CN102469374A - 一种无线通信中视频业务跨层优化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种在无线通信系统进行视频业务时，联合应用层、物理层和数据链路层对视频业务进行跨层优化的方法。本方法包括：a.在视频用户发起视频业务时，视频业务服务器根据视频用户的需求估算用户的需求带宽信息；b.视频业务服务器根据估算的需求带宽信息，发送消息通知系统的无线资源管理模块；c.无线资源管理模块根据视频业务服务器的通知，调度物理层为视频用户提供适配的无线资源。本发明中提供的方法，能使得无线通信系统有效利用有限的无线资源为视频用户提供满足需求的服务质量，避免无线资源的浪费，并且能使得视频用户能适应无线链路变化，降低无线链路变化对视频业务服务质量的恶劣影响，从而提高视频用户获得的服务质量，提升用户体验。

Description

一种无线通信中视频业务跨层优化的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种在无线通信系统进行视频业务时，联合应用层、物理层和数据链路层对视频业务进行跨层优化的方法。

背景技术

现有无线通信技术中，在无线通信系统进行视频业务时，无线通信系统的数据链路层根据视频数据包的到达速度来估算视频用户的需求带宽，无线资源管理模块根据估算的视频用户需求带宽，来调度物理层为视频用户提供视频业务所需的无线资源。但在无线通信过程中，无线信道状况并不是恒定不变或者稳定波动的，无线链路变化因素复杂并且具有不可估测性，比如突发性链路干扰可能会导致数据包发送时存在难以估算发送延迟，因此视频数据包的到达速度很大程度取决于无线链路情况，并不能真实反映视频用户的需求，那么无线通信通信系统为视频用户提供的无线资源，可能无法适配视频用户所需，若为视频用户分配的无线资源高于用户需求，则可能造成系统无线资源的浪费，若为视频用户分配的无线资源低于用户需求，则可能造成视频用户获得的服务质量不佳，降低用户体验。

在视频业务进行过程中，视频业务服务器会监测视频用户的视频流状态，来估算承载视频用户业务的无线带宽、视频数据包发送时延等无线链路信息，根据估算的无线链路信息来调整视频用户的视频流，以适配当前的无线链路状况，但视频业务服务器位于应用层，在无线链路中传送视频数据包需要再组包解码才能成为应用层可监测的视频流，而组包解码过程中带来的时延，将会使应用层监测得到视频用户的视频流状态并不能真实反映无线链路的实际状况，导致视频业务服务器估算得到的视频用户无线链路信息和实际承载视频用户业务无线链路的状况存在偏差，那么视频业务服务器调整视频用户的视频流状态，将无法达到适配无线链路变化的目的，反而可能出现越调整视频流状态越差的情况，大大降低视频用户获得的服务质量。

综上所述，无线通信系统利用现有技术进行视频业务时，可能无法为视频用户提供适配用户需求的无线资源，造成无线资源浪费或者视频用户获得的服务质量不佳，并且视频业务服务器现有的视频流状态调整机制也可能无法满足用户需求。

发明内容

本发明的实施例提供一种在无线通信系统进行视频业务时，联合应用层、物理层和数据链路层对视频业务进行跨层优化的方法，以保证有效利用无线通信系统有限的无线资源为视频用户提供适配需求的视频业务服务，并且能使得视频业务用户能适应无线链路变化，减少无线链路变化对视频业务服务质量的恶劣影响，提升用户体验。

本方法包括：在视频用户发起视频业务时，视频业务服务器根据视频用户的需求估算用户的需求带宽信息；视频业务服务器根据估算的需求带宽信息，发送消息通知系统的无线资源管理模块；无线资源管理模块根据视频业务服务器的通知，调度物理层为视频用户提供适配的无线资源。

优选的，估算的需求带宽信息可以是视频用户的理想需求带宽信息或最小需求带宽信息，也可以是理想需求带宽信息和最小需求带宽信息。

其中，理想需求带宽是稳定传输满足视频用户最高需求且服务质量最佳的视频流所需带宽值；所述的最小需求带宽是稳定传输满足视频用户最低需求且服务质量最差的视频流所需带宽值。

