不同的碼率(即不同的視頻流質(zhì)量)將會引發(fā)不一樣的流量費用。然后，在目前已有的云直播平臺架構之中，上傳者可以任意設置上傳碼率，而這將會引起上傳帶寬資源的浪費。另外，在云直播平臺的服務之中，不同上傳者上傳的視頻，有著不同的觀眾數(shù)量，并且上傳者上傳視頻的質(zhì)量將會很大影響觀眾的用戶體驗。因此，如何在上傳帶寬有限的情況下選擇上傳者上傳視頻的碼率，并同時考慮每個上傳者的觀眾用戶體驗，以及合理降低上傳視頻所帶來的流量費用，這是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的云直播平臺存在的上傳帶寬分配和使用不合理的問題，提供了一種應用于云直播平臺的上傳帶寬優(yōu)化方法，該方法從云直播平臺的角度出發(fā)，在上傳帶寬有限的情況下，降低上傳者的帶寬開銷，同時保證用戶的良好觀看體驗，并且考慮不同上傳者的觀看用戶數(shù)量，能夠在降低流量費用的同時提供盡可能好的用戶體驗。

為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術方案是：

一種應用于云直播平臺的上傳帶寬優(yōu)化方法，包括以下步驟：

S1.定義集合u＝{u₁，u₂，...，u_N}表示上傳者群體，表示上傳者群體中的各個上傳者選擇的上傳碼率所形成的集合，其中，b 表示云直播平臺最大的上傳帶寬；令r^min和來表示每個上傳者的最小上傳帶寬限制和最大上傳帶寬限制，即：

S2.定義第i個上傳者的帶寬開銷C_i為：

C_i＝c_i*r_i

其中c_i表示單位帶寬消耗所引發(fā)的流量費用；

S3.定義第i個上傳者的觀看用戶的QoE模型為：