CN105208461A - 一种资源分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种资源分配方法，包括：根据客户端的反馈信息确定所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息；根据所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息，确定所述客户端的视频包的紧急性参数；根据视频包优先级、所述视频包的紧急性参数和信道状态计算将资源块(RB)分配给不同客户端时的效用函数，为效用函数最大的客户端分配RB，并根据所述效用函数值确定包调度策略和资源分配策略。本发明还公开了一种资源分配装置。

Description

一种资源分配方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种资源分配方法和装置。

背景技术

随着无线通信系统的不断发展，视频业务所占比重不断增长。视频业务的高数据量，使得视频传输对网络速率的依赖相对也较高。长期演进(LTE，LongTermEvolution)项目是3G与4G技术之间的一个过渡，它改进并增强了3G的空中接入技术，进一步改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量，降低系统延迟。

由于接收视频的质量和视频播放的流畅性是衡量用户体验水平的重要因素，因此在进行资源调度时，除了考虑信道状态的时变性和有限的系统资源，还需要考虑一些视频的特性，如视频包优先级和严格的视频包时延等。从而，如何有效利用视频的特性和信道状态来进行资源分配，并在保证视频播放流畅性的前提下尽可能提高视频质量是一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明期望提供一种资源分配方法和装置。

本发明提供了一种资源分配方法，所述方法包括：

根据客户端的反馈信息确定所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息；

根据所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息，确定所述客户端的视频包的紧急性参数；

根据视频包优先级、所述视频包的紧急性参数和信道状态计算将资源块RB分配给不同客户端时的效用函数，为效用函数最大的客户端分配RB，并根据所述效用函数值确定包调度策略和资源分配策略。

其中，所述根据视频包优先级、视频包的紧急性参数和信道状态计算将RB分配给不同客户端时的效用函数，包括：

通过以下方式计算视频包的紧急性参数：其中，μ_k,m表示影响视频包紧急性的因素，P_k,m表示第k个用户的MAC队列中第m个视频包的帧号POC索引，表示第k个用户正在播放的视频帧的帧号，B_num表示I帧和P帧之间的B帧数目；

根据从应用层提取的视频包的优先级pri_k,m和视频包的紧急性参数ρ_k,m，计算第k个用户的第m个视频包的重要性

根据所述第k个用户的第m个视频包的重要性I_k,m和信道状态，计算将第n个RB分配给第k个用户的效用函数值U(k,n)＝f(N_k∪{n})-f(N_k)；其中，f(N_k)表示第k个用户的视频包的总重要性，表示第k个用户的第m个视频包的包调度策略，M_k表示给第k个用户MAC队列中的视频包数目，w_k表示经验权值，∪表示并集；

将第n个RB分配给效用函数值U(k,n)最大的客户端。

其中，在为效用函数最大的客户端分配RB后，所述方法还包括：

更新已分配给所述客户端的RB的集合。

其中，在确定包调度策略后，所述方法还包括：

计算已选择进行传输的帧可以支持的播放时间其中，F_pr表示第k个用户视频播放的帧率，N_mac(k)表示第k个用户在时间内传输的帧的数目；

将所述告知相应的客户端，用于所述客户端根据计算向服务器发送下一片断segment请求的时间T_i(k)，其中，T_i(k)是由客户端通过以下方式确定的：在确定大于不大于零时，计算请求下一个segment的时间T_i(k)＝max(T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)-T_g(k),0)，其中，T_mac(k)表示第k个用户的MAC队列中的包可以支持的连续播放时间，T_b(k)表示第k个用户的视频可以连续不间断的播放时间，T_l(k)表示集合RP_k中的帧可以支持的播放时间，集合RP_k表示第k个用户的MAC队列中没有被调度的视频包的集合，T_g(k)表示保护时间间隔。

本发明提供了一种资源分配装置，所述装置包括：

信息确定单元，用于根据客户端的反馈信息确定所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息；

紧急性参数确定单元，用于根据所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息，确定所述客户端的视频包的紧急性参数；

分配单元，用于根据视频包优先级、所述视频包的紧急性参数和信道状态计算将资源块RB分配给不同客户端时的效用函数，为效用函数最大的客户端分配RB，并根据所述效用函数值确定包调度策略和资源分配策略。

