CN113099259B - 流媒体的组播发送方法、装置、组播服务器以及介质 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种流媒体的组播发送方法、装置、组播服务器以及存储介质，其中的方法包括：根据终端的信道质量、视频播放缓冲区信息以及请求的视频分片信息，确定与终端相对应的体验质量；基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于分组数量将全部终端划分为多个组播组；向组播组内的全部终端发送与视频分片信息相对应的流媒体。本公开的方法、装置、组播服务器以及存储介质，可以快速调整分组数量并对终端进行分组，将状态接近的终端动态划分到同一个组播组中，使资源分配更加合理，为用户终端获得高QoE提供了保障，可以提高组播传输的稳定性，提高了用户的使用感受度。

Description

流媒体的组播发送方法、装置、组播服务器以及介质
技术领域
本发明涉及组播通信技术领域，尤其涉及一种流媒体的组播发送方法、装置、组播服务器以及存储介质。
背景技术
移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)可以通过部署MEC服务器，为接入无线网络的边缘节点提供计算和存储能力，从而提高移动网络的性能。动态自适应流媒体技术(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP,DASH)可以很好地适应不同的带宽状态，根据用户的网络质量情况，动态地调整所请求视频分片的比特率。由于视频直播的普及，大量用户在同一时刻请求同一视频内容的场景已经非常普遍，因此网络中存在大量的冗余数据传输。组播传输可以提高网络资源的利用率，但是，目前缺少有效对用户进行动态分组的技术方案，影响了组播传输的性能。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种流媒体的组播发送方法、装置、组播服务器以及存储介质。
根据本公开的第一方面，提供一种流媒体的组播发送方法，包括：根据终端的信道质量、视频播放缓冲区信息以及请求的视频分片信息，确定与所述终端相对应的体验质量；基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于所述分组数量将全部终端划分为多个组播组；向所述组播组内的全部终端发送与视频分片信息相对应的流媒体。
可选地，所述信道质量包括：所述终端在请求第m个视频分片时的第一信道质量、在请求第m-1个视频分片时的第二信道质量；所述视频分片信息包括：所述第m个视频分片的大小以及终端下载所述第m个视频分片所占用的带宽；所述确定与所述终端相对应的体验质量包括：根据所述第一信道质量确定视频播放质量；根据所述第一信道质量和所述第二信道质量确定信道质量差异；根据所述第m个视频分片的大小、所述视频播放缓冲区信息和所述带宽，确定与所述第m个视频分片相对应的再缓冲时间；根据所述视频播放质量、所述信道质量差异和所述再缓冲时间，确定所述体验质量。
可选地，所述基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于所述分组数量将全部终端划分为多个组播组包括：根据所述体验质量的视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，生成对应终端的第一向量样本；其中，所述第一向量样本为三维向量样本；根据全部终端的第一向量样本，生成样本数据集；根据预设的聚类策略在所述样本数据集中选取多个聚类中心；其中，所述多个聚类中心的数量为所述组播组的数量；将全部终端划分在与所述多个聚类中心相对应的多个组播组中。
可选地，所述根据预设的聚类策略在所述样本数据集中选取聚类中心，将全部终端划分在与所述多个聚类中心相对应的多个组播组中包括：步骤一、确定取样数量，基于取样数量从所述样本数据集中选取多个第二三维向量样本，作为多个聚类中心；步骤二、基于所述聚类中心建立组播组；步骤三、计算所述第一向量样本与所述多个聚类中心之间的多个距离，基于所述多个距离中的最小距离确定此第一向量样本的目标聚类中心；步骤四、将各个第一向量样本划分至对应的目标聚类中心所在的组播组中；步骤五、判断全部组播组中的所述第一向量样本和所述第二三维向量样本的总数量是否都大于或等于数量阈值，如果是，则进行步骤六，如果否，则重复进行步骤一并将所述取样数量减去第一预设值；步骤六，根据预设的更新策略对所述聚类中心以及所述组播组进行更新处理。
