CN104780124A - 一种按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，包括：在一会话的某一时间段内，根据上一时间段内的实际使用带宽平均值以及当前时刻的缓冲数据的状态，计算下一时间段的预留带宽，进而根据计算结果分配带宽。

Description

一种按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法

技术领域

本发明涉及有线电视互动电视技术，特别涉及一种按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法。

背景技术

在图1所示的视频点播系统中，边缘资源管理器（ERM）模块用于管理和调度边缘QAM资源，当点播客户端发起点播请求时，通过会话管理器SM（SessionManager）建立一个会话，SM会向ERM发起资源请求，ERM则分配EQAM资源并将EQAM资源信息返回给SM。

随着有线数字电视接入和交互业务的发展，对EQAM资源的使用也逐渐开始多样化，EQAM资源不仅被用于音视频数据的传输，还被用于游戏、IP数据包等数据的传输。

现有技术中，SM向ERM按照最大带宽申请资源，当点播单个视频文件时，申请带宽为该单个视频文件的最大带宽；当点播视频文件列表时，申请带宽为视频文件列表中所有视频文件的最大带宽的最大值。因此，EQAM的频点带宽存在申请而没有充分使用的情况，当视频文件为固定码率CBR时，资源浪费情况并不明显，但当视频文件为可变码率VBR时，或者点播视频列表，列表中的视频码率不同时，资源浪费情况就很突出，当EQAM被用于传输IP数据业务时，资源浪费情况就尤为严重。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的带宽分配方法分配带宽时容易造成资源浪费的缺陷，从而提供能动态调整的带宽分配方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，包括：

在一会话的某一时间段内，根据上一时间段内的实际使用带宽平均值以及当前时刻的缓冲数据的状态，计算下一时间段的预留带宽，进而根据计算结果分配带宽。

上述技术方案中，所述计算下一时间段的预留带宽采用如下公式：

${\mathrm{BWR}}_{t+1}=\min ({\mathrm{BWU}}_t+\frac{{\mathrm{Buf}}_t}{S{\mathrm{pan}}_t},\mathrm{BWA})$

其中，BWR表示预留带宽，BWU表示实际使用带宽平均值，Buf表示缓冲数据的大小，Span表示时间段长度，BWA表示当前可用带宽，下标表示时间段序号。

上述技术方案中，所述时间段为固定长度的时间段或可变长度的时间段。

上述技术方案中，所述可变长度的时间段采用缓冲数据大于设定阈值的方式来确定结束时间点。

上述技术方案中，在第一个时间段内，上一时间段内的实际使用带宽平均值设为会话的平均带宽或预设的值。

上述技术方案中，上一时间段内的实际使用带宽平均值和当前时刻的缓冲数据状态的获取方法包括：主动请求、被动通知、或主动请求和被动通知相结合的方式。

本发明的优点在于：

采用本发明的资源管理方法可避免EQAM按照最大带宽申请使用频点带宽造成的资源浪费，在边缘资源管理处可实现对EQAM频点带宽资源的统计复用，提高了EQAM频点的资源利用率。

附图说明

图1是视频点播系统的示意图；

图2是在一个实施例中本发明的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法的流程图；

图3是在一个实例中采用本发明的方法分配带宽的分配情况示意图；

图4是与图3所对应的带宽分配表。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法根据资源分配请求所对应的会话在上一时间段内的实际使用带宽平均值以及当前时刻的缓冲数据的状态，计算下一时间段的预留带宽，进而根据计算结果分配带宽。

所述预留带宽的计算公式如下：

${\mathrm{BWR}}_{t+1}=\min ({\mathrm{BWU}}_t+\frac{{\mathrm{Buf}}_t}{S{\mathrm{pan}}_t},\mathrm{BWA})$

其中，BWR表示预留带宽，BWU表示实际使用带宽平均值，Buf表示缓冲数据的大小，Span表示时间段长度，BWA表示当前可用带宽，下标表示时间段序号。

本发明方法中所涉及的时间段可为固定长度的时间段或可变长度的时间段，在一个实施例中，可采用缓冲数据大于设定阈值的方式来确定可变长时间段的结束时间点。在其他实施例中，也可采用其他方式来划分可变长度的时间段。

在第一个时间段内，不存在上一时间段内的实际使用带宽平均值，因此将BWU的初始取值设为会话的平均带宽或预设的初始值。例如，在视频点播中，如果播放文件或播放列表的平均带宽为已知的，那么初始BWU取值可为会话的平均带宽；在其他未知平均带宽的应用场景中，比如EQAM被用于传输IP数据业务时，初始BWU取值可为预设的初始值。

上一时间段内的实际使用带宽平均值和当前时刻的缓冲数据状态的获取方法包括：主动请求、被动通知、或主动请求和被动通知相结合的方式。

以图1所示的视频点播系统为例，结合图2，对本发明的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法的一个较佳实施例进行说明。

如图2所示，视频点播系统中的会话管理（SM）与边缘资源管理（ERM）之间通过下列交互实现预留带宽的按时间段动态调整，包括：

步骤200：会话管理向边缘资源管理发送申请点播EQAM资源的RTSP SETUP请求；

步骤201：边缘资源管理向会话管理返回EQAM资源分配结果；

步骤202：会话管理向边缘资源管理发送包含有上一时间段内实际使用带宽平均值和当前时刻缓冲数据状态的GET_PARAMETER请求；其中，所述“上一时间段内实际使用带宽平均值”与“当前时刻缓冲数据状态”由视频点播系统中的其它模块采集并发送给所述会话管理；