其中，所述分配单元进一步用于，通过以下方式计算视频包的紧急性参数： ${\mathrm{\ρ}}_{k,m}=e^{-{\mathrm{\μ}}_{k,m}},$ 其中，μ_k,m表示影响视频包紧急性的因素，P_k,m表示第k个用户的MAC队列中第m个视频包的帧号POC索引，表示第k个用户正在播放的视频帧的帧号，B_num表示I帧和P帧之间的B帧数目；

根据从应用层提取的视频包的优先级pri_k,m和视频包的紧急性参数ρ_k,m，计算第k个用户的第m个视频包的重要性

根据所述第k个用户的第m个视频包的重要性I_k,m和信道状态，计算将第n个RB分配给第k个用户的效用函数值U(k,n)＝f(N_k∪{n})-f(N_k)；其中，f(N_k)表示第k个用户的视频包的总重要性，表示第k个用户的第m个视频包的包调度策略，M_k表示给第k个用户MAC队列中的视频包数目，w_k表示经验权值，∪表示并集；

将第n个RB分配给效用函数值U(k,n)最大的客户端。

其中，所述装置还包括：更新单元，用于在所述分配单元为效用函数最大的客户端分配RB后，所述更新单元更新已分配给所述客户端的RB的集合。

其中，所述装置还包括：时间计算发送单元，用于在确定包调度策略后，计算已选择进行传输的帧可以支持的播放时间其中，F_pr表示第k个用户视频播放的帧率，N_mac(k)表示第k个用户在时间内传输的帧的数目；

将所述告知相应的客户端，用于所述客户端根据计算向服务器发送下一片断segment请求的时间T_i(k)，其中，T_i(k)是由客户端通过以下方式确定的：在确定大于不大于零时，计算请求下一个segment的时间T_i(k)＝max(T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)-T_g(k),0)，其中，T_mac(k)表示第k个用户的MAC队列中的包可以支持的连续播放时间，T_b(k)表示第k个用户的视频可以连续不间断的播放时间，T_l(k)表示集合RP_k中的帧可以支持的播放时间，集合RP_k表示第k个用户的MAC队列中没有被调度的视频包的集合，T_g(k)表示保护时间间隔。

本发明提供的一种资源分配方法和装置，通过客户端播放缓存状态和视频播放信息确定视频包的紧急性，并综合考虑视频包优先级和信道状态来决定将RB分配给哪个用户。另外，综合考虑MAC队列信息和客户端播放缓存状态，确定客户端请求下一个segment的时间。综合考虑以上因素，本发明实施例可以提高客户端接收视频的质量，并且保证视频播放的流畅性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种资源分配方法的流程图；

图2为本发明实施例在LTE系统下针对视频业务的资源分配系统框图；

图3为本发明实施例的另一资源分配方法的流程图；

图4为本发明实施例进行视频包调度和资源分配的一流程图；

图5为本发明实施例根据估计的MAC队列信息和客户端缓存信息确定请求segment的时间的流程图；

图6为本发明实施例进行视频包调度的一流程图；

图7为本发明实施例的一种资源分配装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

为实现在保证视频播放流畅性的前提下尽可能提高视频质量，本发明实施例提供了一种资源分配方法，如图1所示，所述方法主要包括：

步骤101，根据客户端的反馈信息确定所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息。

步骤102，根据所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息，确定所述客户端的视频包的紧急性参数。

步骤103，根据视频包优先级、所述视频包的紧急性参数和信道状态计算将资源块(RB)分配给不同客户端时的效用函数，为效用函数最大的客户端分配RB，并根据所述效用函数值确定包调度策略和资源分配策略。

较佳的，本发明实施例还根据MAC队列的信息和客户端播放缓存状态，提出一种自适应的segment请求策略，确定请求下一个segment的时间，具体实现方式将在后续进行详细说明。

本发明实施例通过客户端播放缓存状态和视频播放信息确定视频包的紧急性，并综合考虑视频包优先级和信道状态来决定将RB分配给哪个用户。另外，综合考虑MAC队列信息和客户端播放缓存状态，确定客户端请求下一个segment的时间。综合考虑以上因素，本发明实施例可以提高客户端接收视频的质量，并且保证视频播放的流畅性。

