[发明专利]一种基于HTTP/2的HAS视频切片推送方法

权利要求书

1.一种基于HTTP/2的HAS视频切片推送方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过分析推送视频切片数与视频请求码率、发生卡顿的概率之间的关系，建立了一个多目标优化问题并进行求解，所述多目标优化问题建立与求解步骤如下：

Step21：分析推送视频切片数与视频请求码率、发生卡顿的概率之间的关系，构建多目标优化问题

其中：K为视频观看中的请求总次数，RTT_i为第i次请求时的网络时延，N_i为第i次请求时额外推送切片数，D为视频切片时长，为第i次请求时当前缓冲区的量，B_max为缓冲区的能够缓存的最大数据量；

Step22：由于多目标函数的两个子目标函数的结果并不在同一数量级上，利用极大值化方法对两个子目标函数进行无量纲化的处理，子目标函数一进行无量纲化的处理后的结果为，其中：RTT_max为整个视频请求过程中网络时延的最大值；子目标函数二进行无量纲化的处理后的结果为：，其中：(N_i)_max为取得最大值时的N_i的取值，为取得最大值时的的取值；

Step23：利用线性加权法将双目标优化问题转变为单目标优化问题，单目标函数表示如下：

其中：α_i表示第i次请求时子目标函数二的权重；

Step4：利用贪心算法对单目标函数求解，优化目标变为，求得每次请求时使得优化目标值最低的推送切片数；

提出基于HTTP/2的HAS推送切片数动态选择算法，计算每次请求时的推送视频切片数，步骤如下：

Step41：进行第1次视频切片请求时，为降低启动时延，设置推送切片数为1；

Step42：稳定阶段，进行第i次视频切片请求，根据缓冲区的最大量以及当前缓冲区量获得能够额外推送的最大切片数；

Step43：计算第i-1次请求中的卡顿时长，确定权重α_i的取值，其中为第(i-1)次请求结束时缓冲区的量；为第(i-1)次请求开始时缓冲区的量；N_i-1为第(i-1)次请求时服务器端额外推送的视频切片数；t_i-1为第(i-1)次请求的请求响应时间；

Step44：根据可缓存的最大数据量确定优化目标函数为

；

Step45：遍历1至最大切片数，求得使得优化目标函数值最低的切片数；

Step46：重复Step42至Step45，直至整个视频请求播放完成；

Step47：算法结束；

通过问题分析确定如何计算请求带宽、如何进行带宽预估以及如何根据预估带宽选择视频请求码率；所述请求带宽计算、利用请求带宽进行带宽预估以及根据预估带宽选择视频请求码率的步骤如下：

Step51：第i次请求带宽B_i的计算不仅考虑到整个请求的均值带宽同时考虑请求结束时的瞬时带宽，即：，其中：AN_i为第i次请求中总共获取的视频切片数；r_ij为第i次请求时第j个切片下载速率；为第i次请求时最后一个视频切片的下载速率；β_i为第i次请求时网络瞬时带宽所占的权重；

Step52：当进行第i次请求时，根据K个历史视频切片进行带宽预估；由于每个请求至少包含两个视频切片，因此需要确定进行带宽预估的请求个数并且根据历史请求带宽的调和平均数确定预估带宽为：

；

其中，n根据K获得的进行带宽预估的历史请求个数，B_j为第j个历史请求的响应带宽，AN_j为第j次请求中总共获取的视频切片数；

Step53：根据预估带宽确定第i次请求的视频请求码率确定为不大于乘以安全阈值的最大可请求码率，即：，其中：bitrate_j为服务器端可以提供的第j级别的视频码率；

提出基于HTTP/2的HAS码率自适应算法，计算每次请求时的视频切片请求码率，步骤如下：

Step81：进行第1次视频切片请求时，为避免卡顿，视频请求码率设置为服务器端能够提供的最低可请求码率；

Step82：第1次请求结束时，计算第1次请求中卡顿时长，确定第1次请求时网络瞬时带宽所占的权重β₁的取值并计算确定第1次请求的请求带宽B₁；

Step83：稳定阶段，进行第i次视频切片请求时，计算预估带宽，即：

；

Step84：根据预估带宽确定视频请求码率；

Step85：第i次请求结束时，计算第i次请求中卡顿时长，确定权重β_i的取值并计算请求带宽B_i，其中：为第i次请求结束时缓冲区的量；为第i次请求开始时缓冲区的量；t_i为第i次请求的请求响应时间；D为视频切片时长；

Step86：重复第三至五步，直至整个视频请求播放完成；

Step87：算法结束。