CN111049829A - 视频流传输方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

视频流传输方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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CN111049829A CN201911282947.5A CN201911282947A CN111049829A CN 111049829 A CN111049829 A CN 111049829A CN 201911282947 A CN201911282947 A CN 201911282947A CN 111049829 A CN111049829 A CN 111049829A
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Abstract

本申请涉及一种视频流传输方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取视频服务器发送的待传输视频数据，确定待传输视频数据中多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，将多个无线帧打包为当前超帧；获取多个基站的信道状态信息，将当前超帧输入至传输决策模型，通过传输决策模型根据信道状态信息和接收方信息计算当前超帧的传输决策参数；根据传输决策参数将当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输；持续利用传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。采用本方法能够有效提高视频流数据的传输效率。

Description

视频流传输方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种视频流传输方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着互联网通信技术的迅速发展，视频流的传输在视频服务中起到重要作用。在视频流传输技术的发展过程中，出现了一些例如可伸缩视频编码(Scalable VideoCoding,SVC)、基于HTTP协议的自适应流传输(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP,DASH)等视频流传输方式。这种视频流传输方式通过将视频文件切分为多个短片段，每个片段传输完成后即可被播放，这种动态流传输的方式有效缩短了获取视频数据的等待时长。
然而，随着无线通信网络吞吐量的增加以及覆盖范围增大，用户通过蜂窝网络等无线网络观看流式视频数据的需求日益增多。相对于有线信道，无线信道的变化较快且变化较大，当用户接入请求量较大时，对无线信道的干扰和噪声较大，从而影响视频流的传输速度，导致视频流数据的传输效率不高。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效提高视频流数据的传输效率的视频流传输方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种视频流传输方法，所述方法包括：
获取视频服务器发送的待传输视频数据，所述待传输视频数据包括接收方信息和多个待传输视频流片段；
确定所述多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，将所述多个无线帧打包为当前超帧；
获取多个基站的信道状态信息，将所述当前超帧输入至传输决策模型，通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数；
根据所述传输决策参数将所述当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据所述传输决策参数所述当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输；
持续利用所述传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。
在其中一个实施例中，所述通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数包括：根据所述信道状态信息和所述接收方信息确定目标区域的用户接入信息；根据所述用户接入信息确定活跃用户集合和排队队列；根据所述信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合的路径损耗。
在其中一个实施例中，所述根据所述信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合的路径损耗，包括：根据所述当前超帧的帧长度和所述活跃用户集合确定用户接收帧比例；根据所述信道状态信息和所述用户接收帧比例计算所述活跃用户集合相应的用户接收比特数和路径损耗。
在其中一个实施例中，所述通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数包括：根据所述活跃用户集合的用户接收比特数和所述路径损耗确定各接收方对应待传输视频流片段的传输路径、片段数量和编码比特率；利用所述传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率生成所述当前超帧的传输决策参数。
