[發(fā)明專利]支持沉浸式媒體的空天地一體化網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210236286.8
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114422022B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉雨;魏琳慧;望育梅;姚望
• 申請（專利權）人: 鵬城實驗室
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L67/10;H04L67/131;H04W84/06
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 溫宏梅

1.一種支持沉浸式媒體的空天地一體化網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，支持沉浸式媒體的空天地一體化網(wǎng)絡系統(tǒng)包括：空天地一體化網(wǎng)絡構建模塊，用于根據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡模塊、空中平臺模塊和地面網(wǎng)絡模塊構建支持沉浸式媒體的空天地一體化網(wǎng)絡；

所述空天地一體化網(wǎng)絡構建模塊包括：

衛(wèi)星網(wǎng)絡模塊，用于衛(wèi)星之間的星際鏈路連接和數(shù)據(jù)傳輸；

空中平臺模塊，用于根據(jù)高空平臺模塊和低空平臺模塊，為用戶提供網(wǎng)絡連接和傳輸沉浸式媒體業(yè)務；

所述空中平臺模塊包括：

高空平臺模塊，用于為偏遠地區(qū)或者鄉(xiāng)村地區(qū)的用戶提供網(wǎng)絡連接；

低空平臺模塊，用于傳輸沉浸式媒體業(yè)務；

地面網(wǎng)絡模塊，用于為用戶提供網(wǎng)絡接入服務；

網(wǎng)絡管理模塊，用于基于控制集群模塊和深度強化學習模塊，對所述空天地一體化網(wǎng)絡進行管理；

所述網(wǎng)絡管理模塊包括：

控制集群模塊，用于管理所述空天地一體化網(wǎng)絡；

深度強化學習模塊，用于基于控制集群模塊，將網(wǎng)絡狀態(tài)信息輸入神經(jīng)網(wǎng)絡輸出沉浸式媒體的目標傳輸路徑；其中，所述網(wǎng)絡狀態(tài)信息包括帶寬和吞吐量；

所述控制集群模塊包括：

局部控制器，用于獲取空中平臺模塊的第一網(wǎng)絡狀態(tài)信息，并將所述第一網(wǎng)絡狀態(tài)信息傳輸至中心總控制器；

衛(wèi)星控制器，用于將所述衛(wèi)星網(wǎng)絡模塊的第二網(wǎng)絡狀態(tài)信息傳輸至中心總控制器；

中心總控制器，用于接收所述第一網(wǎng)絡狀態(tài)信息和所述第二網(wǎng)絡狀態(tài)信息，并對所述空天地一體化網(wǎng)絡進行整體管控；

邊緣服務器，用于在LEO衛(wèi)星上處理并轉發(fā)多個用戶的沉浸式媒體的交互性數(shù)據(jù)；

所述邊緣服務器還用于根據(jù)業(yè)務請求用戶所在的地理位置和衛(wèi)星的運動軌跡，確定目標LEO衛(wèi)星；

所述方法包括：

通過局部控制器收集地面網(wǎng)絡模塊發(fā)送的沉浸式媒體的交互性業(yè)務請求信息和沉浸式媒體的網(wǎng)絡信息；

通過衛(wèi)星控制器將所述網(wǎng)絡信息和交互性業(yè)務請求信息發(fā)送至中心總控制器；

其中，所述通過衛(wèi)星控制器將所述網(wǎng)絡信息和交互性業(yè)務請求信息發(fā)送至中心總控制器包括：

通過深度強化學習模塊確定目標傳輸路徑；

其中，所述通過深度強化學習模塊確定目標傳輸路徑包括：

將網(wǎng)絡狀態(tài)信息輸入神經(jīng)網(wǎng)絡，并實時監(jiān)測用戶終端對輸出的沉浸式媒體內容的服務質量的反饋，得到反饋結果；其中，所述網(wǎng)絡狀態(tài)信息用于表征網(wǎng)絡的帶寬和吞吐量；

計算所述反饋結果的用戶體驗質量值；

基于所述用戶體驗質量值調整所述神經(jīng)網(wǎng)絡的參數(shù)，以得到神經(jīng)網(wǎng)絡輸出的目標傳輸路徑；將網(wǎng)絡狀態(tài)信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)的初始狀態(tài)是矩陣形式，每個矩陣中的數(shù)值代表鏈路帶寬、吞吐量；

其中，所述通過深度強化學習模塊確定目標傳輸路徑還包括：

通過實時監(jiān)測用戶終端對于當前傳輸沉浸式媒體內容的服務質量QoS反饋，根據(jù)QoS計算當前的用戶體驗質量值QoE數(shù)值，用戶QoE反饋給LEO衛(wèi)星上的SDN控制器進行路由決策，得到目標傳輸路徑，調整下一步分配的帶寬和吞吐量，其中，用戶QoE反饋是指用戶在接收到多媒體內容時，對當前媒體質量的打分；其中，所述調整下一步分配的帶寬和吞吐量為調整下一步每條鏈路上的帶寬和吞吐量；

通過邊緣服務器對所述交互性業(yè)務請求信息進行處理計算，得到交互性業(yè)務處理數(shù)據(jù)；

其中，所述通過邊緣服務器對所述交互性業(yè)務請求信息進行處理計算，得到交互性業(yè)務處理數(shù)據(jù)包括：

獲取衛(wèi)星與用戶的連接時長和距離；

根據(jù)所述連接時長和所述距離，確定目標衛(wèi)星；

其中，所述根據(jù)所述連接時長和所述距離，確定目標衛(wèi)星包括：

選取空天地一體化網(wǎng)絡中連接時長滿足預設閾值的衛(wèi)星作為候選衛(wèi)星；

在所述候選衛(wèi)星中選取與所述用戶連接的當前衛(wèi)星距離最短的衛(wèi)星作為目標衛(wèi)星，其中，所述當前衛(wèi)星為確定目標衛(wèi)星之前與所述用戶連接的衛(wèi)星；

通過所述目標衛(wèi)星上的邊緣服務器對所述交互性業(yè)務請求信息進行處理計算，得到交互性業(yè)務處理數(shù)據(jù)；

其中，所述通過所述目標衛(wèi)星上的邊緣服務器對所述交互性業(yè)務請求信息進行處理計算，得到交互性業(yè)務處理數(shù)據(jù)包括：

在所述目標衛(wèi)星上的邊緣服務器上解壓所述交互性業(yè)務請求信息，得到解壓數(shù)據(jù)；

對所述解壓數(shù)據(jù)進行類型解析，得到交互性業(yè)務處理數(shù)據(jù)，其中，所述交互性業(yè)務處理數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)包容量、業(yè)務類型和轉發(fā)設備；

通過衛(wèi)星控制器在所述目標傳輸路徑上轉發(fā)所述網(wǎng)絡信息和所述交互性業(yè)務處理數(shù)據(jù)至中心總控制器；

通過所述中心總控制器接收所述網(wǎng)絡信息和交互性業(yè)務請求信息，并對所述網(wǎng)絡信息和所述交互性業(yè)務請求信息進行處理計算，以實現(xiàn)對所述空天地一體化網(wǎng)絡進行整體管控。