下面结合图2所示LTE系统下针对视频业务的资源分配系统框图，对本发明实施例的资源分配方法进一步详细说明。

图2所示的系统中有N个RB和K个视频用户，每个视频用户请求相同或者不同的视频序列，每个视频序列通过视频编码器进行编码得到压缩的H.264码流，每个码流由多个segment组成，所有segment存储在服务器端，并且和基站之间采用有线的无损连接方式。将在编码端得到的包优先级参数写入包头并传输到MAC层，并在MAC层通过客户端反馈的ACK信息估计客户端缓存情况和播放状态的信息。根据包优先级、包紧急性和反馈的CQI信息确定包调度策略和资源分配策略，以此来提高系统的整体性能。在客户端，根据估计的MAC队列信息和客户端缓存信息确定一个合适的请求segment的时间。

资源分配的方法如图3所示，主要包括以下过程：

步骤11、初始化参数。

初始化每个用户的已分配RB的集合其中k为用户编号，K为系统的RB数。

步骤12、预测客户端缓存状态信息并丢弃超时的视频包。

为得到准确的视频包紧急性参数，需要建立一个客户端缓存的预测模型，通过基站MAC层收到的用户反馈的信息ACK可以获知视频包是否被成功接收；再通过视频播放的帧率，可以得到每个用户的播放列表和缓存状态。视频播放帧率的信息在视频包的数据中有特定的标志位进行体现。基站发送视频流时已知帧率，如15f/s、25f/s，基站通过帧率和已经发送的视频包数目、视频包的接受情况、客户端缓存区的大小，可以估算用户的缓存状态信息。本发明实施例用表示预测的第k个用户的客户端缓存中的帧数(作为客户端的缓存状态信息)，表示预测的第k个用户正在播放的视频帧的帧号(作为客户端的视频播放信息)。

设第k个用户的MAC队列中第m个视频包的帧号(POC)索引为P_k,m，根据预测的每个用户正在播放的视频帧的帧号丢弃超时的视频包，即丢弃第k个用户的MAC队列中满足的视频包。表明P_k,m的视频包已经超时。

步骤13、进行包调度和资源分配。

已知本发明实施例的系统中有N个RB和K个用户，依次计算将RB分配给不同用户时的效用函数，并将RB分配给效用函数值最大的用户，直到所有RB均分配完毕为止。进行视频包调度和资源分配的具体步骤如图4所示，主要包括：

步骤131.进行包调度。

已知I帧和P帧之间的B帧数目为B_num，第k个用户的MAC队列中第m个视频包的POC索引为P_k,m，由于I帧和P帧必须在B帧之前接收来对B帧进行解码，则影响视频包紧急性的因素μ_k,m如公式(1)所示：

当P_k,m属于I帧或P帧时，μ_k,m的取值为当P_k,m属于B帧时，μ_k,m的取值为 表示预测的第k个用户(客户端)正在播放的视频帧的帧号。

设ρ_k,m为当前时刻调度第k个用户的第m个视频包的可能性，视频包越紧急，调度该视频包的可能性越大；也就是说，ρ_k,m的取值越大，表示视频包越紧急，ρ_k,m用于表示视频包的紧急性。ρ_k,m的计算如公式(2)所示：

${\mathrm{\ρ}}_{k,m}=e^{-{\mathrm{\μ}}_{k,m}}---\left(2\right)$

根据从应用层提取的视频包的优先级pri_k,m和视频包的紧急性参数ρ_k,m，计算第k个用户的第m个视频包的重要性I_k,m，如公式(3)所示：

$I_{k,m}=e^{-{\mathrm{\μ}}_{k,m}}\·{\mathrm{pri}}_{k,m}---\left(3\right)$

已知集合N_k中的RB的CQI值的集合为CQI_k，那么选择集合N_k中的RB可以支持的最高调制方式j^*保证用户k的误块率小于10％。根据用户k选择的调制编码方式查表可以得到集合N_k中的RB的总传输能力c_k。

为了使总的视频包重要性最大，需要确定视频包调度策略来解决下面的问题，如公式(4)所示：

$\begin{array}{c}\max w_k\underset{m=1}{\overset{M_k}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{k,m}{\mathrm{\τ}}_{k,m}\\ s.t.\\ c_k\≥\underset{m=1}{\overset{M_k}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_{k,m}{R}_{k,m}\\ {\mathrm{\τ}}_{k,m}\∈\left\{\mathrm{0,1}\right\}\end{array}---\left(4\right)$