在其中一个实施例中，所述持续利用所述传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数，包括：根据所述当前超帧的传输决策参数确定优化变量；根据所述传输决策参数和所述优化变量计算目标优化参数；通过所述传输决策模型根据所述目标优化参数决策下一个超帧的传输决策参数。
在其中一个实施例中，所述通过所述传输决策模型根据所述优化目标参数决策下一个超帧的传输决策参数，包括：利用所述传输决策参数近似决策下一个超帧的信道频谱利用率和用户动态随机量；根据所述优化变量以及所述信道频谱利用率和用户动态随机量确定目标优化参数；根据所述目标优化参数确定目标优化函数，通过所述传输决策模型利用所述目标优化函数决策下一个超帧的传输决策参数。
一种视频流传输方法，所述方法包括：
接收视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段，所述待传输视频流片段包括传输决策参数，所述传输决策参数包括接收方标识；
根据所述传输决策参数确定对应的传输信道和传输参数；
根据所述传输参数通过所述传输信道将所述多个待传输视频流片段传输至所述接收方标识对应的目标用户终端。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：采集多个传输信道的信道状态信息；将所述信道状态信息发送至所述视频流调度服务器，使得所述视频流调度服务器通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和接收方信息决策当前超帧对应的多个待传输视频流片段的传输决策参数。
一种视频流传输装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取视频服务器发送的待传输视频数据，所述待传输视频数据包括接收方信息和多个待传输视频流片段；
超帧生成模块，用于确定所述多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，将所述多个无线帧打包为当前超帧；
传输决策模块，用于获取多个基站的信道状态信息，将所述当前超帧输入至传输决策模型，通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数；
调度传输模块，用于根据所述传输决策参数将所述当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据所述传输决策参数所述当前超帧的多个待传输视频流片段进行传输；
所述传输决策模块还用于持续利用所述传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。
一种视频流传输装置，其特征在于，所述装置包括：
数据接收模块，用于接收视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段，所述待传输视频流片段包括传输决策参数，所述传输决策参数包括接收方标识；
信道确定模块，用于根据所述传输决策参数确定对应的传输信道和传输参数；
数据传输模块，用于根据所述传输参数通过所述传输信道将所述多个待传输视频流片段传输至所述接收方标识对应的目标用户终端。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请任意一个实施例中提供的视频流传输方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请任意一个实施例中提供的视频流传输方法的步骤。
上述视频流传输方法、装置、计算机设备和存储介质，视频流调度服务器获取视频服务器发送的待传输视频数据后，确定待传输视频数据中多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成一个当前超帧。视频流调度服务器进而利用传输决策模型根据基站的信道状态信息决策当前超帧的传输决策参数，从而根据传输决策参数将当前超帧发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输。由此能够有效对当前超帧进行传输。当前超帧对应的多个待传输视频流片段调度完成后，视频流调度服务器继续利用传输决策模型根据当前超帧的传输决策参数和信道状态信息决策下一个超帧的传输决策参数。由于传输决策模型为基于近似值迭代函数的问题决策模型，有效降低了决策的时间和空间复杂度。通过传输决策模型对所配置超帧的传输参数进行动态决策，能够有效提高决策效率。从而能够有效根据信道状态相适应地分配网络传输资源，避免了用户接入量大时网络出现拥塞，有效提高了视频流数据的传输效率。
附图说明
图1为一个实施例中视频流传输方法的应用场景图；
图2为一个实施例中视频流传输方法的流程示意图；
图3为一个实施例中决策传输决策参数步骤的流程示意图；
图4为另一个实施例中视频流传输方法的流程示意图；
图5为一个实施例中视频流传输装置的结构框图；