进一步地，视频业务服务器发送给无线资源管理模块的消息中可以只包括理想需求带宽信息或最小需求带宽信息，也可以既包括理想需求带宽信息又包括最小需求带宽信息。

更进一步地，无线资源管理模块可以根据理想需求带宽信息调度物理层：当系统可用无线资源充足时，为视频用户提供适配理想需求带宽的无线资源；当系统可用无线资源不足以提供适配视频用户的理想需求带宽时，则将所有可用无线资源提供给视频用户。

无线资源管理模块也可以根据最小需求带宽信息调度物理层，当系统无线资源无法满足视频用户最小需求带宽时，为视频用户提供能保持心跳通信的无线资源。

无线资源管理模块还可以根据理想需求带宽信息和最小需求带宽信息调度物理层：当系统可用资源充足时，为视频用户提供适配理想需求带宽的无线资源；当系统无线资源无法满足视频用户的理想需求带宽但高于最小需求带宽所需时，将所有可用无线资源提供给视频用户；当系统无线资源无法满足视频用户最小需求带宽时，为视频用户提供能保持心跳通信的无线资源。

其中，能保持心跳通信的无线资源，在系统可用无线资源范围内并小于满足视频用户最小需求带宽所需的无线资源，是能保持视频业务服务器与无线通信系统进行消息通信的最低限度的无线资源。

优选的，其中无线资源管理模块不局限其在无线通信系统任一空中接口协议层上实现；无线资源管理模块调度物理层为视频用户提供的适配的无线资源包括物理信道资源和物理信道调制编码模式。

优选的，还包括：在视频业务进行过程中，无线通信系统数据链路层周期统计视频用户的无线链路信息，所述无线链路信息包括实际传输带宽、视频数据包发送时延或误包率等；无线通信系统数据链路层发送消息，将统计的无线链路信息周期上报给视频业务服务器；视频业务服务器根据视频用户的无线链路信息，调整视频用户的视频流适配当前无线链路状况，如调整视频流的码率、帧率、分辨率以及编码格式等。

由本发明的技术方案可看出，无线通信系统能有效利用有限的无线资源为视频用户提供满足需求的服务质量，并且避免无线资源的浪费，还能使得视频用户能适应无线链路变化，降低无线链路变化对视频业务服务质量的恶劣影响，从而提高视频用户获得的服务质量，提升用户体验。

附图说明

图1为一种典型的网络架构概述图；

图2为本发明实施例提供的无线通信中视频业务跨层优化的具体实现处理流程示意图。

具体实施方式

在本发明的具体实施中，无线通信系统可以根据视频业务服务器通知的视频用户的理想需求带宽信息，调度物理层为视频用户提供适配的无线资源。这种视频业务服务器自行估测视频用户需求带宽来调度分配无线资源的方式，能更贴合视频用户的实际需求，提供能满足用户需求的无线资源，保证了视频用户获得的服务质量，并且避免系统无线资源的浪费。

在上述过程中，无线通信系统还可根据视频业务服务器通知的视频用户的最小需求带宽信息，在系统可用无线资源无法满足视频用户最小需求时，调度物理层为视频用户提供保持心跳通信的无线资源，从而有效的节约系统的无线资源。

在本发明的具体实现中，视频业务进行中，无线通信系统还可在数据链路层周期统计视频用户真实有效的无线链路信息(至少包含视频用户实际传输带宽，还可包含视频数据包时延、视频数据包误包率等)，周期上报视频业务服务器，视频业务服务器根据视频用户的无线链路信息，对用户的视频流状态进行调整，以适配无线链路的变化，从而降低无线链路变化对视频用户获得的服务质量造成的恶劣影响，提升视频用户体验。

在图1中，给出了在本发明的上下文中所考虑的一种典型的网络架构。无线通信系统包含基站和终端。无线通信系统通过高速有线接入网(例如以太网)与视频业务服务器相连。无线通信系统中的终端包括无线移动终端，例如但不限于支持视频业务的移动电话、蜂窝电话、笔记本电脑、智能手机以及是或是可以是移动的/无线的任意其他无线终端。