可选地，所述根据预设的更新策略对所述聚类中心以及所述组播组进行更新处理包括：计算所述组播组中的全部第一向量样本的均值向量，基于所述均值向量确定所述组播组的新聚类中心；判断全部原聚类中心与对应的新聚类中心之间的最大距离是否小于预设的距离阈值，如果否，则重复进行步骤三，如果是，则计算与全部第一向量样本与对应的新聚类中心之间的距离整体平均差；判断所述第一向量样本与对应的聚类中心之间的最大距离是否大于或等于所述距离整体平均差的预设倍数，如果是，则重复进行步骤一，并将所述取样数量设置为所述组播组的数量与第二预设值之和；如果否，则结束所述更新处理。
可选地，所述计算全部组播组的平均差包括：计算与各个组播组内的第一向量样本与此组播组的聚类中心之间的组播组距离平均差；根据全部组播组距离平均差计算所述距离整体平均差。
可选地，所述向所述组播组内的全部终端发送流媒体包括：向协调代理服务器发送视频分片请求，以使所述协调代理服务器将所述视频分片请求映射到边缘服务器；接收到所述边缘服务器发送的与所述视频分片请求相对应的流媒体，将所述流媒体发送给所述组播组内的全部终端。
可选地，所述流媒体包括：DASH流媒体。
根据本公开的第二方面，提供一种流媒体的组播发送装置，包括：体验质量确定模块，用于根据终端的信道质量、视频播放缓冲区信息以及请求的视频分片信息，确定与所述终端相对应的体验质量；组播组划分模块，用于基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于所述分组数量将全部终端划分为多个组播组；流媒体发送模块，用于向所述组播组内的全部终端发送与视频分片信息相对应的流媒体。
可选地，所述信道质量包括：所述终端在请求第m个视频分片时的第一信道质量、在请求第m-1个视频分片时的第二信道质量；所述视频分片信息包括：所述第m个视频分片的大小以及终端下载所述第m个视频分片所占用的带宽；所述体验质量确定模块，包括：播放质量确定单元，用于根据所述第一信道质量确定视频播放质量；质量差异确定单元，用于根据所述第一信道质量和所述第二信道质量确定信道质量差异；再缓冲确定单元，用于根据所述第m个视频分片的大小、所述视频播放缓冲区信息和所述带宽，确定与所述第m个视频分片相对应的再缓冲时间；体验质量计算单元，用于根据所述视频播放质量、所述信道质量差异和所述再缓冲时间，确定所述体验质量。
可选地，所述组播组划分模块，包括：样本生成模块，用于根据所述体验质量的视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，生成对应终端的第一向量样本；其中，所述第一向量样本为三维向量样本；根据全部终端的第一向量样本，生成样本数据集；终端划分单元，用于根据预设的聚类策略在所述样本数据集中选取多个聚类中心；其中，所述多个聚类中心的数量为所述组播组的数量；将全部终端划分在与所述多个聚类中心相对应的多个组播组中。
可选地，所述终端划分单元，包括：组播组划分单元，用于执行以下步骤：步骤一、确定取样数量，基于取样数量从所述样本数据集中选取多个第二三维向量样本，作为多个聚类中心；步骤二、基于所述聚类中心建立组播组；步骤三、计算所述第一向量样本与所述多个聚类中心之间的多个距离，基于所述多个距离中的最小距离确定此第一向量样本的目标聚类中心；步骤四、将各个第一向量样本划分至对应的目标聚类中心所在的组播组中；步骤五、判断全部组播组中的所述第一向量样本和所述第二三维向量样本的总数量是否都大于或等于数量阈值，如果是，则进行步骤六，如果否，则重复进行步骤一并将所述取样数量减去第一预设值；组播组更新单元，用于执行以下步骤：步骤六，根据预设的更新策略对所述聚类中心以及所述组播组进行更新处理。
可选地，所述组播组更新单元，包括：新中心确定单元，用于计算所述组播组中的全部第一向量样本的均值向量，基于所述均值向量确定所述组播组的新聚类中心；平均差计算单元，用于判断全部原聚类中心与对应的新聚类中心之间的最大距离是否小于预设的距离阈值，如果否，则通知所述组播组划分单元重复进行步骤三，如果是，则计算与全部第一向量样本与对应的新聚类中心之间的距离整体平均差；更新执行单元，用于判断所述第一向量样本与对应的聚类中心之间的最大距离是否大于或等于所述距离整体平均差的预设倍数，如果是，则通知所述组播组划分单元重复进行步骤一，并将所述取样数量设置为所述组播组的数量与第二预设值之和；如果否，则结束更新处理。
可选地，所述平均差计算单元，用于计算与各个组播组内的第一向量样本与此组播组的聚类中心之间的组播组距离平均差；根据全部组播组距离平均差计算所述距离整体平均差。
可选地，所述流媒体发送模块，用于向协调代理服务器发送视频分片请求，以使所述协调代理服务器将所述视频分片请求映射到边缘服务器；接收到所述边缘服务器发送的与所述视频分片请求相对应的流媒体，将所述流媒体发送给所述组播组内的全部终端。