图6为另一个实施例中视频流传输装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图8为另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的视频流传输方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，例如，视频流传输方法具体可应用于基于毫米波大规模天线的视频传输系统。其中，视频服务器102通过网络与视频流调度服务器104进行通信，视频流调度服务器104通过网络与基站106进行通信，基站106通过网络与用户终端108进行通信。其中，视频服务器102和视频流调度服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现，用户终端108可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。视频流调度服务器104获取视频服务器102发送的待传输视频数据后，确定待传输视频数据中多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成一个当前超帧。视频流调度服务器104进而利用传输决策模型根据基站106的信道状态信息决策当前超帧的传输决策参数，从而根据传输决策参数将当前超帧发送至相应的基站进行调度传输，使得基站106根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输，将待传输视频流片段传输至相应的用户终端108。当前超帧对应的多个待传输视频流片段调度完成后，视频流调度服务器104继续利用传输决策模型根据当前超帧的传输决策参数和信道状态信息决策下一个超帧的传输决策参数。由此能够有效提高视频流数据的传输效率。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种视频流传输方法，以该方法应用于图1中的视频流调度服务器为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，获取视频服务器发送的待传输视频数据，待传输视频数据包括接收方信息和多个待传输视频流片段。
其中，视频数据是指连续的图像序列，由一组组连续的图像构成。视频数据可用帧来描述，帧(Frame)是组成视频的最小视觉单位，是一幅静态的图像。将时间上连续的帧序列合成到一起便形成动态视频。视频数据的传输通常可以通过对连续的视频帧进行传输。
待传输视频数据可以为流式视频数据，是视频服务器需要将基于用户请求对应的视频数据发送给相应用户的视频数据。视频流是指视频数据的传输，视频流通常可以被作为一个稳定的和连续的流通过网络处理。待传输视频数据中可以包括多个待传输视频流片段。
视频流调度服务器为视频数据传输系统中用于对待传输视频数据进行调度传输的调度中心。
步骤204，确定多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，将多个无线帧打包为当前超帧。
其中，无线帧是指视频流传输中的无线帧结构。例如，无线帧可以为TD-LTE类型，一个无线帧的长度可以为10ms，每个无线帧包含10个子帧，20个时隙。每个子帧长度均为1ms，每个子帧有2个时隙，每个时隙为0.5ms。超帧是指包括设定时间段内的多个帧结构，由无线通信物理层定义。例如，51×26个无线帧可以为一个超帧。
视频服务器基于用户终端的请求获取对应的待传输视频数据，并将待传输视频数据发送至视频流调度服务器。视频流调度服务器获取待传输视频数据后，根据预先定义的无线帧结构将多个待传输视频流片段配置为多个无线帧，并根据无线帧参数和无线帧数量确定传输计划。视频流调度服务器则确定多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成对应的当前超帧，从而将多个无线帧打包为一个当前超帧。
步骤206，获取多个基站的信道状态信息，将当前超帧输入至传输决策模型，通过传输决策模型根据信道状态信息和接收方信息计算当前超帧的传输决策参数。
其中，基站可以为大规模的多天线基站，用于实现无线终端之间的无线信号传输。基站可以监控多个通信信道的信道状态信息，信道状态信息可以包括信道的质量、信道性能、多径时延、多普勒频偏、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出技术)信道的秩、波束形成向量等参数信息。视频流调度服务器可以实时获取多个基站的信道状态信息。
视频流调度服务器则获取预先构建的传输决策模型，将超帧对应的多个待传输视频流片段输入至传输决策模型中。视频流调度服务器进而通过传输决策模型对超帧的传输方案进行决策分析。其中，传输决策模型可以为基于近似值函数迭代的问题决策模型。
具体地，一个超帧中包含了多个无线帧，一个无线帧包含了多个符号。视频流调度服务器根据信道状态信息确定目标区域的用户数量生成对应的活跃用户集合和排队队列，并计算出每个用户终端分得的无线帧比例和可接收到的比特数，进而根据无线帧比例和可接收比特数计算出用户终端基站的路径损耗以及待传输的视频片段数量。视频流调度服务器还可以进一步根据路径损耗以及视频片段数量等参数确定超帧对应的多个待传输视频流片段的传输路径以及编码比特率。视频流调度服务器则利用分析出的传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及片段编码比特率生成该当前超帧的传输决策参数并输出。
传输决策模型在决策的过程中，可以根据超帧为单位，将当前超帧所对应的多个待传输视频流片段作为一个整体进行决策。决策出各个用户待分配的传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及片段编码比特率，并利用传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及片段编码比特率生成传输决策参数。由于传输决策模型为基于近似值迭代函数的问题决策模型，有效降低了决策的复杂度，从而能够快速有效决策出超帧的传输决策方案。