其中，M_k表示给第k个用户MAC队列中的视频包数目；τ_k,m表示视频包调度策略，τ_k,m＝1表示第k个用户的第m个视频包被调度，τ_k,m＝0表示第k个用户的m第个视频包未被调度；R_k,m表示第k个用户的第m个视频包的大小；w_k表示经验权值，取值可以为1。

那么上述问题可以变成如公式(5)所示的形式：

$V_{M_k}\left(c_k\right)=\max \left\{w_k\underset{m=1}{\overset{M_k}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{k,m}{\mathrm{\τ}}_{k,m}\right|\underset{m=1}{\overset{M_k}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_{k,m}\·R_{k,m}\≤c_k\}---\left(5\right)$

表示在总的传输能力评估系统中，缓冲区的状态；如果第m+1到第M_k个视频包的调度策略已经确定，那么第k个用户剩余的可用传输能力可以表示为则视频包调度问题如公式(6)所示：

$V_m\left(\mathrm{\λ}\right)=\max \left\{w_k\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{k,j}{\mathrm{\τ}}_{k,j}\right|\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_{k,j}\·R_{k,j}\≤\mathrm{\λ}\}---\left(6\right)$

V_m(λ)表示在剩余传输能力评估系统中，缓冲区的状态；根据上述问题可以得到视频包调度策略如公式(7)所示：

${\mathrm{\τ}}_{k,m}^{*}=\left\{\begin{array}{cc}0,& V_m\left(\mathrm{\λ}\right)=V_{m-1}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ 1,& V_m\left(\mathrm{\λ}\right)\≠V_{m-1}\left(\mathrm{\λ}\right)\end{array}\right.---\left(7\right)$

步骤132.计算将RB分配给不同用户时的效用函数。

根据步骤131确定了用户k的包调度策略即确定了集合N_k中的RB的总传输能力能够支持传输的视频包集合，那么这些视频包的总重要性表示为f(N_k)，如公式(8)所示：

$f\left(N_k\right)=w_k\underset{m=1}{\overset{M_k}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{k,m}{\mathrm{\τ}}_{k,m}^{*}---\left(8\right)$

计算将第n个RB分配给第k个用户的效用函数值U(k,n)，如公式(9)所示：

U(k,n)＝f(N_k∪{n})-f(N_k)(9)

步骤133.给效用函数值最大的用户分配RB。

根据步骤132中计算的效用函数值U(k,n)，将第n个RB分配给效用函数值最大的用户，如公式(10)所示：

$k^{*}=\underset{1\≤k\≤K}{\arg \max }U(k,n)---\left(10\right)$

更新已分配给第k^*个用户的RB的集合如公式(11)所示：

$N_{k^{*}}=N_{k^{*}}\∪\left\{n\right\}---\left(11\right)$

步骤134.判断是否所有RB均分配完毕。

若所有RB均分配完毕，执行步骤14；否则执行步骤131。

步骤14、得到包调度策略和资源调度策略

根据以上步骤可以得到给每个用户分配的RB情况N_k(1≤k≤K)(即为资源调度策略)和视频包调度策略(1≤k≤K,1≤m≤M_k)。

在客户端侧，根据估计的MAC队列信息和客户端缓存信息确定一个合适的请求segment的时间，具体如图5所示：

步骤21、初始化参数。

在步骤11～14描述的包调度策略和资源分配方法的基础上，本发明实施例还提出了一种自适应的segment请求策略，根据客户端缓存状态和MAC队列信息来确定一个合适的客户端发送segment请求信息的时间。

已知在客户端，第k个用户缓存的帧的帧数为N_b(k)，那么第k个用户的视频可以连续不间断的播放时间为T_b(k)＝N_b(k)/F_pr，其中，F_pr表示第k个用户视频播放的帧率。由于在时间T_b(k)内会有在MAC队列中的视频包到达客户端，所以在决定发送segment请求信息的时间时需要考虑MAC队列的情况。本发明实施例中用MAC层估计的第k个用户客户端缓存可以支持的连续不间断播放的时间来代替T_b(k)。令T_mac(k)表示MAC队列中的视频包可以支持的播放时间，表示估计的传输速率。

