[发明专利]一种基于实时视频流传输的带宽探测方法

权利要求书

1.一种基于实时视频流传输的带宽探测方法，以探测发送端向探测接收端发送以视频帧拆分的视频报文来进行，其特征在于：所述探测方法包括以下步骤；

步骤S1、在探测发送端，把视频流内的视频帧拆分为若干个内含多个报文的chirp；所述报文中按发送次序分为带宽探测报文和平衡发送速度报文，探测发送端在发送带宽探测报文时，每次发送的发送间隔时长不断减小；

步骤S2、探测发送端以小于网络预测带宽B_t的发送速度，按所需的发送间隔，将拆分好的报文通过chirp的包序列形式发送至传输链路，同时在报文包头上附上每个报文的发送时间t_send；

步骤S3、探测接收端根据报文接收情况进行链路带宽值计算；

所述步骤S1包括以下方法；

方法A1、提取视频流中的视频帧，把一个视频帧分成多个chirp，每个chirp包含N+x个报文，前N个报文为带宽探测报文，后x个报文为平衡发送速率报文；方法A2、在发送平衡发送速率报文时，报文的发送间隔相同；

在发送带宽探测报文时，报文的发送间隔呈线性递减，设相邻报文的发送间隔为Δ_m，则有公式Δ_i＝r*Δ_i-1,r＜1其中r为0.8；公式一；

方法A3、在发送带宽探测报文时，首个报文的发送速率设置为t时刻的网络预测带宽B_t，其中B_t值通过RLS算法得出，可以得到Δ_m的值为：

在得到Δ_m之后，通过公式一可得到带宽探测报文中其他报文发送间隔；

方法A4、在发送平衡发送速率报文时，发送间隔之间的关系满足下列公式；

方法A5、为避免发送的报文速率超过网络带宽造成网络拥塞，本方法设置一个chirp的发送总速率小于等于网络预测带宽B_t，即:

为了在不造成链路拥塞情况下最大化视频传输速率，本方法令chirp的总发送速率等于B_t，的值通过下式计算

所述步骤S3中包括以下步骤；

步骤B1、探测发送端在报文发送时，通过探测接收端反馈的端到端时延变化信息d_i获取对应的时延变化；

设探测接收端反馈的端到端时延变化的起因为链路带宽小于等于网络预测带宽B_t或链路带宽值大于等于网络预测带宽B_t；

步骤B2、当在若干个报文组成的报文区间内，出现从区间内首个报文的端到端时延至带宽探测报文中最后一个报文的端到端时延持续增大的情况时，为报文发送速率超出链路带宽值导致的端到端时延变化，定义此区间为偏移区间，并把偏移区间中第一个报文的发送速率定义为v_l；

当带宽探测报文收发过程中，发送端到接端时延变化趋势为从首个报文开始不断增大至最后一个报文，即当前chirp中的带宽探测报文端到端时延变化仅含有一个偏移区间，可判定为此时链路带宽小于等于B_t，因此所有带宽探测报文在链路中排队；设定带宽探测报文中首个报文到达接收端的时间戳为t_r1，带宽探测报文中最后一个报文到达接收端的时间戳为t_r2，此时带宽值为：

步骤B3、当带宽探测报文收发过程中，出现端到端时延从极低处上升至极高处，又从极高处下降至极低处的情况时，是由于背景流量导致的端到端时延变化，定义此区间为抖动区间，将抖动区间第一个报文的发送速率定义为v_d1，将抖动区间最后一个报文的发送速率定义为v_d2，通过计算带宽探测报文中每个报文对应的带宽值E_i，并通过加权平均算法计算出带宽值；

将抖动区间内的所有报文对应的带宽值设置为即：

将偏移区间内的所有报文对应的带宽值设置为v_l，即：

E_i＝v_l 公式八；

将不属于抖动区间及偏移区间的所有报文对应的带宽值设置为其本身的发送速率v_i，即：

E_i＝v_i 公式九；

最后通过加权平均来计算此时带宽值：