CN106713316B - 一种基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法，包括：确定第一个传输间隔内缓冲区数据余量初始值为0；根据上一个传输间隔数据余量计算当前传输间隔流媒体传输速率下限；根据上一个传输间隔数据余量和接收端缓冲区大小计算传输速率的上限；确定当前传输间隔内流媒体的传输速率，以速率进行流媒体传输，确定下一个传输间隔的数据余量。本发明针对接收端存在一定容量限制缓存的流媒体业务传输过程，提出能够保障流媒体业务处理不中断、传输数据不溢出损失等服务质量的实时传输资源需求量计算方法。在本发明中形成的传输资源需求范围结果，可以为针对流媒体业务资源管控和具体分配提供有益的支撑。

Description

一种基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法

技术领域

本发明属于流媒体技术领域，尤其涉及一种基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法。

背景技术

流媒体是指采用流式传输的方式在网络中进行传输的媒体格式，是一种在接收端采用边传边播的媒体。边传边播是指当网络上传输媒体业务时，接收端能够不间断地一边接收一边观看或收听被传输的媒体。流媒体的“流”指的是这种媒体的传输方式是流的方式，而并不是指媒体本身。由于流式媒体在播放前并不需要下载或者缓存整个文件，只需要针对当前正在播放信息进行实时的存储或者对尚未播放的信息进行少量缓存。因此对于接收端而言，避免了大量硬件缓存资源和设备的占用。甚至如果传输资源足够大，接收端可以做到无缓存形式的接收和播放处理。但是从另一方面考虑，当前网络的传输资源仍然是这种业务的瓶颈部分。传输网络作为共享的基础资源为众多业务进行共享式服务，因此体现传输资源的速率、流量或者带宽对于单个业务而言并非恒定，它收到众多因素的制约和影响。这样的话，对于流媒体业务而言，较大的缓存能力是提高服务质量的保障。传统流媒体传输过程中，缺少对传输资源需求量的限定，使得在流媒体数据传输充足时不能进行有效的缓存，浪费了传输资源；在流媒体数据缓冲不足时，又不能通过提高传输速率使流媒体业务需求得到保障。传统流媒体传输过程中难免出现服务质量降低，甚至流媒体传输中断的状况。在流媒体业务通信的接收端设置缓存并计算流媒体业务对传输资源的需求，能够在传输资源充足时多传输数据进行储备，而在传输资源不足时就可以利用缓冲的数据余量来保证流媒体业务的服务质量。

综上所述，传统流媒体传输过程中，缺少对传输资源需求量的限定，使得在流媒体数据传输充足时不能进行有效的缓存，浪费了传输资源；在流媒体数据缓冲不足时，不能通过提高传输速率使流媒体业务需求得到保障；传统流媒体传输过程中出现服务质量降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法，旨在解决传统流媒体传输过程中，缺少对传输资源需求量的限定，使得在流媒体数据传输充足时不能进行有效的缓存，浪费了传输资源；在流媒体数据缓冲不足时，不能通过提高传输速率使流媒体业务需求得到保障；传统流媒体传输过程中出现服务质量降低的问题。

本发明是这样实现的，一种基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法，所述基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法包括以下步骤：

第一步，确定第一个传输间隔内缓冲区数据余量初始值为0；

第二步，根据上一个传输间隔数据余量计算当前传输间隔流媒体传输速率下限；

第三步，根据上一个传输间隔数据余量和接收端缓冲区大小计算传输速率的上限；

第四步，确定当前传输间隔内流媒体的传输速率，以速率进行流媒体传输，确定下一个传输间隔的数据余量。

进一步，所述基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法包括以下步骤：

步骤一，设定系统中同时存在N个流媒体业务用户，其中任意用户i在接收端按照速率v_i处理流媒体数据，i＝1～N；v_i不随时间变化；确定合适的时间间隔T作为流媒体业务数据传输的时间度量粒度，在该时间间隔T内任意用户i的数据接收速率不变，用户i在第k个传输时间间隔内的数据接收速率为V_i,k；

步骤二，对于每个接收用户设置单独的接收缓冲区，以U_i,k表示在第k时间间隔开始时刻该缓冲区中存储的对应用户流媒体数据剩余量；在系统初始情况下，任意缓冲区内缓冲的对应用户流媒体数据剩余量为0，即U_i,1＝0；

