一種流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別涉及一種流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]流媒體業(yè)務(wù)的分發(fā)和傳輸過程廣泛使用了 HTTP協(xié)議。在NGB架構(gòu)或NGOD架構(gòu)的廣播電視網(wǎng)絡(luò)中，流媒體服務(wù)器通過基于TCP的HTTP協(xié)議從內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)獲取流式數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后，以UDP方式推送給IPQAM等設(shè)備，進而發(fā)送給終端用戶。流媒體服務(wù)器接收數(shù)據(jù)和推送數(shù)據(jù)的平均速率是一致的，均為節(jié)目流的預(yù)定碼率。然而在實際網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，數(shù)據(jù)包到達流媒體服務(wù)器的速率會發(fā)送抖動。
[0003]流媒體服務(wù)器下游的IPQAM對于數(shù)據(jù)發(fā)送速率的平滑性要求很高，而其上游內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)由于經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)的傳輸，抖動可能非常大。因此，流媒體服務(wù)器必須對接收到的數(shù)據(jù)進行流量整形?？尚械淖龇ㄊ鞘褂靡欢ㄩL度的緩沖區(qū)隊列暫存數(shù)據(jù)，接收到的包追加到隊尾，同時周期性地按照一定速率從隊頭取出一些包，發(fā)送到下游，這種方法能夠有效地平滑數(shù)據(jù)速率的抖動。
[0004]然而，緩沖區(qū)的空間畢竟有限，難以應(yīng)對非常大的上游抖動。由于數(shù)據(jù)離開隊頭的速率是平滑的，當(dāng)上游速率長期偏高時，隊列會越來越長，直到發(fā)生上溢。而如果上游速率長期過低，隊列長度會越來越短，直到發(fā)生下溢。上溢會導(dǎo)致數(shù)據(jù)內(nèi)容的丟失，而下溢則導(dǎo)致隊列無數(shù)據(jù)可發(fā)，發(fā)送速率不能保持平穩(wěn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的流量整形方法會造成數(shù)據(jù)內(nèi)容丟失或發(fā)送速率無法保持平穩(wěn)的缺陷，從而提供一種流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，所述流媒體網(wǎng)關(guān)至少包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊以及緩沖區(qū)，所述數(shù)據(jù)接收模塊能夠控制上游數(shù)據(jù)源的平均發(fā)送速率；該方法包括:
[0007]步驟I)、開啟所述數(shù)據(jù)接收模塊，由所述數(shù)據(jù)接收模塊向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，將所述數(shù)據(jù)追加到緩沖區(qū)隊列；
[0008]步驟2)、監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，當(dāng)達到第一閾值時，激活數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊從緩沖區(qū)隊列取數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率開始向下游發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0009]步驟3)、在數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向下游發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，持續(xù)監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，如果所述緩沖區(qū)隊列長度超過了上警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，則關(guān)閉數(shù)據(jù)接收模塊；如果所述緩沖區(qū)隊列長度低于一適中長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于關(guān)閉狀態(tài)，則開啟數(shù)據(jù)接收模塊；如果所述緩沖區(qū)隊列長度低于下警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，則數(shù)據(jù)接收模塊要求上游數(shù)據(jù)源以較當(dāng)前平均發(fā)送速率更大的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0010]上述技術(shù)方案中，在步驟I)中，所述數(shù)據(jù)接收模塊向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)時，要求上游數(shù)據(jù)源發(fā)送數(shù)據(jù)的平均速率高于數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述第一閾值的大小為緩沖區(qū)隊列上限長度的一個中間值。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述上警戒長度為能被認定緩沖區(qū)隊列即將發(fā)生上溢的長度，所述上警戒長度的大小在上限長度0.5倍-1倍之間。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述下警戒長度是指能被認定緩沖區(qū)隊列即將發(fā)生下溢的長度，所述下警戒長度的大小在上限長度0-0.5倍之間。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述適中長度是介于下警戒長度和上警戒長度之間的一個長度值。