步骤208，根据传输决策参数将当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输。
步骤210，持续利用传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。
视频流调度服务器通过传输决策模型决策出该超帧的传输决策参数后，则根据传输决策参数对当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行调度传输。具体地，视频流调度服务器根据传输决策参数将超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站，使得基站进一步根据传输决策参数将视频流片段传输至相应的目标用户终端，从而实现对待传输视频流数据的传输。
进一步地，视频流调度服务器对当前超帧对应的多个待传输视频流片段传输完成后，则继续利用传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。具体地，传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数时，可以根据当前超帧的传输决策参数计算出优化变量，进而根据信道状态信息和优化变量进一步决策下一个超帧的传输决策参数，以对下一个超帧进行调度传输。从而能够有效地对视频流数据进行动态调度传输，有效提高了视频流数据的传输效率。
上述视频流传输方法中，视频流调度服务器获取视频服务器发送的待传输视频数据后，确定待传输视频数据中多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成一个当前超帧。视频流调度服务器进而利用传输决策模型根据基站的信道状态信息决策当前超帧的传输决策参数，从而根据传输决策参数将当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输。由此能够有效对当前超帧进行传输。当前超帧对应的多个待传输视频流片段调度完成后，视频流调度服务器继续利用传输决策模型根据当前超帧的传输决策参数和信道状态信息决策下一个超帧的传输决策参数。由于传输决策模型为基于近似值迭代函数的问题决策模型，有效降低了决策的时间和空间复杂度。通过传输决策模型对所配置超帧的传输参数进行动态决策，能够有效提高决策效率。从而能够有效根据信道状态相适应地分配网络传输资源，避免了用户接入量大时网络出现拥塞，有效提高了视频流数据的传输效率。
在一个实施例中，通过传输决策模型根据信道状态信息和接收方信息计算当前超帧的传输决策参数包括：根据信道状态信息和接收方信息确定目标区域的用户接入信息；根据用户接入信息确定活跃用户集合和排队队列；根据信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合的路径损耗。
其中，路径损耗，或称传播损耗，指电波在空间传播所产生的损耗，是由发射功率的辐射扩散及信道的传播特性造成的，反映宏观范围内接收信号功率均值的变化。通常理论上认为对于相同的收发距离，路径损耗也相同。
视频流调度服务器获取视频服务器发送的待传输视频数据后，将待传输视频数据中的多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成一个当前超帧。视频流调度服务器进而利用传输决策模型根据基站的信道状态信息决策当前超帧的传输决策参数。
具体地，基站可以实时采集信道状态信息，其中，信道状态信息包括用户接入信息和各用户视频流传输进度状态等信息。视频流调度服务器对当前超帧进行决策时，则可以获取基站所采集的当前的信道状态信息。视频流调度服务器则根据信道状态信息和接收方信息确定目标区域的用户接入信息，进而根据用户接入信息确定活跃用户集合和排队队列，视频流调度服务器则根据用户接入信息和各用户视频流传输进度状态等信道状态信息以及排队队列确定活跃用户集合的路径损耗。
例如，视频流调度服务器利用传输决策模型对当前超帧进行决策的过程中，可以利用泊松分布算法定义目标区域内的用户数量，并根据信道状态信息和接收方信息确定目标区域的用户接入信息。由于网络吞吐量有限，可能并非所有新用户都可以被服务。因此，可以将在目标区域内一个超帧里最多可以服务的用户数量定义为目标区域的活跃用户集合，并根据目标区域内的用户数量和用户接入信息确定活跃用户集合的排队队列。视频流调度服务器进而可以根据信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合中各个用户的传输路径的路径损耗。
例如，目标区域中在每阶段的超帧的用户数量服从泊松分布的公式可以如下：
Figure BDA0002317259580000091
其中，
Figure BDA0002317259580000092
活跃用户集合的排队队列可以为：
Figure BDA0002317259580000093
Figure BDA0002317259580000094
其中，
Figure BDA0002317259580000101
可以为第i个小区在一个超帧里最多可以服务的用户数量，Ai(t)为目标区域的活跃用户集合，Qi(t)为活跃用户集合中各个用户的排队队列。
通过利用泊松分布能够有效地确定当前超帧对应的活跃用户集合以及排队队列，从而能够快速有效地计算活跃用户集合中各个传输路径的路径损耗。
在一个实施例中，根据信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合的路径损耗，包括：根据当前超帧的帧长度和活跃用户集合确定用户接收帧比例；根据信道状态信息和用户接收帧比例计算活跃用户集合相应的用户接收比特数和路径损耗。
