[发明专利]一种DASH传输系统两阶段客户端码率选择方法

权利要求书

1.一种DASH传输系统两阶段客户端码率选择方法，其特征在于，将客户端的播放过程定义为两阶段：播放启动阶段、播放稳定阶段；

预设初始缓冲区阈值B_init、目标缓冲区阈值B_reg、最大缓冲区阈值B_max；若当前缓冲区大小B_curr小于等于初始缓冲区阈值B_init，则客户端处于播放启动阶段；若当前缓冲区大小B_curr大于初始缓冲区阈值B_init，则客户端处于播放稳定阶段；

在播放启动阶段采用类TCP慢启动的码率选择方法；在播放稳定阶段采用带宽估计与缓冲区大小反馈的码率选择方法，并引入随机因子的码率切换时间选择方法；

包括以下步骤：

步骤S1、客户端和服务器端建立连接，并解析MPD文件；

步骤S2、MPD文件解析后，客户端进入播放启动阶段，采用类TCP慢启动方式，包括以下子步骤：

步骤S2-1、客户端根据解析的MPD文件获得视频分段的URL所对应的目标视频码率，并以最小码率V₁下载第一个视频分段；其中，目标视频码率包括V₁、V₂、…、V_k、V_k+1、…、V_n，且V₁＜V₂＜…＜V_k＜V_k+1＜…＜V_n；

步骤S2-2、计算下载完第一个视频分段的网络吞吐量T₁；

步骤S2-3、启动下载视频分段计数器Count，设置其初值为0；

步骤S2-4、将当前缓冲区大小B_curr与预设的初始缓冲区阈值B_init进行比较，若B_curr≤B_init，则执行步骤S2-5；否则，执行步骤S3；

步骤S2-5、比较T_i与v_i的大小，如果T_i≥4×v_i，则计数器Count加1，否则，Count等于0；其中，T_i为下载完第i个视频分段的网络吞吐量，v_i为下载第i个视频分段的速率；

步骤S2-6、若Count≥4，v_i＝V_k，则第i+1个视频分段的下载速率为v_i+1＝V_k+1，Count重置为0；否则，第i+1个视频分段的下载速率采用第i个视频分段的下载速率，即v_i+1＝v_i＝V_k；

步骤S2-7、客户端向服务器发送请求，请求码率为v_i+1的第i+1个视频分段；

步骤S2-8、完成第i+1个视频分段的下载,并计算下载完第i+1个视频分段的网络吞吐量T_i+1；

步骤S2-9、迭代执行S2-4，直到B_curr>B_init，执行步骤S3；

步骤S3、当缓冲区长度B_curr>B_init时，进入播放稳定阶段，确定第i+1个视频分段的码率包括以下子步骤：

步骤S3-1、根据Kaufman的自适应移动平均算法KAMA来评估下载完第i个视频分段后端到端的网络带宽其中，C_i是下载完第i个视频分段后测量的网络带宽权值，为下载完第i-1个视频分段后端到端的网络带宽；

步骤S3-2、根据当前缓冲区状态，确定调节因子A(i)，A(i)＝A_s(i)×A_t(i)；其中，A_s(i)是下载第i个视频分段开始时刻当前缓冲区大小B_curr与目标缓冲区阈值B_reg的距离因子，A_t(i)是开始下载第i个视频分段时缓冲区大小的变化趋势因子；

步骤S3-3、调整第i个视频分段下载后估计的端到端网络带宽值，获得调节网络带宽

步骤S3-4、播放稳定阶段的码率选择包含以下子步骤：

步骤S3-4-1、将客户端当前缓冲区大小B_curr与目标缓冲区阈值B_reg进行比较，若B_init<B_curr≤B_reg，则执行以下操作：

步骤S3-4-1-1、如果B_reg/2>B_curr>B_init，则第i+1个视频分段的码率v_i+1＝Q(T_i)，Q(T_i)表示小于或等于T_i的最大目标视频码率；

步骤S3-4-1-2、如果B_reg/2≤B_curr，则执行以下操作：

设置平滑计数器s_count，初值为0；

若则v_i+1＝v_i，s_count＝0；

若则s_count自增1，并将s_count与预设的抖动平滑参数m进行比较；如果s_count<m，则v_i+1＝v_i；否则s_count＝0；其中，表示小于或等于的最大目标视频码率；

步骤S3-5、根据码率切换时机选择方法，客户端向服务器发送视频分段下载请求的时机，请求码率为v_i+1的第i+1个视频分段；码率切换时机选择包括以下子步骤：

步骤S3-5-1、若B_reg/2≤B_curr≤B_reg，则在下载完第i个视频分段，并确定第i+1个视频分段的下载速率v_i+1后，立即向服务器发送下载第i+1个视频分段的请求，即t_i+1^(s)＝t_i^(e)；其中，t_i+1^(s)为第i+1个视频分段下载开始的时间，t_i^(e)是第i个视频分段下载完成的时间；

步骤S3-5-2、若B_reg<B_curr≤B_max，则采用随机时机调度方法，从区间(B_reg-δ,B_reg+δ]中均匀随机选择一个数值，赋值给随机缓冲区大小randbuf_i；下载第i+1个视频分段的时刻t_i+1^(s)＝t_i^(e)+B_curr-randbuf_i，δ为随机因子。