在估计T_mac(k)之前，先初始化系统参数，令并估计传输速率

步骤22、进行包调度。

进行视频包调度的具体步骤如图6所示，包括：

步骤221.计算传输能力。

已知此时表示MAC层估计的第k个用户的客户端缓存可以支持的连续不间断播放的时间，表示估计的传输速率，则可以计算在时间内总的传输能力c_k，如公式(12)所示：

$c_k={\hat{T}}_{\mathrm{mac}}\left(k\right)\·{\hat{r}}_k---\left(12\right)$

步骤222.得到包调度策略。

根据步骤11～14得到包调度策略τ_k，即得到第k个用户的哪些包已经被调度。

步骤223.更新没有进行调度的包的集合。

本发明实施例中，RP_k表示第k个用户的MAC队列中没有进行调度的包的集合。根据包调度策略τ_k更新集合RP_k，并计算在时间内传输的帧的数目N_mac(k)。

步骤23、计算已选择进行传输的帧可以支持的播放时间并更新T_mac(k)。

根据步骤223中得到的在时间内传输的帧的数目N_mac(k)，可以计算这些帧可以支持的播放时间，如公式(13)所示：

${\hat{T}}_{\mathrm{mac}}\left(k\right)=N_{\mathrm{mac}}\left(k\right)/F_{\mathrm{pr}}---\left(13\right)$

那么，可以更新MAC队列中的包可以支持的连续播放的时间T_mac(k)，如公式(14)所示：

$T_{\mathrm{mac}}\left(k\right)=T_{\mathrm{mac}}\left(k\right)+{\hat{T}}_{\mathrm{mac}}\left(k\right)---\left(14\right)$

步骤24、判断是否大于零。

如果表示传输的视频包可以支持播放的时间大于零，在这段播放时间内MAC队列中的视频包仍有机会传输到客户端，为了计算在时间内可以传输的包的数目，执行步骤25；否则，表示客户端视频播放已中断，MAC队列中的包可以支持的连续播放的时间为T_mac(k)，执行步骤26。

步骤25、判断MAC队列中是否还有包没有进行调度。

如果MAC队列中有包没有进行调度，即执行步骤22；否则，执行步骤26。

步骤26、计算请求下一个segment的时间。

如果执行上述步骤后表示MAC队列中的所有包都能及时到达客户端，且能够在没有请求下一个segment的前提下，在时间T_mac(k)+T_b(k)内保证客户端视频播放的连续性；若表示客户端视频在播放T_mac(k)+T_b(k)时间后会发生中断。设集合RP_k中的帧数为N_l(k)，那么集合RP_k中的帧可以支持的播放时间为T_l(k)＝N_l(k)/F_pr，所以客户端缓存中的帧和MAC队列中的帧可以支持的总播放时间为T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)。由于下一个segment需要一定时间才能传输到客户端，所以为了减少客户端播放中断的概率，本发明实施例引入了一个时间间隔T_g(k)保证客户端播放的连续性。那么，可以计算请求下一个segment的时间T_i(k)，如公式(15)所示：

T_i(k)＝max(T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)-T_g(k),0)(15)

如果T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)-T_g(k)<0，表示客户端缓存中的帧和MAC队列中的帧可以支持的总播放时间小于保护时间T_g(k)，需要立即请求下一个segment以保证用户视频播放的连续性；否则，表示总播放时间大于保护时间T_g(k)，可以等待一段时间T_i(k)后再请求下一个segment。

对应本发明实施例的资源分配方法，本发明实施例还提供了一种资源分配装置，如图7所示，主要包括：

信息确定单元10，用于根据客户端的反馈信息确定所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息；

紧急性参数确定单元20，用于根据所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息，确定所述客户端的视频包的紧急性参数；

分配单元30，用于根据视频包优先级、所述视频包的紧急性参数和信道状态计算将资源块RB分配给不同客户端时的效用函数，为效用函数最大的客户端分配RB，并根据所述效用函数值确定包调度策略和资源分配策略。

较佳的，分配单元30进一步用于，通过以下方式计算视频包的紧急性参数： ${\mathrm{\&rho;}}_{k,m}=e^{-{\mathrm{\&mu;}}_{k,m}},$ 其中，μ_k,m表示影响视频包紧急性的因素，P_k,m表示第k个用户的MAC队列中第m个视频包的帧号POC索引，表示第k个用户正在播放的视频帧的帧号，B_num表示I帧和P帧之间的B帧数目；