视频流调度服务器利用传输决策模型对当前超帧进行决策的过程中，根据信道状态信息和接收方信息确定目标区域的用户接入信息，进而根据用户接入信息确定活跃用户集合和排队队列，视频流调度服务器则根据用户接入信息和各用户视频流传输进度状态等信道状态信息以及排队队列确定活跃用户集合的路径损耗。
具体地，视频流调度服务器根据当前超帧的帧长度和活跃用户集合确定用户接收帧比例，根据信道状态信息和用户接收帧比例计算活跃用户集合相应的用户接收比特数和路径损耗。
例如，计算用户接收比特数的公式可以如下：
Figure BDA0002317259580000102
其中，一个无线帧包含了L＝Lp+Lu+Ld个符号。其中，Lp为导频长度、Lu为上行符号长度，Ld为用于下行视频数据符号的长度。βi,k(t)代表第(i,k)个用户在第t个超帧内分得的无线帧比例，其中ρj,i,k代表从(i,k)用户到j基站的路径损耗，则可以得到该用户在该当前超帧内可接收到的比特数。由此能够快速有效地计算活跃用户集合中各个传输路径的路径损耗和用户接收比特数。
在一个实施例中，通过传输决策模型根据信道状态信息和接收方信息计算当前超帧的传输决策参数包括：根据活跃用户集合的用户接收比特数和路径损耗确定各接收方对应待传输视频流片段的传输路径、片段数量和编码比特率；利用传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率生成当前超帧的传输决策参数。
视频流调度服务器利用传输决策模型对当前超帧进行决策时，根据信道状态信息和接收方信息确定目标区域的用户接入信息，进而根据用户接入信息确定活跃用户集合和排队队列，视频流调度服务器则根据用户接入信息和各用户视频流传输进度状态等信道状态信息以及排队队列确定活跃用户集合的路径损耗。视频流调度服务器根据当前超帧的帧长度和活跃用户集合确定用户接收帧比例，根据信道状态信息和用户接收帧比例计算活跃用户集合相应的路径损耗和用户接收比特数。视频流调度服务器则根据活跃用户集合的用户接收比特数和路径损耗确定各接收方对应待传输视频流片段的传输路径、片段数量和编码比特率，进而利用传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率生成当前超帧的传输决策参数。从而通过传输决策模型有效地决策出当前超帧的传输决策方案。
例如，假设每个用户需要的视频包含N{seg}个视频流片段。令qi,k(t)代表该用户在当前超帧开始时剩余未传输的视频片段数量,gi,k(t)代表该用户在当前超帧待传输的视频流片段数量。他们之间的关系可以如下：
gi,k(t)＝min{gi(t),qi,k(t)}
Figure BDA0002317259580000111
其中，在传输的过程中可能会因为视频流片段过少而导致传输中断，为保证视频流片段在传输过程中不中断，可以限制：
Figure BDA0002317259580000112
即待传输的视频流片段数量至少超过剩余未传输的视频片段数量。
视频流调度服务器可以计算每个视频流片段的编码比特率，并根据编码比特率计算每个视频流片段的评分。其中，各个用户在一个超帧内传输的视频流片段的总分为各视频流片段分数之和。同一用户在同一超帧内传输的各视频流片段的编码比特率是相同的。视频流调度服务器还可以根据各个视频流片段的评分以及一个超帧内传输的视频流片段的总分计算当前阶段的效益值。视频流调度服务器进而通过传输决策模型根据各个视频流片段的评分以及当前阶段的效益值决策当前超帧对应各个用户的传输路径。
例如，计算每个阶段的效益值的表达式可以为：
Figure BDA0002317259580000121
视频流调度服务器则利用传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率生成当前超帧的传输决策参数，通过传输决策模型快速有效地决策出当前超帧的传输决策方案，有效提高了传输方案的决策效率。
在一个实施例中，如图3所示，持续利用传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数的步骤，具体包括以下内容：
步骤302，根据当前超帧的传输决策参数确定优化变量。
步骤304，根据传输决策参数和优化变量计算目标优化参数。
步骤306，通过传输决策模型根据目标优化参数决策下一个超帧的传输决策参数。
视频流调度服务器获取视频服务器发送的待传输视频数据后，确定待传输视频数据中多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成一个当前超帧。视频流调度服务器进而利用传输决策模型根据基站的信道状态信息决策当前超帧的传输决策参数，从而根据传输决策参数将当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输。当前超帧对应的多个待传输视频流片段调度完成后，视频流调度服务器继续利用传输决策模型根据当前超帧的传输决策参数和信道状态信息决策下一个超帧的传输决策参数。
具体地，视频流调度服务器通过传输决策模型决策出当前超帧的传输决策参数后，则根据当前超帧的传输决策参数确定下一个超帧的优化变量，例如，可以将传输决策模型当前状态下各用户的传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率等传输决策参数作为当前的优化变量，进而根据传输决策参数和优化变量计算目标优化参数。
例如，目标优化参数可以包括当前传输决策参数状态下的奖励函数以及下一个超帧的目标奖励函数总和对应的问题预测参数。其中，优化函数的表达式可以如下：