根据本公开的第三方面，提供一种流媒体的组播发送装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供一种组播服务器，包括：如上所述的流媒体的组播发送装置。
根据本公开的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如上所述的方法。
本公开的流媒体的组播发送方法、装置、组播服务器以及存储介质，通过计算与终端相对应的体验质量确定分组数量，并将全部终端划分为多个组播组，向组播组内的全部终端发送流媒体；可以快速调整分组数量并对终端进行分组，将状态接近的终端动态划分到同一个组播组中，使资源分配更加合理，为用户终端获得高QoE提供了保障，可以提高组播传输的稳定性，提高了用户的使用感受度。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例的流程示意图；
图2为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例的应用系统架构示意图；
图3为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例中的确定体验质量的流程示意图；
图4为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例中的进行组播组划分的流程示意图；
图5为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例中的选取聚类中心进行组播组划分的流程示意图；
图6为根据本公开的流媒体的组播发送装置的一个实施例的模块示意图；
图7为根据本公开的流媒体的组播发送装置的一个实施例中的体验质量确定模块的模块示意图；
图8为根据本公开的流媒体的组播发送装置的一个实施例中的组播组划分模块的模块示意图；
图9为根据本公开的流媒体的组播发送装置的一个实施例中的终端划分单元的模块示意图；
图10为根据本公开的流媒体的组播发送装置的一个实施例中的组播组更新单元的模块示意图；
图11为根据本公开的流媒体的组播发送装置的另一个实施例的模块示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
下文中的“第一”、“第二”仅用于描述上相区别，并没有其他特殊的含义。
图1为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：
步骤101，根据终端的信道质量、视频播放缓冲区信息以及请求的视频分片信息，确定与终端相对应的体验质量。
在一个实施例中，终端可以为手机、平板电脑等。信道质量可以为终端的下行链路信道质量等。视频播放缓冲区信息可以为终端中用于播放视频的缓冲区的大小等；终端在接收到流媒体后，可以将流媒体暂时存储在缓冲区中。
服务器端将视频文件进行分片存储，并能够生成视频索引信息以及视频分片，以使视频文件能够顺利播放。视频分片信息包括视频分片的大小以及终端下载此视频分片所占用的带宽。终端在请求视频分片时，向服务器端上发信道质量、视频播放缓冲区信息等信息，服务器端确定视频分片信息。
体验质量，也称为用户体验质量(QoE，quality of experience)，是用户端到端的概念，是指用户对业务的主观体验，从用户的角度感觉到系统的整体性能。
步骤102，基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于分组数量将全部终端划分为多个组播组。
步骤103，向组播组内的全部终端发送与视频分片信息相对应的流媒体。
流媒体可以为多种格式，例如为DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，自适应流媒体传输)流媒体等。向协调代理服务器发送视频分片请求，以使协调代理服务器将视频分片请求映射到边缘服务器。接收到边缘服务器发送的与视频分片请求相对应的流媒体，将流媒体发送给组播组内的全部终端。将流媒体发送给组播组内的全部终端，可以采用现有的组播传输方法。
在一个实施例中，图2为基于MEC的DASH组播系统的整体架构，本公开的方法应用于组播服务器中。边缘服务器位于无线接入网内，与云端的其他服务器相连，并且包含了从视频资源服务器获取的多种码率的视频分片，边缘服务器之间也可以相互连接、共享信息。
组播服务器用于实现组播分组和资源调度；协调代理服务器负责将接收到的请求映射到不同的边缘服务器。一台组播服务器可以管理多个演进型节点(Evolved NodeB,eNB)，但是两台组播服务器管理的eNB并不相交，即每个eNB仅有一台组播服务器管理。
当实际部署时，将组播服务器、协调代理服务器合并在边缘服务器上。当用户准备下载新的视频分片时，首先根据分组算法将所有用户划分为多个组播组。这一过程是在组播服务器完成的，用户需要向组播服务器报告自己的信道质量等信息。