根据从应用层提取的视频包的优先级pri_k,m和视频包的紧急性参数ρ_k,m，计算第k个用户的第m个视频包的重要性

根据所述第k个用户的第m个视频包的重要性I_k,m和信道状态，计算将第n个RB分配给第k个用户的效用函数值U(k,n)＝f(N_k∪{n})-f(N_k)；其中，表示第k个用户的视频包的总重要性，表示第k个用户的第m个视频包的包调度策略，M_k表示给第k个用户MAC队列中的视频包数目，w_k表示经验权值，∪表示并集；

将第n个RB分配给效用函数值U(k,n)最大的客户端。

较佳的，所述装置还包括：更新单元40，用于在分配单元30为效用函数最大的客户端分配RB后，所述更新单元40更新已分配给所述客户端的RB的集合。

较佳的，所述装置还包括：时间计算发送单元50，用于在确定包调度策略后，计算已选择进行传输的帧可以支持的播放时间其中，F_pr表示第k个用户视频播放的帧率，N_mac(k)表示第k个用户在时间内传输的帧的数目；

将所述告知相应的客户端，用于所述客户端根据计算向服务器发送下一片断segment请求的时间T_i(k)，其中，T_i(k)是由客户端通过以下方式确定的：在确定大于不大于零时，计算请求下一个segment的时间T_i(k)＝max(T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)-T_g(k),0)，其中，T_mac(k)表示第k个用户的MAC队列中的包可以支持的连续播放时间，T_b(k)表示第k个用户的视频可以连续不间断的播放时间，T_l(k)表示集合RP_k中的帧可以支持的播放时间，集合RP_k表示第k个用户的MAC队列中没有被调度的视频包的集合，T_g(k)表示保护时间间隔。

需要说明的是，上述信息确定单元10、紧急性参数确定单元20、分配单元30、更新单元40和时间计算发送单元50，可以由资源分配装置的中央处理器(CPU，CentralProcessingUnit)、微处理器(MPU，MicroProcessingUnit)、数字信号处理器(DSP，DigitalSignalProcessor)或可编程逻辑阵列(FPGA，Field－ProgrammableGateArray)实现。本发明实施例的资源分配装置可应用于基站侧，从而本发明实施例还提供了一种包含所述资源分配装置的基站。

综上所述，本发明实施例通过客户端播放缓存状态和视频播放信息确定视频包的紧急性，并综合考虑视频包优先级和信道状态来决定将RB分配给哪个用户。另外，综合考虑MAC队列信息和客户端播放缓存状态，确定客户端请求下一个segment的时间。综合考虑以上因素，本发明实施例可以提高客户端接收视频的质量，并且保证视频播放的流畅性。

与现有技术相比，本发明实施例进行包调度和资源分配时考虑了视频包重要性，从而使接收到的视频的质量得到了提高，同时考虑了客户端的缓存信息和播放信息，提高了客户端视频播放的流畅性；由于进行自适应segment请求时考虑了MAC队列的信息，避免了MAC队列溢出导致的丢包，同时考虑了客户端缓存的信息，使系统资源能给分配给最需要的用户，保证客户端视频播放的流畅性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种资源分配方法，其特征在于，所述方法包括：

根据客户端的反馈信息确定所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息；

根据所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息，确定所述客户端的视频包的紧急性参数；

根据视频包优先级、所述视频包的紧急性参数和信道状态计算将资源块RB分配给不同客户端时的效用函数，为效用函数最大的客户端分配RB，并根据所述效用函数值确定包调度策略和资源分配策略。

2.根据权利要求1所述资源分配方法，其特征在于，所述根据视频包优先级、视频包的紧急性参数和信道状态计算将RB分配给不同客户端时的效用函数，包括：

通过以下方式计算视频包的紧急性参数：其中，μ_k,m表示影响视频包紧急性的因素，P_k,m表示第k个用户的MAC队列中第m个视频包的帧号POC索引，表示第k个用户正在播放的视频帧的帧号，B_num表示I帧和P帧之间的B帧数目；