本发明实施例，可以但并不限于图1中所示的网络架构。

为便于对本发明实施方式的理解，下面将以具体的应用实施为例对本发明实施例的具体实现做进一步的说明。

在本应用实施例中，在视频用户发起视频业务时，由视频业务服务器和无线通信系统联合应用层、数据链路层以及物理层对视频业务进行跨层优化。

如图2所示，在本实施例中，视频业务跨层优化的处理流程具体包括以下步骤：

步骤1，在视频用户发起业务时，视频业务服务器根据视频用户的需求估算需求带宽信息；

估算的需求带宽信息可以包括视频用户的理想需求带宽信息，即稳定传输满足视频用户最高需求且服务质量最佳的视频流所需带宽值；

估算的需求带宽信息也可以包括视频用户的最小需求带宽信息，即稳定传输满足视频用户最低需求且服务质量最差的视频流所需带宽值；

同样，估算的需求带宽信息还可以既包括理想需求带宽信息，又包括最小需求带宽信息。

步骤2，视频业务服务器根据估算的需求带宽信息，发送消息通知无线通信系统的无线资源管理模块；

在本步骤中，视频业务服务器发送的消息中可以只包含理想需求带宽信息或只包含最小需求带宽信息，即使视频业务服务器在步骤1中既估算了理想需求带宽信息，又估算了最小需求带宽信息，本步骤中，它仍然可以只将其中一种通知给无线资源管理模块。

当然在视频业务服务器估算了理想需求带宽信息和最小需求带宽信息的情况下，它更可以将二者都通知给无线资源管理模块；此时可分为两条消息发送或合为一条消息发送。

其中，无线资源管理模块不局限其在无线通信系统任一空中接口协议层上实现。

步骤3，无线资源管理模块根据视频业务服务器的通知，调度物理层提供适配的无线资源，该无线资源可以包括物理信道资源和物理信道调制编码模式；

在本步骤中，无线资源管理模块从通知中可能只获得理想需求带宽信息或只获得最小需求带宽信息，也可能同时获得了理想需求带宽信息和最小需求带宽信息。

所以，无线资源管理模块可以只根据获得的理想需求带宽信息调度物理层，在这种情况下，在系统可用无线资源充足时，调度物理层提供适配理想需求带宽的无线资源，在系统可用无线资源不足以提供适配视频用户的理想需求带宽时，调度物理层将所有可用无线资源提供给视频用户；

无线资源管理模块还可以只根据获得的最小需求带宽信息调度物理层，在这种情况下，在系统无线资源无法满足视频用户最小需求带宽时，调度物理层为视频用户提供能保持心跳通信的无线资源；

当无线资源管理模块从通知中同时获得了理想需求带宽信息和最小需求带宽信息时，它还可以同时根据理想需求带宽信息和最小需求带宽信息调度物理层：在系统可用无线资源充足时，调度物理层为视频用户提供适配理想需求带宽的无线资源；在系统无线资源无法满足视频用户的理想需求带宽但高于最小需求带宽所需时，调度物理层将所有可用无线资源提供给视频用户；当系统无线资源无法满足视频用户最小需求带宽时，调度物理层为视频用户提供能保持心跳通信的无线资源；

其中，保持心跳通信的无线资源，在系统可用无线资源范围内并小于满足视频用户最小需求带宽所需的无线资源，是能保持视频业务服务器与无线通信系统进行消息通信的最低限度的无线资源；

至此，无线资源管理模块根据视频业务服务器估算视频用户带宽需求调度无线资源的过程执行完毕。这种视频业务服务器自行估测视频用户需求带宽来调度分配无线资源的方式，可以更贴合视频用户的实际需求，既保证了视频用户获得的服务质量，又避免系统无线资源的浪费。

