[發(fā)明專利]一種適用于多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

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• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108833350B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭凱;肖勤邦;張勝凱;彭麟雅;陳澤宇;劉強
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢烽火凱卓科技有限公司;華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04N21/845
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 鄧佳

本發(fā)明公開了一種適用于多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，用基于狀態(tài)的比特率自適應(yīng)調(diào)整策略對流媒體數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)節(jié)；根據(jù)流媒體客戶端的流連接數(shù)量采取比特率調(diào)整延遲策略，削弱具有多個流連接的流媒體客戶端在比特率調(diào)整頻率上的優(yōu)勢，平衡不同連接數(shù)量的用戶的帶寬獲取能力。本發(fā)明通過引入基于狀態(tài)的比特率自適應(yīng)調(diào)整策略和比特率調(diào)整延遲策略，解決多服務(wù)器條件下采用并發(fā)流技術(shù)的動態(tài)自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)在同一帶寬受限連接下多個用戶帶寬分配不公平的問題，同時保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院头€(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基于HTTP協(xié)議的動態(tài)自適應(yīng)流媒體傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種適用于多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，特別是以在線視頻、網(wǎng)絡(luò)直播等為代表的新興互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的發(fā)展，流媒體服務(wù)對帶寬的需求逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)帶寬的主要需求。流媒體技術(shù)逐漸從傳統(tǒng)的面向連接協(xié)議發(fā)展到基于HTTP的無狀態(tài)自適應(yīng)流媒體協(xié)議。這種基于HTTP協(xié)議的流媒體方案相比于傳統(tǒng)的流媒體方案有著諸多的優(yōu)勢，例如可復(fù)用已有的HTTP基礎(chǔ)設(shè)施(包括服務(wù)器、代理和緩存)、可靠的傳輸以及輕松通過防火墻等等。

在現(xiàn)有的HAS(基于HTTP協(xié)議的自適應(yīng)流)技術(shù)中，媒體內(nèi)容(例如視頻)被切分為一組媒體內(nèi)容切片(chunks)，每一個媒體內(nèi)容切片包含了若干秒的視頻內(nèi)容。這些媒體內(nèi)容切片被編碼成若干種比特率，并在客戶端部署比特率自適應(yīng)算法。該算法會根據(jù)客戶端當(dāng)前的可用帶寬自適應(yīng)地選擇合適的比特率的媒體內(nèi)容切片進(jìn)行下載和播放。

但是通過觀察和分析，我們發(fā)現(xiàn)目前已應(yīng)用的自適應(yīng)流技術(shù)在某些情況下性能依然存在不足。例如當(dāng)多個用戶在同一個帶寬受限連接下享受流媒體服務(wù)的時候，就有可能出現(xiàn)影響用戶體驗的性能問題。現(xiàn)有系統(tǒng)的主要在以下三個方面表現(xiàn)不足：(1)公平性：在同一帶寬受限連接下，多個播放器應(yīng)該公平的分享該連接的帶寬；(2)有效性：對于每一個播放器都應(yīng)該以其能享受的最大帶寬選擇最優(yōu)的比特率來下載流媒體數(shù)據(jù)，從而提高用戶體驗；(3)穩(wěn)定性：每個播放器都應(yīng)該保持一個相對穩(wěn)定的流媒體比特率從而保證流暢且穩(wěn)定的播放，減少播放的卡頓。

另一方面，隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶對高分辨率流媒體內(nèi)容的需求越來越旺盛，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商越來越多地使用多服務(wù)器來代替單服務(wù)器，因為多服務(wù)器的方案在滿足用戶需求的同時可以提高服務(wù)的穩(wěn)定性和可靠性。在多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)中，一個播放器可以同時向多個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器請求和下載流媒體數(shù)據(jù)。顯然，在多服務(wù)器系統(tǒng)中，當(dāng)多個服務(wù)器在地理上是分散的時候，其應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)帶寬變化的容錯能力將大幅度提高。圖1中展示了一個多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)的典型方案，其中用戶B通過多個TCP連接同時從三臺服務(wù)器獲取流媒體數(shù)據(jù)，而這三臺服務(wù)器同時將來自特定的內(nèi)容提供商的同一個視頻數(shù)據(jù)提供給用戶B。與單服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)類似，在多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)中也會存在多個播放器爭奪同一帶寬資源的情況。在圖1的例子中，雖然用戶A和用戶C只從一個或者兩個服務(wù)器上請求數(shù)據(jù)，但是依然與用戶B共享同一個帶寬受限連接。

通過廣泛閱讀已有的相關(guān)文獻(xiàn)，我們分析認(rèn)為已有的算法在多服務(wù)器的自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)中并不能保證公平性、有效性和穩(wěn)定性。以公平性為例，當(dāng)我們應(yīng)用已有算法，每個播放器能占有的帶寬將直接由其使用的TCP流連接決定。這樣一來，當(dāng)一個播放器通過建立多個流來請求數(shù)據(jù)，即可占有大量的帶寬資源。而其他建立少量流的播放器將無法公平地獲得它們應(yīng)有的帶寬。再次以圖1為例，根據(jù)我們的猜想，用戶B將獲得1/2的帶寬，而用戶A和用戶C將只能各自占有1/6和1/3的帶寬。除此之外，在有效性和穩(wěn)定性方面，現(xiàn)有算法在多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)中表現(xiàn)出的性能也不如人意。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服上述背景技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種適用于多服務(wù)器自適應(yīng)流媒體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，保證多個用戶共享同一帶寬受限連接時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓叫浴⒎€(wěn)定性和有效性。

為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的所采用的技術(shù)方案為：