在组播组分组后，组播服务器根据资源调度算法，根据组播组进行视频资源的调度，根据组内用户的信息决定各组的码率。视频资源的调度可以为多种，例如采用先到先服务、基于权限优先调度、时间片轮转算法等，可以采用现有的方法决定组播组的码率，决定的码率的是组播组内信道质量最差的用户终端的码率。
当组播服务器为每个组播组发出数据请求时，协调代理服务负责将数据请求映射到可以获得所需数据的、最近的边缘服务器。在组播服务器最终接收到数据后，将数据发送给组播组中的用户，实现同步传输；可以采用现有的多种方法，将数据发送给组播组中的用户。在满足用户对一个视频分片的请求之后，终端重复上述过程继续请求下一段视频分片，直到最后一段视频分片下载完成。
在一个实施例中，信道质量包括终端在请求第m个视频分片时的第一信道质量、在请求第m-1个视频分片时的第二信道质量，m为自然数。视频分片信息包括第m个视频分片的大小以及终端下载第m个视频分片所占用的带宽。图3为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例中的确定体验质量的流程示意图，如图3所示：
步骤301，根据第一信道质量确定视频播放质量。
步骤302，根据第一信道质量和第二信道质量确定信道质量差异。
步骤302，根据第m个视频分片的大小、视频播放缓冲区信息和带宽，确定与第m个视频分片相对应的再缓冲时间。
步骤303，根据视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，确定体验质量。
在一个实施例中，定义一个N×M的矩阵R：
其中，R中的元素表示第n个用户获取第m个视频片段，N和M分别代表用户终端总数和视频分片总数。本公开的组播发送方法的优化目标为最大化所有用户终端的总QoE，可以表示为：
其中，Q是所有可用的离散视频码率级别的集合，n代表第n个用户终端，m代表第m个视频分片。在多播传输中，同一组播组中的用户终端占用相同的无线资源，请求的视频版本取决于组中信道条件最差的用户终端。本公开的组播发送方法中建立的QoE模型如下：
第n个终端的体验质量为：
其中，CQIn(m)r为视频播放质量，为信道质量差异，为再缓冲时间；CQIn(m)为第一信道质量，CQIn(m-1)为第二信道质量，r为常数，size_seg(m)为第m个视频分片的大小，Bn(m)为视频播放缓冲区信息，Cn(m)为带宽，α和β为系数。
视频播放质量：码率和QoE之间的关系是非线性的，将用户终端n获得的m段视频播放质量定义为CQIn(m)r，r是一个常数，r∈(0,1]。
质量差异：质量差异值将跟踪相邻视频分片之间的视频质量变化幅度，为可知视频质量从高到低的切换会比从低到高的切换影响更大。
再缓冲时间：缓冲完整视频的总持续时间用来代表缓冲大小。如果在缓冲清空之前，请求的视频分片不能到达，播放将被暂停。再缓冲时间为其中size(qn(m))为第m个视频片段的实际大小，Bn(m)为缓冲区的当前大小，Cn(m)为下载该片段所占用的带宽。
图4为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例中的进行组播组划分的流程示意图，如图4所示：
步骤401，根据体验质量的视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，生成对应终端的第一向量样本，第一向量样本为三维向量样本。
步骤402，根据全部终端的第一向量样本，生成样本数据集。
步骤403，根据预设的聚类策略在样本数据集中选取多个聚类中心，多个聚类中心的数量为组播组的数量。
步骤404，将全部终端划分在与多个聚类中心相对应的多个组播组中。
图5为根据本公开的流媒体的组播发送方法的一个实施例中的选取聚类中心进行组播组划分的流程示意图，如图5所示：
步骤501，确定取样数量，基于取样数量从样本数据集中选取多个第二三维向量样本，作为多个聚类中心。取样数量可以预先设置或随机设置，聚类中心为一个三维向量。
步骤502，基于聚类中心建立组播组。可以对每个聚类中心都建立一个组播组。
步骤503，计算第一向量样本与多个聚类中心之间的多个距离，基于多个距离中的最小距离确定此第一向量样本的目标聚类中心。
步骤504，将各个第一向量样本划分至对应的目标聚类中心所在的组播组中。
在一个实施例中，每个第一向量样本都对应一个终端，通过将各个第一向量样本划分至对应的目标聚类中心所在的组播组中，可以实现将全部终端划分在多个组播组中。
步骤505，判断全部组播组中的第一向量样本和第二三维向量样本的总数量是否都大于或等于数量阈值，如果是，则进行步骤506，如果否，则进行步骤507。
