[發明專利]D2D網絡多媒體流碼率調節方法及多媒體流實時傳輸系統

有效

• 申請號: 202010945219.4
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112165636B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 李婕;楊志萍;王興偉;李福亮;栗騰飛;王湛元
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04N21/238
• 分類號: H04N21/238;H04W4/70
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.一種D2D網絡自適應多媒體流碼率調節方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：D2D網絡中接收端設備對自身網絡狀況進行感知；所述網絡狀況包括：信號強度和網絡吞吐量；

步驟2：接收端接收發送端的數據，并查看多媒體流的碼率；

步驟3：接收端根據自身感知的網絡狀況對接受的多媒體流的碼率進行判斷，并向發送端發送碼率調整請求，過程如下：

步驟3.1：當碼率相對于自身網絡狀況過高或過低，對碼率進行調整；

步驟3.2：向發送端發送一個切換碼率的請求，并附上新請求的新碼率；

步驟4：發送端根據接收端的碼率請求進行調整，發送新碼率的多媒體流數據，過程如下：

步驟4.1：發送端部署對碼率切換請求的響應模塊，當響應模塊收到切換碼率的請求時，會停止從當前緩沖區向接收端發送數據，然后從新的緩沖區中向發送端開始發送；

步驟4.2：發送端判斷當前NAL數據幀是否為IDR幀，只有檢測到第一個IDR幀才會開始發送數據，避免切換前后的數據不一致導致接收端解碼發生錯誤。

2.采用權利要求1所述的方法進行自適應碼率調節的D2D網絡多媒體流實時傳輸系統，其特征在于：

在移動D2D網絡中的用戶對的發送端和接收端上均部署網絡傳輸模塊、視頻數據處理模塊和自適應碼率調節模塊；

所述網絡傳輸模塊包括網絡管理功能模塊和數據傳輸模塊，其中網絡管理功能模塊通過調用Android提供的相關API，讓設備之間組成一個D2D網絡群組；數據傳輸模塊實現數據在D2D網絡中的傳輸，使用UDP協議來作為傳輸層協議；

所述視頻數據處理模塊實現對視頻的采集、編碼、分發、解碼、播放的功能，包括視頻數據編碼功能模塊和視頻數據解碼功能模塊，其中視頻數據編碼功能模塊將原始視頻數據編碼壓縮為便于網絡傳輸的格式；視頻數據解碼功能模塊在接收到視頻數據后對其進行解碼并播放；

所述自適應碼率調節模塊包括緩存區設計模塊和網絡狀況感知模塊，所述自適應碼率調節模塊通過增加緩沖區來盡可能地減少網絡質量不穩定帶來的影響，按照不同的碼率對同一個多媒體流數據進行編碼并建立對應的緩沖區，存放編碼結果；另外，增加網絡狀況感知模塊，獲取接收端設備相對于發送端設備的信號強度和網絡吞吐量，發送端根據接收端的請求選擇一個合適的碼率向接收端發送對應緩沖區的內容，即當網絡狀況較差時降低碼率，以此來規避因網絡質量變差帶來的用戶體驗下降的影響。

3.根據權利要求2所述的D2D網絡多媒體流實時傳輸系統，其特征在于，所述發送端和接收端采用Wi-Fi Direct傳輸手段，通過socket作為信息載體，進行通信。

4.根據權利要求3所述的D2D網絡多媒體流實時傳輸系統，其特征在于，所述Wi-FiDirect傳輸手段中有一個核心類WifiP2pManager，提供了所有的通信相關的廣播信息、監聽信息、設備信息以及初始化操作。

5.根據權利要求2所述的D2D網絡多媒體流實時傳輸系統，其特征在于，所述視頻數據編碼功能模塊根據編碼方式的不同分為硬編碼模塊和軟編碼模塊，所述硬編碼模塊通過使用MediaCodec來實現H.264格式的編碼；所述視頻數據解碼功能模塊通過調用MediaCodecAPI來實現。

6.根據權利要求2所述的D2D網絡多媒體流實時傳輸系統，其特征在于，所述信號強度用RSSI來表示，RSSI值的獲取是通過Android中WifiManager的相關方法，掃描當前設備附近的所有可用網絡，再從中找到匹配當前D2D群組的SSID的結果ScanResult，其中的ScanResult.level參數即為對應的信號強度；所述吞吐量通過統計一段時間內的流量來表示，通過Android中的流量監控類TrafficStats來分別記錄一個時間段開始和結束的流量，其差值為該時間段內本設備的吞吐量。

7.根據權利要求2所述的D2D網絡多媒體流實時傳輸系統，其特征在于，所述緩存區設計模塊在數據結構上，選擇了Java中的ConcurrentHashMap，在緩沖區的維護上，使用Android提供的倒計時類CountDownTimer，周期性地刪除過期數據，完成周期性的緩沖區維護。