Figure BDA0002317259580000131
视频流调度服务器由此可以通过传输决策模型根据目标优化参数决策下一个超帧的传输决策参数。通过基于近似值函数的传输决策模型根据当前超帧的传输决策参数动态决策下一个超帧的传输决策，从而能够快速有效地对待传输视频流数据进行动态决策，从而能够有效提高视频流数据的传输效率。
在一个实施例中，通过传输决策模型根据优化目标参数决策下一个超帧的传输决策参数，包括：利用传输决策参数近似决策下一个超帧的信道频谱利用率和用户动态随机量；根据优化变量以及信道频谱利用率和用户动态随机量确定目标优化参数；根据目标优化参数确定目标优化函数，通过传输决策模型利用目标优化函数决策下一个超帧的传输决策参数。
视频流调度服务器由此可以通过传输决策模型根据目标优化参数决策下一个超帧的传输决策参数的过程中，视频流调度服务器可以根据当前超帧的传输决策参数确定下一个超帧的优化变量，例如，可以将传输决策模型当前状态下各用户的传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率等传输决策参数作为当前的优化变量。视频流调度服务器同时还可以根据当前超帧的传输决策参数近似决策出下一个超帧的信道频谱利用率和用户动态随机量，进一步根据优化变量以及信道频谱利用率和用户动态随机量确定目标优化参数，并根据目标优化参数确定目标优化函数，由此通过传输决策模型利用目标优化函数决策下一个超帧的传输决策参数。
例如，传输决策模型可以根据策略函数和优化目标参数定义对应的近似值函数，进而将近似值函数确定为目标优化函数。从而能够有效地通过传输决策模型利用目标优化函数决策下一个超帧的传输决策参数，由此能够有效平衡和保证当前超帧的用户体验和待传输超帧的用户体验，进而能够有效根据信道状态相适应地分配网络传输资源，避免了用户接入量大时网络出现拥塞，有效提高了视频流数据的传输效率。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种视频流传输方法，以该方法应用于图1中的基站为例进行说明，具体包括以下步骤：
步骤402，接收视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段，待传输视频流片段包括传输决策参数，传输决策参数包括接收方标识。
步骤404，根据传输决策参数确定对应的传输信道和传输参数。
步骤406，根据传输参数通过传输信道将多个待传输视频流片段传输至接收方标识对应的目标用户终端。
视频流调度服务器获取视频服务器发送的待传输视频数据后，确定待传输视频数据中多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成一个当前超帧。视频流调度服务器进而利用传输决策模型根据基站的信道状态信息决策当前超帧的传输决策参数。其中，传输决策参数中包括了接收方标识以及传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及片段编码比特率等参数信息。从而根据传输决策参数将当前超帧发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输。
具体地，视频流调度服务器根据传输决策参数将当前超帧中对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站，基站接收到视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段后，根据传输决策参数确定对应的传输信道和传输参数，进而根据传输参数通过传输信道将多个待传输视频流片段传输至接收方标识对应的目标用户终端，由此能够有效对当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输。
当前超帧对应的多个待传输视频流片段调度完成后，视频流调度服务器继续利用传输决策模型根据当前超帧的传输决策参数和信道状态信息决策下一个超帧的传输决策参数，并对下一个超帧的所对应的多个待传输视频流片段进行调度传输。基站则持续接收视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段，并根据视频流调度服务器决策出的传输决策参数对所接收的待传输视频流片段进行传输。
由于传输决策模型为基于近似值迭代函数的问题决策模型，有效降低了决策的时间和空间复杂度。通过传输决策模型对所配置超帧的传输参数进行动态决策，能够有效提高决策效率。从而能够有效根据信道状态相适应地分配网络传输资源，避免了用户接入量大时网络出现拥塞，有效提高了视频流数据的传输效率。
在一个实施例中，该方法还包括：采集多个传输信道的信道状态信息；将信道状态信息发送至视频流调度服务器，使得视频流调度服务器通过传输决策模型根据信道状态信息和接收方信息决策当前超帧对应的多个待传输视频流片段的传输决策参数。
基站可以实时采集该基站对应的多个传输信道的信道状态信息，并将采集的信道状态信息实时上传至视频流调度服务器。视频流调度服务器获取视频服务器发送的待传输视频数据，确定待传输视频数据中多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，并将多个无线帧打包生成一个当前超帧后，视频流调度服务器则可以实时获取基站的多个传输信道的信道状态信息，进而利用传输决策模型根据基站的信道状态信息决策当前超帧的传输决策参数。由此使得视频流调度服务器能够有效地对待传输视频数据进行调度决策，从而根据决策出的传输决策参数对所接收的待传输视频流片段进行传输，进而能够有效根据信道状态相适应地分配网络传输资源，有效提高了视频流数据的传输效率。