在一个实施例中，组播组中的第一向量样本和第二三维向量样本的总数量，为划分在此组播组中的终端数量；判断全部组播组中的终端数量是否都大于或等于数量阈值，如果是，则进行步骤506，如果否，则进行步骤507。
步骤506，根据预设的更新策略对聚类中心以及组播组进行更新处理。
步骤507，将取样数量减去第一预设值。第一预设值可以为1、2等值。
更新策略可以为多种策略。例如，计算组播组中的全部第一向量样本的均值向量，基于均值向量确定组播组的新聚类中心。判断全部原聚类中心与对应的新聚类中心之间的最大距离是否小于预设的距离阈值，如果否，则重复进行步骤503，如果是，则计算与全部第一向量样本与对应的新聚类中心之间的距离整体平均差。
计算全部组播组的平均差可以采用多种方法。例如，计算与各个组播组内的第一向量样本与此组播组的聚类中心之间的组播组距离平均差，根据全部组播组距离平均差计算距离整体平均差。
判断第一向量样本与对应的新聚类中心之间的最大距离是否大于或等于距离整体平均差的预设倍数，如果是，则重复进行步骤501，并将取样数量设置为组播组的数量与第二预设值之和，如果否，则结束更新处理。预设倍数可以为2、3等倍数。
在一个实施例中，用K表示组播组的数量(聚类中心的数量)，组播组的数量应进行恰当的设置。如果组数过多，每个组只能获得少量的无线资源，这将导致用户的QoE变差；如果群组数量过少，每个群组的用户数量就会增加，从而导致群组内用户的差异增大，这是由于多播组请求的视频码率水平主要取决于组内信道质量最差的用户，因此，也会导致大多数用户的QoE变差。
移动终端的信道质量是不断变化的，可以使用三维K-means聚类算法对用户终端进行分组(组播组)，具有稳定和快速收敛的特点。对用户终端进行分组的步骤如下：
a)当用户终端请求第m个视频分片时，设置组播组的数量K的初始值为其中，/>表示上限操作。样本数据集表示为X＝{x1,…,xn,…,xN}，其中，xn为与第n个终端对应的第一向量样本，为三维向量样本，它的三个维度(元素)分别代表与第n个终端对应的体验质量中的视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间(如公式1-3所示)。N为终端的总数量。
b)从样本数据集随机选取K个(取样数量)第二三维向量样本作为聚类中心，聚类中心的集合表示为C＝{c1,…,ck,…,cK}。
c)xn与ck之间的距离可以通过以下公式计算：
dn,k＝||xn-ck|| (1-4)；
xn与ck之间的距离可以为欧式距离、马氏距离等。例如，xn和ck都是三维向量，使用现有的欧式距离计算方法计算xn与ck之间的欧式距离。在集合{dn,1,…,dn,k,…,dn,K}中找到最小值将用户终端n划分到类/>(与ck对应的组播组/>)中，即/>根据上述规则，可以将所有用户终端划分为K类(K个组播组)。
d)如果第k个类满足条件Wk<Wlimit，则舍弃类SK，然后设置K＝K-1，重复步骤b)；否则，进行步骤e)。Wk是第k个类的样本数，Wlimit是每个类要包含的最小样本数。执行步骤d)的目的是限制多播组的总数，以避免每个组中的用户数过少而造成资源利用率低。
e)根据以下规则更新聚类中心：
其中，ck,m代表第k类(第k个组播组中)的第m维向量的聚类中心，xj,m是样本xj的第m维向量。例如，第1类(即k＝1)中的第一向量样本的样本数为100(即Wk＝100)，xj,m表示第j个第一向量样本的第m维向量，其中，j为1-100，m为1-3。通过计算组播组中的全部第一向量样本的均值向量，确定新聚类中心，可以得到新的聚类中心集合：
f).计算原聚类中心与对应的新聚类中心之间的最大距离：
其中，δ是一个无限接近0的常数。如果满足公式(1-6)，则进入步骤g)，否则使C＝C*，重复步骤c)。
g)计算组播组距离平均差为：
其中，为第K个组播组Sk的组播组距离平均差，di,k为Sk内第i个第一向量样本xi与Sk的聚类中心之间的距离，Wk为Sk内xi的数量；di,k使用公式(1-4)计算。
计算距离整体平均差为：
其中，为距离整体平均差，Wi为第i个组播组内第一向量样本的数量，/>为第i个组播组的组播组距离平均差，K为组播组的数量，N为全部组播组内第一向量样本的数量。
h)如果第一向量样本与对应的聚类中心之间的最大距离大于或等于距离整体平均差的2倍，即：
则认为分组结果造成的组内差异过大，分组不合理，应该增加组播组的数量，对用户终端进行重新分组，即使K＝K+1，重复步骤b)；否则，分组数K和分组结果S＝{S1,…,Sk,…,SK}被确定为最终结果，整个过程结束，按照此结果对用户进行实际分组。
