[发明专利]用户体验驱动的多方视频会议的转码和组播路由方法及装置

说明书

本发明公开了一种用户体验驱动的多方视频会议的转码和组播路由方法及装置，方法包括以下步骤：根据网络拓扑结构为每个参与视频会议的用户构建组播路由树；然后在网络中寻找代价最小的MEC服务器加入组播树中，为用户提供视频转码功能，以适配用户请求码率，并减少网络费用；在组播树中，若存在传输的视频码率超出链路容量和用户的端到端时延超出时延门限的情况，需要对重新进行路由，以满足链路容量和时延限制；将组播树和转码规则部署到网络中；本发明综合考虑网络拓扑结构、传输链路的有效带宽和时延、用户请求的视频码率以及MEC的计算资源限制，在带宽、时延和MEC计算资源受限的情况下能够保证用户体验并有效提高多方视频会议的网络资源利用率。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种用户体验驱动的多方视频会议的转码和组播路由方法及装置。

背景技术

随着居家办公和远程办公越来越流行，导致视频会议的需求爆发性增长。然而，视频会议需要同时传输大量视频流，特别是高码率视频(4K、8K)，需要大量的网络带宽，相比之下互联网的带宽增长缓慢。同时，在视频会议过程中，由于接入会议的用户设备和网络接入方式变得多种多样，因此对视频码率的需求差异很大。为用户提供超出其请求码率的视频，不仅不能提高用户体验，还会增加解码的能量消耗、造成网络拥塞和视频播放卡顿。

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)作为下一代网络技术，将控制平面与数据平面分离。SDN控制器能够从网络设备收集信息，获得全局网络视图。在此基础上，SDN控制器可以根据需求控制网络数据的路由，优化网络资源的效率。SDN能够弥补IP组播中Internet组管理协议(IGMP)中存在的问题，提供组播数据传输能力，减少单播传输中的大量冗余带宽。

移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)作为5G关键技术，能够在网络边缘提供云计算功能和IT服务环境，实现超低延迟、高带宽和实时访问等特性。相比中心云，MEC成本更低，能够大量的部署在网络边缘。MEC提供的计算能力，能够针对用户的需求，实时地为用户进行视频转码。

结合SDN和MEC为用户提供多方视频会议面临很多挑战，例如，应对视频会议的大量网络带宽需求，在视频会议过程中，提高网络资源利用率的问题，如何有效的利用MEC计算资源满足用户对视频码率的差异化需求问题。

因此，如何有效的结合SDN和MEC，满足用户需求并提高网络资源利用效率的问题的研究对未来视频会议系统的发展至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用户体验驱动的多方视频会议的转码和组播路由方法及装置，综合考虑网络的拓扑结构、传输链路的有效带宽和时延、用户请求的视频码率以及MEC的计算资源限制因素，能够保证用户体验并有效提高多方视频会议的网络资源利用率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：用户体验驱动的多方视频会议的转码和组播路由方法，包括以下步骤：

S100，为每个用户构建目标为所有其他用户的组播树；

S200，计算所述组播树边的优先级，并基于所述优先级计算结果，在网络中寻找代价最小的MEC服务器加入S100所述组播树中；

S300，重路由不满足带宽约束组播树和不满足端到端时延约束的用户；

S400，将组播树转换为组播地址、流表规则和MEC转码规则，将所述流表规则部署到网络中的SDN交换机中，将MEC转码规则部署到MEC服务器，并将组播地址部署到用户的视频服务器。

S100中构建组播树具体如下：收集网络拓扑结构，包括链路容量和延迟；并收集参与视频会议的用户产生的视频码率和请求码率信息，为参与视频会议中每一个用户构建目标为所有其他参会用户的最短路径组播树，得组播树集合。

S200中，网络中寻找代价最小的MEC服务器加入组播树中包括以下步骤；