应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种视频流传输装置500，包括：数据获取模块502、超帧生成模块504、传输决策模块506和调度传输模块508，其中：
数据获取模块502，用于获取视频服务器发送的待传输视频数据，待传输视频数据包括接收方信息和多个待传输视频流片段；
超帧生成模块504，用于确定多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，将多个无线帧打包为当前超帧；
传输决策模块506，用于获取多个基站的信道状态信息，将当前超帧输入至传输决策模型，通过传输决策模型根据信道状态信息和接收方信息计算当前超帧的传输决策参数；
调度传输模块508，用于根据传输决策参数将当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据传输决策参数当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输；
传输决策模块506还用于持续利用传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。
在一个实施例中，传输决策模块506还用于根据所述信道状态信息和所述接收方信息确定目标区域的用户接入信息；根据所述用户接入信息确定活跃用户集合和排队队列；根据所述信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合的路径损耗。
在一个实施例中，传输决策模块506还用于根据所述当前超帧的帧长度和所述活跃用户集合确定用户接收帧比例；根据所述信道状态信息和所述用户接收帧比例计算所述活跃用户集合相应的用户接收比特数和路径损耗。
在一个实施例中，传输决策模块506还用于根据所述活跃用户集合的用户接收比特数和所述路径损耗确定各接收方对应待传输视频流片段的传输路径、片段数量和编码比特率；利用所述传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率生成所述当前超帧的传输决策参数。
在一个实施例中，传输决策模块506还用于根据所述当前超帧的传输决策参数确定优化变量；根据所述传输决策参数和所述优化变量计算目标优化参数；通过所述传输决策模型根据所述目标优化参数决策下一个超帧的传输决策参数。
在一个实施例中，传输决策模块506还用于利用所述传输决策参数近似决策下一个超帧的信道频谱利用率和用户动态随机量；根据所述优化变量以及所述信道频谱利用率和用户动态随机量确定目标优化参数；根据所述目标优化参数确定目标优化函数，通过所述传输决策模型利用所述目标优化函数决策下一个超帧的传输决策参数。
关于视频流传输装置的具体限定可以参见上文中对于视频流传输方法的限定，在此不再赘述。上述视频流传输装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种视频流传输装置600，包括：数据接收模块602、信道确定模块604和数据传输模块606，其中：
数据接收模块602，用于接收视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段，待传输视频流片段包括传输决策参数，传输决策参数包括接收方标识；
信道确定模块604，用于根据传输决策参数确定对应的传输信道和传输参数；
数据传输模块606，用于根据传输参数通过传输信道将多个待传输视频流片段传输至接收方标识对应的目标用户终端。
在一个实施例中，该装置还包括状态采集模块，用于采集多个传输信道的信道状态信息；将信道状态信息发送至视频流调度服务器，使得视频流调度服务器通过传输决策模型根据信道状态信息和接收方信息决策当前超帧对应的多个待传输视频流片段的传输决策参数。
关于视频流传输装置的具体限定可以参见上文中对于视频流传输方法的限定，在此不再赘述。上述视频流传输装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是视频流调度服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储待传输视频数据、传输决策参数等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现本申请任意一个实施例中提供的视频流传输方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是基站，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过通信总线连接的处理器、存储器、通信接口和存储器。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的存储器用于存储视频流片段传、输决策参数等数据。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现本申请任意一个实施例中提供的视频流传输方法的步骤。
本领域技术人员可以理解，图7和图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请任意一个实施例中提供的视频流传输方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种视频流传输方法，所述方法包括：