根据从应用层提取的视频包的优先级pri_k,m和视频包的紧急性参数ρ_k,m，计算第k个用户的第m个视频包的重要性

根据所述第k个用户的第m个视频包的重要性I_k,m和信道状态，计算将第n个RB分配给第k个用户的效用函数值U(k,n)＝f(N_k∪{n})-f(N_k)；其中，f(N_k)表示第k个用户的视频包的总重要性，表示第k个用户的第m个视频包的包调度策略，M_k表示给第k个用户MAC队列中的视频包数目，w_k表示经验权值，∪表示并集；

将第n个RB分配给效用函数值U(k,n)最大的客户端。

3.根据权利要求2所述资源分配方法，其特征在于，在为效用函数最大的客户端分配RB后，所述方法还包括：

更新已分配给所述客户端的RB的集合。

4.根据权利要求2所述资源分配方法，其特征在于，在确定包调度策略后，所述方法还包括：

计算已选择进行传输的帧可以支持的播放时间其中，F_pr表示第k个用户视频播放的帧率，N_mac(k)表示第k个用户在时间内传输的帧的数目；

将所述告知相应的客户端，用于所述客户端根据计算向服务器发送下一片断segment请求的时间T_i(k)，其中，T_i(k)是由客户端通过以下方式确定的：在确定大于不大于零时，计算请求下一个segment的时间T_i(k)＝max(T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)-T_g(k),0)，其中，T_mac(k)表示第k个用户的MAC队列中的包可以支持的连续播放时间，T_b(k)表示第k个用户的视频可以连续不间断的播放时间，T_l(k)表示集合RP_k中的帧可以支持的播放时间，集合RP_k表示第k个用户的MAC队列中没有被调度的视频包的集合，T_g(k)表示保护时间间隔。

5.一种资源分配装置，其特征在于，所述装置包括：

信息确定单元，用于根据客户端的反馈信息确定所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息；

紧急性参数确定单元，用于根据所述客户端的播放缓存状态信息和视频播放信息，确定所述客户端的视频包的紧急性参数；

分配单元，用于根据视频包优先级、所述视频包的紧急性参数和信道状态计算将资源块RB分配给不同客户端时的效用函数，为效用函数最大的客户端分配RB，并根据所述效用函数值确定包调度策略和资源分配策略。

6.根据权利要求5所述资源分配装置，其特征在于，所述分配单元进一步用于，通过以下方式计算视频包的紧急性参数：其中，μ_k,m表示影响视频包紧急性的因素，P_k,m表示第k个用户的MAC队列中第m个视频包的帧号POC索引，表示第k个用户正在播放的视频帧的帧号，B_num表示I帧和P帧之间的B帧数目；

根据从应用层提取的视频包的优先级pri_k,m和视频包的紧急性参数ρ_k,m，计算第k个用户的第m个视频包的重要性

根据所述第k个用户的第m个视频包的重要性I_k,m和信道状态，计算将第n个RB分配给第k个用户的效用函数值U(k,n)＝f(N_k∪{n})-f(N_k)；其中，f(N_k)表示第k个用户的视频包的总重要性，表示第k个用户的第m个视频包的包调度策略，M_k表示给第k个用户MAC队列中的视频包数目，w_k表示经验权值，∪表示并集；

将第n个RB分配给效用函数值U(k,n)最大的客户端。

7.根据权利要求6所述资源分配装置，其特征在于，所述装置还包括：更新单元，用于在所述分配单元为效用函数最大的客户端分配RB后，所述更新单元更新已分配给所述客户端的RB的集合。

8.根据权利要求7所述资源分配装置，其特征在于，所述装置还包括：时间计算发送单元，用于在确定包调度策略后，计算已选择进行传输的帧可以支持的播放时间其中，F_pr表示第k个用户视频播放的帧率，N_mac(k)表示第k个用户在时间内传输的帧的数目；

将所述告知相应的客户端，用于所述客户端根据计算向服务器发送下一片断segment请求的时间T_i(k)，其中，T_i(k)是由客户端通过以下方式确定的：在确定大于不大于零时，计算请求下一个segment的时间T_i(k)＝max(T_mac(k)+T_b(k)+T_l(k)-T_g(k),0)，其中，T_mac(k)表示第k个用户的MAC队列中的包可以支持的连续播放时间，T_b(k)表示第k个用户的视频可以连续不间断的播放时间，T_l(k)表示集合RP_k中的帧可以支持的播放时间，集合RP_k表示第k个用户的MAC队列中没有被调度的视频包的集合，T_g(k)表示保护时间间隔。