[0015]上述技術(shù)方案中，在所述的步驟3)中，當(dāng)數(shù)據(jù)接收模塊被關(guān)閉時，記錄關(guān)閉前最后接收的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)流中所處的位置，在下次被激活時從該位置重新開始向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0017]本發(fā)明能夠有效保障發(fā)送模塊以平穩(wěn)的速率向下游發(fā)送數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的碼率控制方法所涉及的模塊之間的數(shù)據(jù)流向圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的碼率控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0021]參考圖1，本發(fā)明的碼率控制方法所適用的流媒體網(wǎng)關(guān)至少包括數(shù)據(jù)接收模塊、緩沖區(qū)以及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；其中的數(shù)據(jù)接收模塊通過抖動性網(wǎng)絡(luò)(如IP網(wǎng)絡(luò))從上游數(shù)據(jù)源請求并接收數(shù)據(jù)，所接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖區(qū)緩存后，通過數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向下游發(fā)送。所述數(shù)據(jù)接收模塊與上游數(shù)據(jù)源通信時所采用的通信協(xié)議必須允許接收模塊能夠控制上游數(shù)據(jù)源的平均發(fā)送速率。
[0022]參考圖2，本發(fā)明的方法包括:
[0023]步驟I)、開啟數(shù)據(jù)接收模塊，由所述數(shù)據(jù)接收模塊向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，將所述數(shù)據(jù)追加到緩沖區(qū)隊列的隊尾；
[0024]步驟2)、監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，當(dāng)達到第一閾值時，激活數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊從緩沖區(qū)隊列的隊頭取走部分?jǐn)?shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率開始向下游平穩(wěn)地發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0025]步驟3)、在數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向下游發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，持續(xù)監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，如果所述緩沖區(qū)隊列長度超過了上警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，則關(guān)閉數(shù)據(jù)接收模塊，暫時停止數(shù)據(jù)接收；如果所述緩沖區(qū)隊列長度低于一適中長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于關(guān)閉狀態(tài)，則開啟數(shù)據(jù)接收模塊；如果隊列長度低于下警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，則數(shù)據(jù)接收模塊要求上游數(shù)據(jù)源以較當(dāng)前平均發(fā)送速率更大的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0026]下面對本發(fā)明方法中的相關(guān)步驟做進一步描述。
[0027]在步驟I)中，所述數(shù)據(jù)接收模塊向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)時，要求上游數(shù)據(jù)源發(fā)送數(shù)據(jù)的平均速率高于數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率，在本實施例中，上游數(shù)據(jù)源發(fā)送數(shù)據(jù)的平均速率為數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率的1.2倍，在其他實施例中，上游數(shù)據(jù)源發(fā)送數(shù)據(jù)的平均速率也可以是高于數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率的其他倍數(shù)。
[0028]在步驟2)中，所述第一閾值的大小為緩沖區(qū)隊列上限長度的一個中間值，在本實施例中，所述第一閾值的大小為緩沖區(qū)隊列上限長度的0.5倍，在其他實施例中，也可根據(jù)需要進行調(diào)整，如所述第一閾值的大小為緩沖區(qū)隊列上限長度的0.45倍或0.6倍等。
[0029]在步驟3)中，所述上警戒長度為可認定緩沖區(qū)隊列即將發(fā)生上溢的長度，在本實施例中，其大小為上限長度0.9倍，在其他實施例中，上警戒長度的大小在上限長度0.5倍_1倍之間。
[0030]在步驟3)中，所述下警戒長度是指可認定緩沖區(qū)隊列即將發(fā)生下溢的長度，在本實施例中，其大小為上限長度0.1倍，在其他實施例中，下警戒長度的大小在上限長度0-0.5倍之間。
[0031]在步驟3)中，所述適中長度是介于下警戒長度和上警戒長度之間的一個長度值，在本實施例中，其大小為上限長度0.5倍。
[0032]在所述的步驟3)中，當(dāng)數(shù)據(jù)接收模塊被關(guān)閉時，記錄關(guān)閉前最后接收的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)流中所處的位置，在下次被激活時從該位置重新開始向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)。
[0033]在所述的步驟3)中，所述的較當(dāng)前平均發(fā)送速率更大的速率為當(dāng)前平均發(fā)送速率的1.2倍。
