[发明专利]移动高清视频智能双向探测带宽控制系统

说明书

本发明提出一种移动高清视频智能双向探测带宽控制方法，将目标端帧级时延趋向提取方法和扩展RTP/RTCP驱动的源端快速自适应方法相融合，不仅保留目标端帧级时延趋向提取方法的精确性，使得编码码率能充分使用链路可用视频带宽以达到最好的主观效果，同时融合RTP/RTCP速度快的特征，避免针对移动高清视频通信的链路缓存过小导致在探测到拥塞前出现丢包现象，提升移动高清视频的体验，并基于此提出一种视频带宽控制架构，使其针对波动的移动网络具有更好的视频效果，在实际应用中可行性强，是一种简洁高效、实用性强，本发明作为移动高清视频质量保证的最重要环节，对移动高清视频通信具有极其重要的作用。

技术领域

本发明涉及一种移动视频带宽控制系统，特别涉及一种移动高清视频智能双向探测带宽控制系统，属于移动视频带宽技术领域。

背景技术

近年来，移动互联网产业高速发展，用户数量急速增加，使用强度也大幅上升，越来越多的移动终端助力工作、生活、娱乐，使得经济社会高速发展，人们的生活满意度和获得感不断提升。同时，移动高清视频需求在不断上升，思科发布的全球移动数据流量预测白皮书显示，当前视频流量占全球互联网网络流量消耗的七成以上，所占比例还在不断增加，作为移动高清视频流量的组成部分，视频通话的需求也在不断增加，但由于移动网络环境的复杂性，造成了移动高清视频通话还不能够完全满足人们的日常需求。

另外，由于信号覆盖、环境复杂、使用人数过多造成带宽竞争和高速移动易造成的带宽变化，造成丢包、时延增加、抖动等一系列问题，这将降低用户使用移动高清视频的可靠性和主观感受，对于常见的MPEG编码视频，3％的丢包率将使得30％的视频帧出现问题，较高的丢包率严重影响视频的主观质量。同时，也可能因为丢包导致目标端接收到的数据包不能完整解码，属于无效数据，浪费了链路带宽，这些问题对视频传输都是极大的考验，而视频高清通话更加需保证视频的质量和流畅性。

总的来说，由于移动网络信号覆盖、环境复杂、带宽容量的限制，同时存在不可靠性，实际可用视频带宽易变化，故视频通信带宽需自适应调整，以得到更好的带宽利用率和显示效果。现有技术可用视频带宽估算方法存在时延高、精确度和通用型低的问题，因此，基于双向探测来更及时更精确的估算网络即时可用视频带宽，以自适应的选择使用最优的编码参数组合，从而使视频通信的质量最佳化，对促进移动高清视频通信业务的大发展具有十分重要的意义，可以有效应对移动高清视频通信业务面临的低质瓶颈，具有十分重大的利用价值和运用空间。

源端的带宽探测主要由链路源端收集当前链路状态，包括丢包率、链路时延、可用带宽等，可用带宽测量按是否需要向被测链路注入探测包，分为主动测量和被动测量，其中主动测量方法是通过向被测链路中发送探测包分组对或探测包串，在目标端接收到经过被测链路后的探测包数据流，由于被测链路连通状态发生改变而导致探测包传输速率变化，进而出现丢包率、时延等网络指标变化，现有技术的方法是探测间隔模型PGM和探测速率模型PRM。PGM模型通过探测包对间隔变化估算可用带宽，当探测包发送速率大于链路可用带宽时，接收到的包间隔变大，PGM算法实现较简单，速度快，计算复杂度也较低，但明显存在的问题是，算法需要满足发送速率大于链路可用带宽，并要知道紧凑链路及其带宽大小，PGM模型被测链路容量是已知的，而且需满足被测链路的狭窄链路与瓶颈链路重合，不满足该条件会造成测量结果的偏差；PRM算法的思路是向被测链路中注入大量探测包，不拥塞链路的最大探测包发送速率即为链路可用视频带宽，PRM模型和PGM模型一样，同为主动测量需通过探测包使被测链路拥塞，故测量过程会影响链路现有状态和内部数据流，降低了链路传输能力，提高了出现不稳定情况的可能性。

目标端带宽探测和源端一样分为主动和被动算法，类似于源端的PTR，现有技术目标端带宽探测将RTP包重用为探测包，避免探测包影响原有数据，利用数据时延变化趋向探测链路可用视频带宽变化，并反馈编码端进行调整。虽然目标端算法可以充分的使用链路可用视频带宽，但存在探测速度慢的缺点。

现有技术依然没有解决移动高清视频带宽控制的难题，现有技术的难点和本发明解决的问题主要集中在以下方面：