步骤203：边缘资源管理根据所述GET_PARAMETER请求中所包含的上一时间段内实际使用带宽平均值和当前时刻缓冲数据状态计算下一时间段的预留带宽，然后将计算结果向会话管理返回；下一时间段的预留带宽的计算公式在前文中已经有详细描述。

步骤204：在一个会话的所有时间段内重复执行上述的步骤202和步骤203，直到该会话结束时，会话管理向边缘资源管理发送释放EQAM资源的RTSP Teardown请求；

步骤205：边缘资源管理向会话管理返回EQAM资源释放结果。

在上述实施例中，步骤200、步骤201、步骤204、步骤205均符合中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T258-2012，在此不再赘述。步骤202和203均采用RTSP协议作为通信协议，在步骤202中，边缘资源管理采用被动通知的方式获取上一时间段内实际使用带宽平均值和缓冲数据状态。

步骤202中的GET_PARAMETER请求的数据格式如下：

GET_PARAMETER*RTSP-Version CRLF

CSeq CRLF

User-Agent CRLF

Session CRLF

GlobalSession CRLF

[Accept CRLF]

Content-Length CRLF

CRLF

[Body]

[avg_bit_rate CRLF]

[buffer_state CRLF]

其中，

Accept="Accept"“:”SP media-type；其中的media-type=“text/parameters”；

Content-Length=“Content-Length”“:”SP1*9数字

avg_bit_rate=“avg_bit_rate”，单位bit/s，表示上一时间段内实际使用带宽平均值和缓冲数据状态；

buffer_state=“buffer_state”，单位byte，表示缓冲数据状态。

步骤203中所返回的命令的数据格式如下：

RTSP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

CSeq CRLF

Session CRLF

[GlobalSession CRLF]

Content-Type CRLF

Content-Length CRLF

CRLF

[Body]

[bit_rate CRLF]

其中，

Content-Type=“Content-Type”“:”SP media-type

media-type=“text/parameters”

Content-Length=“Content-Length”“:”SP1*9数字

bit_rate=“bit_rate”，单位bit/s，表示下一时间段的预留带宽。

在步骤200中，会话管理向边缘资源管理发送申请点播EQAM资源的RTSPSETUP请求中，在Transport参数中的bit_rate子参数中携带初始BWU值。初始BWU取值可为会话的平均带宽或预设的初始值，在视频点播中，如果播放文件或播放列表的平均带宽为已知的，那么初始BWU取值可为会话的平均带宽；在其他未知平均带宽的应用场景中，比如EQAM被用于传输IP数据业务时，初始BWU取值可为预设的初始值。

为了便于理解，下面结合一个具体的实例对本发明方法进行说明。

在一个视频点播系统中，假定视频文件为可变码率VBR文件，平均带宽为4Mbps，最小带宽2Mbps，最大带宽10Mbps，采用固定长度2秒作为时间段长度，初始BWU取值为该VBR的平均带宽4Mbps，假设可用带宽足够。

计算下一时间段的预留带宽： ${\mathrm{BWR}}_{t+1}=\min ({\mathrm{BWU}}_t+\frac{{\mathrm{Buf}}_t}{S{\mathrm{pan}}_t},\mathrm{BWA}),$ 初始BWU取值可为会话的平均带宽或预设的初始值，其中，BWR表示预留带宽，BWU表示实际使用带宽平均值，Buf表示缓冲数据的大小，Span表示时间段长度，BWA表示当前可用带宽，下标表示时间段序号。

如图3和图4所示，初始BWU取值为4000000b/s，在0秒、2秒、4秒、6秒、8秒、10秒、12秒、14秒、16秒下一时间段的预留带宽分别为：4000000b/s、2000000b/s、2000000b/s、4000000b/s、10000000b/s、14000000b/s、8000000b/s、2000000b/s、2000000b/s。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，包括：

在一会话的某一时间段内，根据上一时间段内的实际使用带宽平均值以及当前时刻的缓冲数据的状态，计算下一时间段的预留带宽，进而根据计算结果分配带宽。

2.根据权利要求1所述的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，其特征在于，所述计算下一时间段的预留带宽采用如下公式：

${\mathrm{BWR}}_{t+1}=\min ({\mathrm{BWU}}_t+\frac{{\mathrm{Buf}}_t}{S{\mathrm{pan}}_t},\mathrm{BWA})$

其中，BWR表示预留带宽，BWU表示实际使用带宽平均值，Buf表示缓冲数据的大小，Span表示时间段长度，BWA表示当前可用带宽，下标表示时间段序号。

3.根据权利要求1所述的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，其特征在于，所述时间段为固定长度的时间段或可变长度的时间段。

4.根据权利要求3所述的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，其特征在于，所述可变长度的时间段采用缓冲数据大于设定阈值的方式来确定结束时间点。

5.根据权利要求1所述的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，其特征在于，在第一个时间段内，上一时间段内的实际使用带宽平均值设为会话的平均带宽或预设的值。

6.根据权利要求1所述的按时间段动态调整预留带宽的资源管理方法，其特征在于，上一时间段内的实际使用带宽平均值和当前时刻的缓冲数据状态的获取方法包括：主动请求、被动通知、或主动请求和被动通知相结合的方式。