为了在视频业务进行中进一步降低无线链路变化对视频用户获得的服务质量的影响，在本发明的实施例中，还包括了如下步骤：

步骤4，在视频业务进行过程中，无线通信系统的数据链路层周期统计视频用户的无线链路信息；

其中的无线链路信息应包括统计周期内视频用户的实际传输带宽；除此之外，还可以包括统计周期内视频用户的视频数据包发送时延和视频数据包误包率等；

步骤5，无线通信系统通过发送消息，将统计的无线链路消息周期上报给视频业务服务器；

步骤6，视频业务服务器根据视频用户的无线链路信息，调整视频用户的视频流状态(可以包括视频流的码率、帧率、分辨率以及编码格式等)，以适配无线链路的变化。

综上所述，在本发明实施例提供的整个视频业务跨层优化过程中，通过视频业务服务器估算视频用户的需求带宽信息，通知无线通信系统的无线资源管理模块根据该信息调度物理层提供适配视频业务所需的无线资源，能有效贴合视频用户的需求，为视频用户提供适配的服务质量，尽可能有效利用无线通信系统有限的无线资源，避免无线资源的浪费；并且，无线通信系统周期统计视频用户的无线链路信息，周期上报给视频业务服务器供其调整视频用户的视频流状态，使得视频用户能在适应无线链路变化的基础上获得较好的视频业务服务质量。

总之，本发明实施例的实现，使无线通信中的视频用户在进行视频业务时，能够适应无线链路的变化，获得贴合需求的较好的服务质量，并有效利用无线通信系统的无线资源，避免资源浪费。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无线通信中视频业务跨层优化的方法，其特征在于，包括：

a.在视频用户发起视频业务时，视频业务服务器根据视频用户的需求估算用户的需求带宽信息；

b.视频业务服务器根据估算的需求带宽信息，发送消息通知系统的无线资源管理模块；

c.无线资源管理模块根据视频业务服务器的通知，调度物理层为视频用户提供适配的无线资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a，所述需求带宽信息包括视频用户的理想需求带宽信息或最小需求带宽信息或二者的组合；其中，所述理想需求带宽是稳定传输满足视频用户最高需求且服务质量最佳的视频流所需带宽值；所述最小需求带宽是稳定传输满足视频用户最低需求且服务质量最差的视频流所需带宽值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤b，所述消息中包含理想需求带宽信息或最小需求带宽信息或二者的组合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤c，所述无线资源管理模块根据通知获得的理想需求带宽信息或最小需求带宽信息或二者的组合来调度物理层，具体为：

根据理想需求带宽信息调度物理层：当系统可用无线资源充足时，为视频用户提供适配理想需求带宽的无线资源；当系统可用无线资源不足以提供适配视频用户的理想需求带宽时，则将所有可用无线资源提供给视频用户；或

根据最小需求带宽信息调度物理层，当系统无线资源无法满足视频用户最小需求带宽时，为视频用户提供能保持心跳通信的无线资源；或

根据理想需求带宽信息和最小需求带宽信息调度物理层：当系统可用资源充足时，为视频用户提供适配理想需求带宽的无线资源；当系统无线资源无法满足视频用户的理想需求带宽但高于最小需求带宽所需时，将所有可用无线资源提供给视频用户；当系统无线资源无法满足视频用户最小需求带宽时，为视频用户提供能保持心跳通信的无线资源。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述能保持心跳通信的无线资源，是能保持视频业务服务器与无线通信系统进行消息通信的最低限度的无线资源，在系统可用无线资源范围内并小于满足视频用户最小需求带宽所需的无线资源。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线资源管理模块不局限其在无线通信系统任一空中接口协议层上实现。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c，所述适配的无线资源包括物理信道资源和物理信道调制编码模式。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤c之后还包括：

8.1无线通信系统数据链路层周期统计视频用户的无线链路信息，所述无线链路信息包括实际传输带宽；

8.2无线通信系统数据链路层发送消息，将统计的无线链路信息周期上报给视频业务服务器；

8.3视频业务服务器根据视频用户的无线链路信息，调整视频用户的视频流适配当前无线链路状况。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于步骤8.1，所述无线链路信息还包括视频数据包发送时延或误包率或二者组合。

10.根据权利要求8所述方法，其特征在于步骤8.3，所述调整的内容包括视频流的码率、帧率、分辨率以及编码格式中的一项或任意组合。

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