步骤三、在流媒体传输过程中，用户i满足以下条件：

式中C_i,u(t)为用户i在前k个时间间隔所有处理的数据量之和，C_r,i(k)为用户i在前k时间间隔内已经接收到的数据量之和；

步骤四，在任意传输间隔中第i个用户的数据接收量与数据处理量的关系有以下制约条件：

那么对于用户i，在任意第k个时间间隔内要求流媒体数据传输速率应满足条件：

由于

那么有：

表示用户i在任意第k传输时间间隔内的流媒体数据传输速率V_ik受限于缓冲区大小，形成的取值上限为

步骤五，基于得到用户i在第k个传输时间间隔内流媒体数据传输速率的上下界，确定在该时刻流媒体业务对传输资源的需求范围为

步骤六、按照形成第k个传输时间间隔内流媒体数据实际传输速率V_i,k之后，可以藉此计算下一个传输时间间隔(k+1)开始时用户i的缓冲区数据余量为：

U_i,(k+1)＝V_i,kT+U_i,k-v_iT。

进一步，所述对于前k个传输时间间隔第i个用户的接收量与处理量的关系简化为：

对于用户i，在任意第k个传输时间间隔内要求流媒体数据传输速率应满足以下条件：

在满足通信质量要求不断续情况下，前(k-1)个传输时间间隔内的数据余量

则有：

上式表示接收用户在任一个传输时间间隔，，对流媒体传输速率V_i,k要求的下限为：

进一步，所述针对用户i进行当前第k个时间间隔的资源分配量的确定，其需要满足条件：

本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法的流媒体。

本发明提供的基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法，针对接收端存在一定容量限制缓存的流媒体业务传输过程，提出能够保障流媒体业务处理不中断、传输数据不溢出损失等服务质量的实时传输资源需求量计算方法。在本发明中形成的传输资源需求范围结果，可以作为流媒体业务实际传输速率的参考，目的是流媒体业务在传输资源充足时多传输数据进行储备，而在传输资源不足时利用缓冲的数据余量来保证流媒体业务的服务质量，可以为针对流媒体业务资源管控和具体分配提供有益的支撑。本发明在流媒体业务通信的接收端设置缓存并计算流媒体业务对传输资源的需求，能够在传输资源充足时多传输数据进行储备，而在传输资源不足时就可以利用缓冲的数据余量来保证流媒体业务的服务质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法流程图。

图2是本发明实施例提供的实施例1的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法包括以下步骤：

S101：设定系统中同时存在N个流媒体业务用户，确定合适的时间间隔作为流媒体业务数据传输的时间度量粒度；

S102：对于每个接收用户设置单独的接收缓冲区；

S103：在流媒体传输过程中，用户达到流媒体业务质量需求满足所有处理的数据量之和；

S104：在可实现的通信系统中，任意传输间隔中用户的数据接收量与数据处理量的关系满足制约条件；

S105：基于得到流媒体数据传输速率的上下界，确定在该时刻流媒体业务对传输资源的需求范围；

S106：按照形成传输时间间隔内流媒体数据实际传输速率之后，计算下一个传输时间间隔开始时用户的缓冲区数据余量。

本发明的具体步骤如下：

步骤一、设定系统中同时存在N个流媒体业务用户，其中任意用户i(i＝1～N)在接收端按照速率v_i处理流媒体数据，v_i不随时间变化。进一步确定合适的时间间隔T作为流媒体业务数据传输的时间度量粒度，在该时间间隔T内任意用户i的数据接收速率不变，用户i在第k个传输时间间隔内的数据接收速率为V_i,k；

步骤二、对于每个接收用户设置单独的接收缓冲区，以U_i,k表示在k时间间隔开始时刻该缓冲区中存储的对应用户流媒体数据剩余量。设定在系统初始情况下，任意缓冲区内缓冲的对应用户流媒体数据剩余量为0，即U_i,1＝0；

步骤三、在流媒体传输过程中，用户i为了达到流媒体业务质量需求(不断续)，需要满足以下条件：

式中C_i,u(t)为用户i在前k个时间间隔所有处理的数据量之和，C_r,i(k)为用户i在前k时间间隔内已经接收到的数据量之和。

进一步，对于前k个传输时间间隔第i个用户的接收量与处理量的关系可以简化为：

那么对于用户i，在任意第k个传输时间间隔内要求流媒体数据传输速率应满足以下条件：

因为在满足通信质量要求不断续情况下，前(k-1)个传输时间间隔内的数据余量

则有：

上式表示接收用户在任一个传输时间间隔，为了保证流媒体业务质量，对流媒体传输速率V_i,k要求的下限为：

速率下限表示在该时间间隔中，即使没有足够的接收数据(传输速率小于处理速率)，可以利用缓冲区存储的数据余量来保障流媒体业务质量需求(不断续)。

步骤四、在可实现的通信系统中，用户的接收缓冲区容量大小是受限的，设定用户i的缓冲区容量为S_i。那么，为了保证传输数据不在接收端形成溢出损失，在任意传输间隔中第i个用户的数据接收量与数据处理量的关系有以下制约条件：