在一个实施例中，如图6所示，本公开提供一种流媒体的组播发送装置60，包括：体验质量确定模块61、组播组划分模块62和流媒体发送模块63。体验质量确定模块61根据终端的信道质量、视频播放缓冲区信息以及请求的视频分片信息，确定与终端相对应的体验质量。组播组划分模块62基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于分组数量将全部终端划分为多个组播组。流媒体发送模块63向组播组内的全部终端发送与视频分片信息相对应的流媒体。
例如，流媒体发送模块63向协调代理服务器发送视频分片请求，以使协调代理服务器将视频分片请求映射到边缘服务器。流媒体发送模块63接收到边缘服务器发送的与视频分片请求相对应的流媒体，将流媒体发送给组播组内的全部终端。
在一个实施例中，信道质量包括终端在请求第m个视频分片时的第一信道质量、在请求第m-1个视频分片时的第二信道质量；视频分片信息包括第m个视频分片的大小以及终端下载第m个视频分片所占用的带宽。
如图7所示，体验质量确定模块61包括播放质量确定单元611、质量差异确定单元612、再缓冲确定单元613和体验质量计算单元614。播放质量确定单元611根据第一信道质量确定视频播放质量。质量差异确定单元612根据第一信道质量和第二信道质量确定信道质量差异。再缓冲确定单元613根据第m个视频分片的大小、视频播放缓冲区信息和带宽，确定与第m个视频分片相对应的再缓冲时间。体验质量计算单元，用于根据视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，确定体验质量。
第n个终端的体验质量为：
其中，CQIn(m)r为视频播放质量，为信道质量差异，为再缓冲时间；CQIn(m)为第一信道质量，CQIn(m-1)为第二信道质量，r为常数，size_seg(m)为第m个视频分片的大小，Bn(m)为视频播放缓冲区信息，Cn(m)为带宽，α和β为系数。
在一个实施例中，如图8所示，组播组划分模块62包括样本生成模块621和终端划分单元622。样本生成模块621根据体验质量的视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，生成对应终端的第一向量样本。样本生成模块621根据全部终端的第一向量样本，生成样本数据集。终端划分单元622根据预设的聚类策略在样本数据集中选取多个聚类中心，将全部终端划分在与多个聚类中心相对应的多个组播组中。
在一个实施例中，如图9所示，终端划分单元622包括组播组划分单元6221和组播组更新单元6222。组播组划分单元6221执行以下步骤：步骤一、确定取样数量，基于取样数量从样本数据集中选取多个第二三维向量样本，作为多个聚类中心；步骤二、基于聚类中心建立组播组；步骤三、计算第一向量样本与多个聚类中心之间的多个距离，基于多个距离中的最小距离确定此第一向量样本的目标聚类中心。
组播组划分单元6221还执行以下步骤：步骤四、将各个第一向量样本划分至对应的目标聚类中心所在的组播组中；步骤五、判断全部组播组中的第一向量样本和第二三维向量样本的总数量是否都大于或等于数量阈值，如果是，则进行步骤六，如果否，则重复进行步骤一并将取样数量减去第一预设值。组播组更新单元6222执行以下步骤：步骤六，根据预设的更新策略对聚类中心以及组播组进行更新处理。
在一个实施例中，如图10所示，组播组更新单元6222包括新中心确定单元6223、平均差计算单元6224和更新执行单元6225。新中心确定单元6223计算组播组中的全部第一向量样本的均值向量，基于均值向量确定组播组的新聚类中心。平均差计算单元6224判断全部原聚类中心与对应的新聚类中心之间的最大距离是否小于预设的距离阈值，如果否，则通知组播组划分单元6221重复进行步骤三，如果是，则计算与全部第一向量样本与对应的新聚类中心之间的距离整体平均差。
更新执行单元6225判断第一向量样本与对应的新聚类中心之间的最大距离是否大于或等于距离整体平均差的预设倍数，如果是，则通知组播组划分单元6221重复进行步骤一，并将取样数量设置为组播组的数量与第二预设值之和；如果否，则结束更新处理。
平均差计算单元6224计算与各个组播组内的第一向量样本与此组播组的聚类中心之间的组播组距离平均差，根据全部组播组距离平均差计算距离整体平均差。
组播组距离平均差为：
其中，为第K个组播组Sk的组播组距离平均差，di,k为Sk内第i个第一向量样本xi与Sk的聚类中心之间的距离，Wk为Sk内xi的数量；
距离整体平均差为：
其中，为距离整体平均差，Wi为第i个组播组内第一向量样本的数量，/>为第i个组播组的组播组距离平均差，K为组播组的数量，N为全部组播组内第一向量样本的数量。
