[發(fā)明專利]移動(dòng)高清視頻智能雙向探測帶寬控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110329539.1
• 申請日: 2021-03-28
• 公開（公告）號: CN112911650A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高小翎;王斌
• 申請（專利權(quán)）人: 高小翎
• 主分類號: H04W28/20
• 分類號: H04W28/20;H04N21/647;H04N21/262;H04W24/08
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本發(fā)明提出一種移動(dòng)高清視頻智能雙向探測帶寬控制方法，將目標(biāo)端幀級時(shí)延趨向提取方法和擴(kuò)展RTP/RTCP驅(qū)動(dòng)的源端快速自適應(yīng)方法相融合，不僅保留目標(biāo)端幀級時(shí)延趨向提取方法的精確性，使得編碼碼率能充分使用鏈路可用視頻帶寬以達(dá)到最好的主觀效果，同時(shí)融合RTP/RTCP速度快的特征，避免針對移動(dòng)高清視頻通信的鏈路緩存過小導(dǎo)致在探測到擁塞前出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，提升移動(dòng)高清視頻的體驗(yàn)，并基于此提出一種視頻帶寬控制架構(gòu)，使其針對波動(dòng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)具有更好的視頻效果，在實(shí)際應(yīng)用中可行性強(qiáng)，是一種簡潔高效、實(shí)用性強(qiáng)，本發(fā)明作為移動(dòng)高清視頻質(zhì)量保證的最重要環(huán)節(jié)，對移動(dòng)高清視頻通信具有極其重要的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種移動(dòng)視頻帶寬控制系統(tǒng)，特別涉及一種移動(dòng)高清視頻智能雙向探測帶寬控制系統(tǒng)，屬于移動(dòng)視頻帶寬技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，用戶數(shù)量急速增加，使用強(qiáng)度也大幅上升，越來越多的移動(dòng)終端助力工作、生活、娛樂，使得經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，人們的生活滿意度和獲得感不斷提升。同時(shí)，移動(dòng)高清視頻需求在不斷上升，思科發(fā)布的全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量預(yù)測白皮書顯示，當(dāng)前視頻流量占全球互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)流量消耗的七成以上，所占比例還在不斷增加，作為移動(dòng)高清視頻流量的組成部分，視頻通話的需求也在不斷增加，但由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性，造成了移動(dòng)高清視頻通話還不能夠完全滿足人們的日常需求。

另外，由于信號覆蓋、環(huán)境復(fù)雜、使用人數(shù)過多造成帶寬競爭和高速移動(dòng)易造成的帶寬變化，造成丟包、時(shí)延增加、抖動(dòng)等一系列問題，這將降低用戶使用移動(dòng)高清視頻的可靠性和主觀感受，對于常見的MPEG編碼視頻，3％的丟包率將使得30％的視頻幀出現(xiàn)問題，較高的丟包率嚴(yán)重影響視頻的主觀質(zhì)量。同時(shí)，也可能因?yàn)閬G包導(dǎo)致目標(biāo)端接收到的數(shù)據(jù)包不能完整解碼，屬于無效數(shù)據(jù)，浪費(fèi)了鏈路帶寬，這些問題對視頻傳輸都是極大的考驗(yàn)，而視頻高清通話更加需保證視頻的質(zhì)量和流暢性。

總的來說，由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋、環(huán)境復(fù)雜、帶寬容量的限制，同時(shí)存在不可靠性，實(shí)際可用視頻帶寬易變化，故視頻通信帶寬需自適應(yīng)調(diào)整，以得到更好的帶寬利用率和顯示效果。現(xiàn)有技術(shù)可用視頻帶寬估算方法存在時(shí)延高、精確度和通用型低的問題，因此，基于雙向探測來更及時(shí)更精確的估算網(wǎng)絡(luò)即時(shí)可用視頻帶寬，以自適應(yīng)的選擇使用最優(yōu)的編碼參數(shù)組合，從而使視頻通信的質(zhì)量最佳化，對促進(jìn)移動(dòng)高清視頻通信業(yè)務(wù)的大發(fā)展具有十分重要的意義，可以有效應(yīng)對移動(dòng)高清視頻通信業(yè)務(wù)面臨的低質(zhì)瓶頸，具有十分重大的利用價(jià)值和運(yùn)用空間。

源端的帶寬探測主要由鏈路源端收集當(dāng)前鏈路狀態(tài)，包括丟包率、鏈路時(shí)延、可用帶寬等，可用帶寬測量按是否需要向被測鏈路注入探測包，分為主動(dòng)測量和被動(dòng)測量，其中主動(dòng)測量方法是通過向被測鏈路中發(fā)送探測包分組對或探測包串，在目標(biāo)端接收到經(jīng)過被測鏈路后的探測包數(shù)據(jù)流，由于被測鏈路連通狀態(tài)發(fā)生改變而導(dǎo)致探測包傳輸速率變化，進(jìn)而出現(xiàn)丟包率、時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)變化，現(xiàn)有技術(shù)的方法是探測間隔模型PGM和探測速率模型PRM。PGM模型通過探測包對間隔變化估算可用帶寬，當(dāng)探測包發(fā)送速率大于鏈路可用帶寬時(shí)，接收到的包間隔變大，PGM算法實(shí)現(xiàn)較簡單，速度快，計(jì)算復(fù)雜度也較低，但明顯存在的問題是，算法需要滿足發(fā)送速率大于鏈路可用帶寬，并要知道緊湊鏈路及其帶寬大小，PGM模型被測鏈路容量是已知的，而且需滿足被測鏈路的狹窄鏈路與瓶頸鏈路重合，不滿足該條件會(huì)造成測量結(jié)果的偏差；PRM算法的思路是向被測鏈路中注入大量探測包，不擁塞鏈路的最大探測包發(fā)送速率即為鏈路可用視頻帶寬，PRM模型和PGM模型一樣，同為主動(dòng)測量需通過探測包使被測鏈路擁塞，故測量過程會(huì)影響鏈路現(xiàn)有狀態(tài)和內(nèi)部數(shù)據(jù)流，降低了鏈路傳輸能力，提高了出現(xiàn)不穩(wěn)定情況的可能性。

目標(biāo)端帶寬探測和源端一樣分為主動(dòng)和被動(dòng)算法，類似于源端的PTR，現(xiàn)有技術(shù)目標(biāo)端帶寬探測將RTP包重用為探測包，避免探測包影響原有數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)時(shí)延變化趨向探測鏈路可用視頻帶寬變化，并反饋編碼端進(jìn)行調(diào)整。雖然目標(biāo)端算法可以充分的使用鏈路可用視頻帶寬，但存在探測速度慢的缺點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)依然沒有解決移動(dòng)高清視頻帶寬控制的難題，現(xiàn)有技術(shù)的難點(diǎn)和本發(fā)明解決的問題主要集中在以下方面：