那么对于用户i，在任意第k个时间间隔内要求流媒体数据传输速率应满足条件：

由于

那么有：

表示用户i在任意第k传输时间间隔内的流媒体数据传输速率V_ik受限于缓冲区大小，形成的取值上限为

步骤五、基于上述得到用户i在第k个传输时间间隔内流媒体数据传输速率的上下界，可以确定在该时刻流媒体业务对传输资源的需求范围为

据此可以针对用户i进行当前第k个时间间隔的资源分配量的确定，其需要满足条件：

步骤六、按照上述条件形成第k个传输时间间隔内流媒体数据实际传输速率V_i,k之后，可以藉此计算下一个传输时间间隔(k+1)开始时用户i的缓冲区数据余量为：

U_i,(k+1)＝V_i,kT+U_i,k-v_iT。

进一步，跳转至步骤三，进行下一时间间隔该用户资源需求范围和具体分配条件的计算。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。

实施例1：

S1：针对系统同时支持的N个用户，其中用户i处理流媒体数据的速率为常量v_i，确定合适的时间T为流媒体业务传输时间间隔，并保证用户i在时间间隔T内的数据接收速率不变，用户i在第k个传输时间间隔内的数据接收速率为V_ik。

S2：对于用户i设置接收缓冲区，在第1个传输时间间隔内，即k＝1时，需要确定用户i缓存区缓冲的流媒体数据的剩余量为U_i,1＝0，即设置初始条件。

S3：计算流媒体数据传输速率的下限值。

3a)获得该系统传输时间间隔T，检测接收端缓冲区的数据余量U_i,k；

3b)根据获得的传输时间间隔T和接收端缓冲区数据余量U_i,k计算流媒体当前k时间间隔内第i用户流媒体数据传输速率的下限值为：

S4：计算流媒体数据传输速率的上限值。

4a)确定当前用户i的缓冲区大小为S_i；

4b)根据获得的传输时间间隔T和接收端缓冲区数据余量U_i,k计算流媒体当前k时间间隔内第i用户流媒体数据传输速率的上限值为：

S5：计算该用户在传输时间间隔内的数据余量：

5a)根据用户i在第k个流媒体传输时间间隔内数据传输速率的上下界，发送端选择某一合适的传输速率V_i,k进行流媒体数据传输；

5b)则下一个流媒体数据传输时间间隔(k+1)内用户i的缓冲区数据余量为：

U_i,(k+1)＝V_i,kT+U_i,k-v_iT。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法，其特征在于，所述基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法包括以下步骤：

第一步，确定第一个传输间隔内缓冲区数据余量初始值为0；

第二步，根据上一个传输间隔数据余量计算当前传输间隔流媒体传输速率下限；

第三步，根据上一个传输间隔数据余量和接收端缓冲区大小计算传输速率的上限；

第四步，确定当前传输间隔内流媒体的传输速率，以速率进行流媒体传输，确定下一个传输间隔的数据余量；

所述基于接收缓冲的流媒体业务传输资源需求获取方法还包括以下步骤：

步骤一，设定系统中同时存在N个流媒体业务用户，其中任意用户i在接收端按照速率v_i处理流媒体数据，i＝1～N；v_i不随时间变化；确定合适的时间间隔T作为流媒体业务数据传输的时间度量粒度，在该时间间隔T内任意用户i的数据接收速率不变，用户i在第k个传输时间间隔内的数据接收速率为V_i,k；

步骤二，对于每个接收用户设置单独的接收缓冲区，以U_i,k表示在k时间间隔开始时刻该缓冲区中存储的对应用户流媒体数据剩余量；在系统初始情况下，任意缓冲区内缓冲的对应用户流媒体数据剩余量为0，即U_i,1＝0；

步骤三、在流媒体传输过程中，用户i满足以下条件：

式中 C_u,i( k ) 为用户i在前k个时间间隔所有处理的数据量之和，C_r,i(k)为用户i在前k时间间隔内已经接收到的数据量之和；

步骤四，在任意传输间隔中第i个用户的数据接收量与数据处理量的关系有以下制约条件：

那么对于用户i，在任意第k个时间间隔内要求数据接收速率应满足条件：

由于

那么有：

表示用户i在任意第k传输时间间隔内的数据接收速率V_i,k受限于缓冲区大小，形成的取值上限为

步骤五，基于得到用户i在第k个传输时间间隔内流媒体数据传输速率的上下界，确定在该时刻流媒体业务对传输资源的需求范围为

步骤六、按照形成第k个传输时间间隔内数据接收速率V_i,k之后，藉此计算下一个传输时间间隔(k+1)开始时用户i的缓冲区数据余量为：

U_i,(k+1)＝V_i,kT+U_i,k-v_iT；

所述对于前k个传输时间间隔第i个用户的接收量与处理量的关系简化为：

对于用户i，在任意第k个传输时间间隔内要求数据接收速率应满足以下条件：

在满足通信质量要求不断续情况下，前(k-1)个传输时间间隔内的数据余量

则有：

上式表示接收用户在任一个传输时间间隔，对数据接收速率V_i,k要求的下限为：

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