[發明專利]用戶體驗驅動的多方視頻會議的轉碼和組播路由方法及裝置

有效

• 申請號: 202010699203.X
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111866438B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 劉貴忠;徐上
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04N7/15
• 分類號: H04N7/15;H04L29/06;H04L12/753;H04L12/761
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種用戶體驗驅動的多方視頻會議的轉碼和組播路由方法及裝置，方法包括以下步驟：根據網絡拓撲結構為每個參與視頻會議的用戶構建組播路由樹；然后在網絡中尋找代價最小的MEC服務器加入組播樹中，為用戶提供視頻轉碼功能，以適配用戶請求碼率，并減少網絡費用；在組播樹中，若存在傳輸的視頻碼率超出鏈路容量和用戶的端到端時延超出時延門限的情況，需要對重新進行路由，以滿足鏈路容量和時延限制；將組播樹和轉碼規則部署到網絡中；本發明綜合考慮網絡拓撲結構、傳輸鏈路的有效帶寬和時延、用戶請求的視頻碼率以及MEC的計算資源限制，在帶寬、時延和MEC計算資源受限的情況下能夠保證用戶體驗并有效提高多方視頻會議的網絡資源利用率。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及一種用戶體驗驅動的多方視頻會議的轉碼和組播路由方法及裝置。

背景技術

隨著居家辦公和遠程辦公越來越流行，導致視頻會議的需求爆發性增長。然而，視頻會議需要同時傳輸大量視頻流，特別是高碼率視頻(4K、8K)，需要大量的網絡帶寬，相比之下互聯網的帶寬增長緩慢。同時，在視頻會議過程中，由于接入會議的用戶設備和網絡接入方式變得多種多樣，因此對視頻碼率的需求差異很大。為用戶提供超出其請求碼率的視頻，不僅不能提高用戶體驗，還會增加解碼的能量消耗、造成網絡擁塞和視頻播放卡頓。

軟件定義網絡(Software Defined Network，SDN)作為下一代網絡技術，將控制平面與數據平面分離。SDN控制器能夠從網絡設備收集信息，獲得全局網絡視圖。在此基礎上，SDN控制器可以根據需求控制網絡數據的路由，優化網絡資源的效率。SDN能夠彌補IP組播中Internet組管理協議(IGMP)中存在的問題，提供組播數據傳輸能力，減少單播傳輸中的大量冗余帶寬。

移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,MEC)作為5G關鍵技術，能夠在網絡邊緣提供云計算功能和IT服務環境，實現超低延遲、高帶寬和實時訪問等特性。相比中心云，MEC成本更低，能夠大量的部署在網絡邊緣。MEC提供的計算能力，能夠針對用戶的需求，實時地為用戶進行視頻轉碼。

結合SDN和MEC為用戶提供多方視頻會議面臨很多挑戰，例如，應對視頻會議的大量網絡帶寬需求，在視頻會議過程中，提高網絡資源利用率的問題，如何有效的利用MEC計算資源滿足用戶對視頻碼率的差異化需求問題。

因此，如何有效的結合SDN和MEC，滿足用戶需求并提高網絡資源利用效率的問題的研究對未來視頻會議系統的發展至關重要。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種用戶體驗驅動的多方視頻會議的轉碼和組播路由方法及裝置，綜合考慮網絡的拓撲結構、傳輸鏈路的有效帶寬和時延、用戶請求的視頻碼率以及MEC的計算資源限制因素，能夠保證用戶體驗并有效提高多方視頻會議的網絡資源利用率。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：用戶體驗驅動的多方視頻會議的轉碼和組播路由方法，包括以下步驟：

S100，為每個用戶構建目標為所有其他用戶的組播樹；

S200，計算所述組播樹邊的優先級，并基于所述優先級計算結果，在網絡中尋找代價最小的MEC服務器加入S100所述組播樹中；

S300，重路由不滿足帶寬約束組播樹和不滿足端到端時延約束的用戶；

S400，將組播樹轉換為組播地址、流表規則和MEC轉碼規則，將所述流表規則部署到網絡中的SDN交換機中，將MEC轉碼規則部署到MEC服務器，并將組播地址部署到用戶的視頻服務器。

S100中構建組播樹具體如下：收集網絡拓撲結構，包括鏈路容量和延遲；并收集參與視頻會議的用戶產生的視頻碼率和請求碼率信息，為參與視頻會議中每一個用戶構建目標為所有其他參會用戶的最短路徑組播樹，得組播樹集合。

S200中，網絡中尋找代價最小的MEC服務器加入組播樹中包括以下步驟；