[发明专利]基于5G SBA的文件传输方法及星地协同传输系统

说明书

本发明属于卫星通信与地面通信协同传输技术领域，具体公开了一种基于5G SBA的文件传输方法及星地协同传输系统，该方法通过获取用户发起的Http视频流文件请求，MEC服务器中的VNF接收文件请求指令并解析；VNF控制MEC服务器从源端获取文件清单并解析，MEC服务器按照文件清单内容，建立与源站点的多个并行TCP连接并下载文件片段，并在本地缓存；若用户所请求的文件片段已存储在MEC服务器中，该文件片段将被立即提供给用户；否则，VNF将内容请求转发至源站点，并检索。采用本技术方案，利用卫星通信作为5G网络的回程，在网络架构的边缘测MEC服务器中引入VNF技术，有效缓解全球视频直播时面临延迟高、覆盖不足的现象。

技术领域

本发明属于卫星通信与地面通信协同传输技术领域，涉及一种基于5G SBA的文件传输方法及星地协同传输系统。

背景技术

近年来，随着5G网络在全球的逐步推广，基于HTTP(Hyper Text TransferProtocol，超文本传输协议)协议的直播流媒体愈加流行，越来越多的用户开始通过抖音、Facebook、YouTube等社交媒体生成4K直播流媒体。这些应用需要更快、更平稳的数据传输来支撑更好的沉浸式体验。

目前，大多数视频流媒体应用程序，如MPEG-DASH或Apple HTTP实时流媒体-HLS，都遵循超文本传输协议(HTTP)，超文本传输协议将视频序列分割成多个片段，并按要求以序列文件的格式进行传输。通常，这类文件通过TCP(Transmission Control Protocol，并行传输控制协议)底层协议实现传输。

按照传统的技术方案，视频流文件通过单播串行发送的方式传输。但近年来，随着5G边缘侧的发展，用户可向视频源端通过并行传输控制协议预提取请求的热点流媒体内容，并借助边缘侧的缓存功能将内容进行预加载，以此来保障用户的QoE。考虑到直播目的用户可能分布在远离直播源的全球其他地方，常规的地面通信手段在时延上已不能满足跨洋/洲直播行业的需求。

结合近年来低轨卫星互联网发展迅猛，考虑可利用低轨卫星通信作为回程网络具有低时延、广覆盖的特点，来实现流媒体内容的高效分发。又考虑到TCP传输协议的慢启动和重传机制不适应卫星高动态分组数据传输。因此，迫切需要一种能在星地协同网络中弥补TCP传输缺陷的机制。此外，5G基于服务的架构(SBA，Service Based Architecture)已经标准化，这将有助于本发明中采用上下文感知的内容新方案，并利用卫星链路给直播行业用户提供QoE保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于5G SBA的文件传输方法及星地协同传输系统，有效缓解全球视频直播时面临延迟高、覆盖不足的现象。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种基于5G SBA的文件传输方法，包括如下步骤：

获取用户发起的Http视频流文件的请求，工作范围覆盖所述用户的MEC服务器中的VNF接收文件请求指令并解析该请求；

VNF充当反向文件代理，控制MEC服务器从源端获取文件清单并解析；

MEC服务器按照文件清单内容，建立与源站点的多个并行TCP连接并下载文件片段，并在本地缓存；

若用户所请求的文件片段已存储在MEC服务器中，该文件片段将被立即提供给用户；否则，VNF将内容请求转发至源站点，并检索。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：本方案利用卫星通信作为5G网络的回程，在网络架构的边缘测MEC服务器中引入VNF技术，作为视频内容从源站点到用户的传输路径中的中继资源池。

采用低轨卫星通信作为回程能有效缓解全球视频直播时面临延迟高、覆盖不足的现象，采用VNF结合MEC服务器的技术能有效缓解传播过程中对同一视频流重复请求导致的卫星链路负载压力大的情况，从而为卫星链路节省带宽，且能有效支持具有QoE保证的4K视频流直播业务。