[0034]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，其特征在于，所述流媒體網(wǎng)關(guān)至少包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊以及緩沖區(qū)，所述數(shù)據(jù)接收模塊能夠控制上游數(shù)據(jù)源的平均發(fā)送速率；該方法包括: 步驟I)、開啟所述數(shù)據(jù)接收模塊，由所述數(shù)據(jù)接收模塊向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，將所述數(shù)據(jù)追加到緩沖區(qū)隊列； 步驟2)、監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，當(dāng)達到第一閾值時，激活數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊從緩沖區(qū)隊列取數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率開始向下游發(fā)送數(shù)據(jù)； 步驟3)、在數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向下游發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，持續(xù)監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，如果所述緩沖區(qū)隊列長度超過了上警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，則關(guān)閉數(shù)據(jù)接收模塊；如果所述緩沖區(qū)隊列長度低于一適中長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于關(guān)閉狀態(tài)，則開啟數(shù)據(jù)接收模塊；如果所述緩沖區(qū)隊列長度低于下警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，則數(shù)據(jù)接收模塊要求上游數(shù)據(jù)源以較當(dāng)前平均發(fā)送速率更大的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，其特征在于，在步驟I)中，所述數(shù)據(jù)接收模塊向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)時，要求上游數(shù)據(jù)源發(fā)送數(shù)據(jù)的平均速率高于數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，其特征在于，所述第一閾值的大小為緩沖區(qū)隊列上限長度的一個中間值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，其特征在于，所述上警戒長度為能被認定緩沖區(qū)隊列即將發(fā)生上溢的長度，所述上警戒長度的大小在上限長度0.5倍-1倍之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，其特征在于，所述下警戒長度是指能被認定緩沖區(qū)隊列即將發(fā)生下溢的長度，所述下警戒長度的大小在上限長度0-0.5倍之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，其特征在于，所述適中長度是介于下警戒長度和上警戒長度之間的一個長度值。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，其特征在于，在所述的步驟3)中，當(dāng)數(shù)據(jù)接收模塊被關(guān)閉時，記錄關(guān)閉前最后接收的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)流中所處的位置，在下次被激活時從該位置重新開始向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種流媒體網(wǎng)關(guān)的碼率控制方法，流媒體網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊以及緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)接收模塊能夠控制上游數(shù)據(jù)源的平均發(fā)送速率；該方法包括：開啟數(shù)據(jù)接收模塊，向上游數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)追加到緩沖區(qū)隊列；監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，當(dāng)達到第一閾值時，激活數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，從緩沖區(qū)隊列取數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)流預(yù)定碼率開始向下游發(fā)送數(shù)據(jù)；持續(xù)監(jiān)測緩沖區(qū)隊列的長度，如果超過上警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，關(guān)閉數(shù)據(jù)接收模塊；如果低于一適中長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于關(guān)閉狀態(tài)，則開啟數(shù)據(jù)接收模塊；如果低于下警戒長度，且數(shù)據(jù)接收模塊處于激活狀態(tài)，則上游數(shù)據(jù)源以較當(dāng)前平均發(fā)送速率更大的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。
【IPC分類】H04L29/06, H04L12/801
【公開號】CN104917688
【申請?zhí)枴緾N201410090459
【發(fā)明人】陳君, 李明哲, 吳京洪, 樊皓, 葉曉舟
【申請人】中國科學(xué)院聲學(xué)研究所, 北京海力匯通數(shù)字系統(tǒng)技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年3月12日
【公告號】WO2015135349A1