在一个实施例中，本公开提供一种流媒体的组播发送装置，如图11所示，流媒体的组播发送装置可包括存储器111、处理器112、通信接口113以及总线114。存储器111用于存储指令，处理器112耦合到存储器111，处理器112被配置为基于存储器111存储的指令执行实现上述的流媒体的组播发送方法。
存储器111可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等，存储器111也可以是存储器阵列。存储器111还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器112可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)，或者是被配置成实施本公开的流媒体的组播发送方法的一个或多个集成电路。
在一个实施例中，本公开提供一种组播服务器，包括如上任一实施例中的流媒体的组播发送装置。
在一个实施例中，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的方法。
上述实施例中的流媒体的组播发送方法、装置、组播服务器以及存储介质，通过计算与终端相对应的体验质量确定分组数量，并将全部终端划分为多个组播组，向组播组内的全部终端发送流媒体；可以快速调整分组数量并对终端进行分组，将状态接近的终端动态划分到同一个组播组中，使资源分配更加合理，为用户终端获得高QoE提供了保障，使重缓冲事件发生的概率更小，可以提高组播传输的稳定性，提高了用户的使用感受度。
可以使用许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种流媒体的组播发送方法，包括：
根据终端的信道质量、视频播放缓冲区信息以及请求的视频分片信息，确定与所述终端相对应的体验质量；
其中，所述信道质量包括：所述终端在请求第m个视频分片时的第一信道质量、在请求第m-1个视频分片时的第二信道质量，第一信道质量和第二信道质量包括终端的下行链路信道质量，m为自然数；所述视频分片信息包括：所述第m个视频分片的大小以及终端下载所述第m个视频分片所占用的带宽；所述确定与所述终端相对应的体验质量包括：
根据所述第一信道质量确定视频播放质量；根据所述第一信道质量和所述第二信道质量确定信道质量差异；根据所述第m个视频分片的大小、所述视频播放缓冲区信息和所述带宽，确定与所述第m个视频分片相对应的再缓冲时间，其中，所述再缓冲时间表征缓冲完成视频的总持续时间；根据所述视频播放质量、所述信道质量差异和所述再缓冲时间，确定所述体验质量；
基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于所述分组数量将全部终端划分为多个组播组；
其中，根据所述体验质量的视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，生成对应终端的第一向量样本；所述第一向量样本为三维向量样本；
根据全部终端的第一向量样本，生成样本数据集；
根据预设的聚类策略在所述样本数据集中选取聚类中心，将全部终端划分在与所述多个聚类中心相对应的多个组播组中，包括：
步骤一、确定取样数量，基于取样数量从所述样本数据集中选取多个第二三维向量样本，作为多个聚类中心；所述多个聚类中心的数量为所述组播组的数量；步骤二、基于所述聚类中心建立组播组；步骤三、计算所述第一向量样本与所述多个聚类中心之间的多个距离，基于所述多个距离中的最小距离确定此第一向量样本的目标聚类中心；步骤四、将各个第一向量样本划分至对应的目标聚类中心所在的组播组中；步骤五、判断全部组播组中的所述第一向量样本和所述第二三维向量样本的总数量是否都大于或等于数量阈值，如果是，则进行步骤六，如果否，则重复进行步骤一并将所述取样数量减去第一预设值；步骤六，根据预设的更新策略对所述聚类中心以及所述组播组进行更新处理；
向所述组播组内的全部终端发送与视频分片信息相对应的流媒体。
2.如权利要求1所述的方法，所述根据预设的更新策略对所述聚类中心以及所述组播组进行更新处理包括：
计算所述组播组中的全部第一向量样本的均值向量，基于所述均值向量确定所述组播组的新聚类中心；
判断全部原聚类中心与对应的新聚类中心之间的最大距离是否小于预设的距离阈值，如果否，则重复进行步骤三，如果是，则计算与全部第一向量样本与对应的新聚类中心之间的距离整体平均差；
判断所述第一向量样本与对应的聚类中心之间的最大距离是否大于或等于所述距离整体平均差的预设倍数，如果是，则重复进行步骤一，并将所述取样数量设置为所述组播组的数量与第二预设值之和；如果否，则结束所述更新处理。
3.如权利要求2所述的方法，所述计算全部组播组的平均差包括：
计算与各个组播组内的第一向量样本与此组播组的聚类中心之间的组播组距离平均差；
根据全部组播组距离平均差计算所述距离整体平均差。
