一种映射参数动态自适应的无线流媒体传输控制方法

摘要

一种映射参数动态自适应的无线流媒体传输控制方法包括以下步骤：1)经过应用层视频流编码，在网络传输层中，按视频帧重要性添加初始化优先级标识，在MAC层中，节点根据各数据帧的最终优先级标识，分别映射至各优先级；2)根据实时网络负载分布和各优先级队列拥塞情况，按各视频帧特征动态计算其映射至各优先级的映射概率；3)根据实时网络条件，对关键帧采用双向映射机制；对其他增强层数据帧采用双重向下映射机制；4)MAC层根据当前网络状况和视频帧映射结果，将信息反馈至应用层和传输层。本发明有效提高网络吞吐量、实时视频传输时延较小、提高视频流传输质量。

主权项

1.一种映射参数动态自适应的无线流媒体传输控制方法，其特征在于：所述无线流媒体传输控制方法包括以下步骤：1)经过应用层视频流编码，在网络传输层中，按视频帧重要性添加初始化优先级标识，所述视频帧包括关键帧和其他增强层数据帧，在MAC层中，节点根据各数据帧的最终优先级标识，分别映射至各优先级，各队列按优先级高低依次定义为：AC[3]、AC[2]、AC[1]和AC[0]；2)根据实时网络负载分布和各优先级队列拥塞情况，按各视频帧特征动态计算其映射至各优先级的映射概率；3)根据实时网络条件，对关键帧采用双向映射机制，设定其映射至AC[0]的概率为零，其前向映射因子prob_I_up和后向映射因子prob_I_down如下所述：$\mathrm{prob}\_I_{\mathrm{up}}=\frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[3\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[3\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[3\right]}$$\mathrm{prob}\_I_{\mathrm{down}}=\frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[1\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[1\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[1\right]}$其中，qlen(AC[2])表示当前时刻优先级队列2中的待传送数据包数量，max_AC[2]表示队列2的最大数据包容量，即当队列2接受的数据包长度大于该值时，队列会自动将后到达的数据丢弃；对其他增强层数据帧采用双重向下映射机制，其他增强层数据帧包括P帧和B帧，其中，P帧前向映射因子prob_P_up和双重后向映射因子和如下所述：$\mathrm{prob}\_P_{\mathrm{up}}=\frac{1}{M}\times \frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[3\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[3\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[3\right]}$$\mathrm{prob}\_P_{\mathrm{down}}^1=\frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[1\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[1\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[1\right]}$$\mathrm{prob}\_P_{\mathrm{down}}^0=\frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[0\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[0\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[0\right]}$其中，B帧前向映射因子prob_B_up和双重后向映射因子和如下所述：$\mathrm{prob}\_B_{\mathrm{up}}=\frac{1}{N-M}\times \frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[3\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[3\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[3\right]}$$\mathrm{prob}\_B_{\mathrm{down}}^1=\frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[1\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[1\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[1\right]}$$\mathrm{prob}\_B_{\mathrm{down}}^0=\frac{\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[2\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[2\right]}\times \frac{\max \_\mathrm{AC}\left[0\right]-\mathrm{qlen}\left(\mathrm{AC}\right[0\left]\right)}{\max \_\mathrm{AC}\left[0\right]}$其中，N表示两相邻关键帧之间的距离，M表示关键帧与其相邻的P帧之间的间距；4)MAC层根据当前网络状况和视频帧映射结果，将信息反馈至应用层和传输层，应用层根据反馈的队列拥塞信息和映射因子值，调整视频编码压缩比，改变视频流数据负载大小和各帧排列；传输层根据反馈的队列拥塞信息，调用步骤2)和步骤3)。