获取视频服务器发送的待传输视频数据，所述待传输视频数据包括接收方信息和多个待传输视频流片段；
确定所述多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，将所述多个无线帧打包为当前超帧；
获取多个基站的信道状态信息，将所述当前超帧输入至传输决策模型，通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数；
根据所述传输决策参数将所述当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据所述传输决策参数所述当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输；
持续利用所述传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数包括：
根据所述信道状态信息和所述接收方信息确定目标区域的用户接入信息；
根据所述用户接入信息确定活跃用户集合和排队队列；
根据所述信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合的路径损耗。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道状态信息和排队队列确定活跃用户集合的路径损耗，包括：
根据所述当前超帧的帧长度和所述活跃用户集合确定用户接收帧比例；
根据所述信道状态信息和所述用户接收帧比例计算所述活跃用户集合相应的用户接收比特数和路径损耗。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数包括：
根据所述活跃用户集合的用户接收比特数和所述路径损耗确定各接收方对应待传输视频流片段的传输路径、片段数量和编码比特率；
利用所述传输路径、无线帧数量、视频片段数量以及编码比特率生成所述当前超帧的传输决策参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述持续利用所述传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数，包括：
根据所述当前超帧的传输决策参数确定优化变量；
根据所述传输决策参数和所述优化变量计算目标优化参数；
通过所述传输决策模型根据所述目标优化参数决策下一个超帧的传输决策参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述传输决策模型根据所述优化目标参数决策下一个超帧的传输决策参数，包括：
利用所述传输决策参数近似决策下一个超帧的信道频谱利用率和用户动态随机量；
根据所述优化变量以及所述信道频谱利用率和用户动态随机量确定目标优化参数；
根据所述目标优化参数确定目标优化函数，通过所述传输决策模型利用所述目标优化函数决策下一个超帧的传输决策参数。
7.一种视频流传输方法，所述方法包括：
接收视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段，所述待传输视频流片段包括传输决策参数，所述传输决策参数包括接收方标识；
根据所述传输决策参数确定对应的传输信道和传输参数；
根据所述传输参数通过所述传输信道将所述多个待传输视频流片段传输至所述接收方标识对应的目标用户终端。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集多个传输信道的信道状态信息；
将所述信道状态信息发送至所述视频流调度服务器，使得所述视频流调度服务器通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和接收方信息决策当前超帧对应的多个待传输视频流片段的传输决策参数。
9.一种视频流传输装置，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取视频服务器发送的待传输视频数据，所述待传输视频数据包括接收方信息和多个待传输视频流片段；
超帧生成模块，用于确定所述多个待传输视频流片段的传输计划对应的多个无线帧，将所述多个无线帧打包为当前超帧；
传输决策模块，用于获取多个基站的信道状态信息，将所述当前超帧输入至传输决策模型，通过所述传输决策模型根据所述信道状态信息和所述接收方信息计算所述当前超帧的传输决策参数；
调度传输模块，用于根据所述传输决策参数将所述当前超帧对应的多个待传输视频流片段发送至相应的基站进行调度传输，使得基站根据所述传输决策参数所述当前超帧对应的多个待传输视频流片段进行传输；
所述传输决策模块还用于持续利用所述传输决策模型决策下一个超帧的传输决策参数。
10.一种视频流传输装置，所述装置包括：
数据接收模块，用于接收视频流调度服务器发送的多个待传输视频流片段，所述待传输视频流片段包括传输决策参数，所述传输决策参数包括接收方标识；
信道确定模块，用于根据所述传输决策参数确定对应的传输信道和传输参数；
数据传输模块，用于根据所述传输参数通过所述传输信道将所述多个待传输视频流片段传输至所述接收方标识对应的目标用户终端。
11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6或7至8中任一项所述方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6或7至8中任一项所述的方法的步骤。
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