4.如权利要求1所述的方法，所述向所述组播组内的全部终端发送流媒体包括：
向协调代理服务器发送视频分片请求，以使所述协调代理服务器将所述视频分片请求映射到边缘服务器；
接收到所述边缘服务器发送的与所述视频分片请求相对应的流媒体，将所述流媒体发送给所述组播组内的全部终端。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中，
所述流媒体包括：DASH流媒体。
6.一种流媒体的组播发送装置，包括：
体验质量确定模块，用于根据终端的信道质量、视频播放缓冲区信息以及请求的视频分片信息，确定与所述终端相对应的体验质量；
其中，所述信道质量包括：所述终端在请求第m个视频分片时的第一信道质量、在请求第m-1个视频分片时的第二信道质量，第一信道质量和第二信道质量包括终端的下行链路信道质量，m为自然数；所述视频分片信息包括：所述第m个视频分片的大小以及终端下载所述第m个视频分片所占用的带宽；
所述体验质量确定模块，包括：
播放质量确定单元，用于根据所述第一信道质量确定视频播放质量；
质量差异确定单元，用于根据所述第一信道质量和所述第二信道质量确定信道质量差异；
再缓冲确定单元，用于根据所述第m个视频分片的大小、所述视频播放缓冲区信息和所述带宽，确定与所述第m个视频分片相对应的再缓冲时间，其中，所述再缓冲时间表征缓冲完成视频的总持续时间；
体验质量计算单元，用于根据所述视频播放质量、所述信道质量差异和所述再缓冲时间，确定所述体验质量；
组播组划分模块，用于基于全部终端的体验质量确定分组数量，并基于所述分组数量将全部终端划分为多个组播组；
其中，所述组播组划分模块，包括：
样本生成模块，用于根据所述体验质量的视频播放质量、信道质量差异和再缓冲时间，生成对应终端的第一向量样本；其中，所述第一向量样本为三维向量样本；根据全部终端的第一向量样本，生成样本数据集；
终端划分单元，用于根据预设的聚类策略在所述样本数据集中选取聚类中心，将全部终端划分在与所述多个聚类中心相对应的多个组播组中，其中，所述终端划分单元包括：
组播组划分单元，用于执行以下步骤：
步骤一、确定取样数量，基于取样数量从所述样本数据集中选取多个第二三维向量样本，作为多个聚类中心；所述多个聚类中心的数量为所述组播组的数量；步骤二、基于所述聚类中心建立组播组；步骤三、计算所述第一向量样本与所述多个聚类中心之间的多个距离，基于所述多个距离中的最小距离确定此第一向量样本的目标聚类中心；步骤四、将各个第一向量样本划分至对应的目标聚类中心所在的组播组中；步骤五、判断全部组播组中的所述第一向量样本和所述第二三维向量样本的总数量是否都大于或等于数量阈值，如果是，则进行步骤六，如果否，则重复进行步骤一并将所述取样数量减去第一预设值；
组播组更新单元，用于执行以下步骤：
步骤六，根据预设的更新策略对所述聚类中心以及所述组播组进行更新处理；
流媒体发送模块，用于向所述组播组内的全部终端发送与视频分片信息相对应的流媒体。
7.如权利要求6所述的装置，其中，
所述组播组更新单元，包括：
新中心确定单元，用于计算所述组播组中的全部第一向量样本的均值向量，基于所述均值向量确定所述组播组的新聚类中心；
平均差计算单元，用于判断全部原聚类中心与对应的新聚类中心之间的最大距离是否小于预设的距离阈值，如果否，则通知所述组播组划分单元重复进行步骤三，如果是，则计算与全部第一向量样本与对应的新聚类中心之间的距离整体平均差；
更新执行单元，用于判断所述第一向量样本与对应的聚类中心之间的最大距离是否大于或等于所述距离整体平均差的预设倍数，如果是，则通知所述组播组划分单元重复进行步骤一，并将所述取样数量设置为所述组播组的数量与第二预设值之和；如果否，则结束更新处理。
8.如权利要求7所述的装置，其中，
所述平均差计算单元，用于计算与各个组播组内的第一向量样本与此组播组的聚类中心之间的组播组距离平均差；根据全部组播组距离平均差计算所述距离整体平均差。
9.如权利要求6所述的装置，其中，
所述流媒体发送模块，用于向协调代理服务器发送视频分片请求，以使所述协调代理服务器将所述视频分片请求映射到边缘服务器；接收到所述边缘服务器发送的与所述视频分片请求相对应的流媒体，将所述流媒体发送给所述组播组内的全部终端。
10.一种流媒体的组播发送装置，其中，
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
11.一种组播服务器，包括：
如权利要求6至10任一项所述的流媒体的组播发送装置。
12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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