專利名稱：一種p2p流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法
技術領域：
本發(fā)明屬于流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，尤其涉及一種P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，用于在網(wǎng)絡上傳輸流媒體視頻數(shù)據(jù)。
背景技術：
為清楚地解釋現(xiàn)有的P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度存在的問題，以下對所涉及的概念、原則給出解釋。 P2P傳輸方式即對等網(wǎng)絡(Peer-to-peer)傳輸方式，在傳輸方式上打破服務器/客戶端模式，增加了客戶端到客戶端的直接通信模式。對等網(wǎng)絡由管理服務器和對等節(jié)點構成，對等節(jié)點包括客戶端和提供原始數(shù)據(jù)的服務器。每個對等節(jié)點都處于同等的地位每個對等節(jié)點既作為客戶端(向其它對等節(jié)點請求數(shù)據(jù))，也可以作為其他對等節(jié)點的服務器(為其它對等節(jié)點提供數(shù)據(jù))。P2P傳輸方式是對分布式概念的成功拓展，它將傳統(tǒng)服務器/客戶端模式下的服務器負擔分配到對等網(wǎng)絡中的每一個對等節(jié)點上，每個對等節(jié)點都將承擔有限的存儲與計算任務。加入到P2P網(wǎng)絡中的對等節(jié)點越多，對等節(jié)點對P2P網(wǎng)絡貢獻的資源也就越多，服務質量也就越高。P2P傳輸方式已廣泛應用于眾多領域，尤其是具有較大數(shù)據(jù)流量的流媒體傳輸領域。 當前對等節(jié)點和鄰居對等節(jié)點目前需要描述的對等節(jié)點稱為當前對等節(jié)點，與其有連接關系的對等節(jié)點，稱為鄰居對等節(jié)點。 父節(jié)點向其它對等節(jié)點提供數(shù)據(jù)的對等節(jié)點，稱為接收數(shù)據(jù)對等節(jié)點的父節(jié)點。
子節(jié)點從其它對等節(jié)點獲取數(shù)據(jù)的對等節(jié)點，稱為提供數(shù)據(jù)對等節(jié)點的子節(jié)點。
P2P流媒體傳輸方式采用P2P傳輸方式進行流媒體傳輸。流媒體的特點是可以邊下載邊播放，因為經(jīng)過流媒體編碼后的要求就是從流媒體任一數(shù)據(jù)分段開始都可以獨立解碼，不必等到收到整個文件后才能播放。采用P2P傳輸方式進行流媒體傳輸?shù)臅r候，當前對等節(jié)點向父節(jié)點請求并下載此對等節(jié)點尚未下載的數(shù)據(jù)分段，同時向子節(jié)點提供此對等節(jié)點已經(jīng)下載的數(shù)據(jù)分段。因此，每個對等節(jié)點既是客戶端又是服務器，充分利用了網(wǎng)絡的空閑資源，最大限度利用網(wǎng)絡帶寬資源。而且，對等節(jié)點越多，下載的速度越快，流媒體播放效果越好。 心跳消息(Ke印-alive):對等節(jié)點周期性發(fā)給管理服務器的一種通知消息，用于通知管理服務器該對等節(jié)點仍處于活躍(Active)狀態(tài)。 對等節(jié)點列表(Peerlist):是數(shù)個對等節(jié)點IP地址的集合。 一般指所有處于活躍狀態(tài)的對等節(jié)點的IP地址集合。 管理服務器負責管理所有對等節(jié)點加入、離開、更新和檢測，并維護一個動態(tài)的對等節(jié)點列表。若管理服務器收到某一個對等節(jié)點加入請求，將該對等節(jié)點加入管理服務器的對等節(jié)點列表，然后將管理服務器中對等節(jié)點列表隨機返回給該對等節(jié)點；若收到某一個對等節(jié)點離開請求，將該對等節(jié)點從對等節(jié)點列表中刪除；若超過一定時間未收到某一個對等節(jié)點的心跳消息，則將該對等節(jié)點從對等節(jié)點列表中刪除。
流媒體源服務器提供原始的流媒體文件。若采用P2P方式傳輸，流媒體服務器將流媒體數(shù)據(jù)分割成一系列數(shù)據(jù)分段(Segment或Chunk)。每個數(shù)據(jù)分段都有一個序號，并按照播放時間順序，序號逐漸增大。流媒體的播放方向定義為數(shù)據(jù)分段序號增加的方向。
下載緩存內(nèi)存中一段存儲區(qū)域，用于存儲下載的P2P流媒體數(shù)據(jù)。因為互聯(lián)網(wǎng)采用數(shù)據(jù)分組(Packet)、盡最大努力(Best Effort)傳輸，實時流媒體數(shù)據(jù)將被分解為許多分組，由于網(wǎng)絡的動態(tài)變化，各個數(shù)據(jù)分組選擇的路由不一定相同，到達客戶端的時間延遲也就不相同，甚至先發(fā)的數(shù)據(jù)分組后到。因此使用下載緩存來彌補延遲和抖動的影響，并保證數(shù)據(jù)分組的正確順序，從而使流媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出，也不會因為網(wǎng)絡暫時擁塞而使播放出現(xiàn)停滯。下載緩存一般設置為可以存儲5 20秒的流媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)存。例如，采用500K比特/秒的恒定速率時，則可以存儲最大為20秒的流媒體數(shù)據(jù)的下載緩存應該設置為20秒X500K比特/秒=10M比特。由于實時流媒體數(shù)據(jù)播放完的數(shù)據(jù)保存一段時間后可以丟棄，因此空出的下載緩存可以繼續(xù)下載新的數(shù)據(jù)。通常下載緩存的設置方法是，在對等節(jié)點的內(nèi)存中設置一個存儲區(qū)域和播放點。數(shù)據(jù)分段的序號比播放點所在數(shù)據(jù)分段的序號大的一段區(qū)域稱為未播放緩存，用于下載所需即將播放的流媒體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分段的序號比播放點所在數(shù)據(jù)分段的序號小的一段區(qū)域稱為已播放緩存，播放完之后的這些數(shù)據(jù)分段雖然對當前對等節(jié)點已沒有用處，但可以提供給子節(jié)點下載使用，所以播放完之后的數(shù)據(jù)分段仍將保存一段時間。當播放點不斷地沿下載緩存從頭到尾重復移動，移出已播放緩存的數(shù)據(jù)分段不斷丟棄，空出的存儲區(qū)域移入未播放緩存，繼續(xù)下載新的數(shù)據(jù)分段，這樣可以重復不斷，執(zhí)行對連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)分段的下載。 緩存映射(Buffer M即，BM):緩存映射是一變量，用于反映下載緩存是否已下載各個數(shù)據(jù)分段。當某一數(shù)據(jù)分段已下載到緩存中該段存儲區(qū)域，在緩存映射的相應比特位中用"l"表示；當該段存儲區(qū)域未存儲數(shù)據(jù)分段，在緩存映射的相應比特位中用"O"表示；見
X. Zhang， J丄iu，B丄i，and P. Yum，DONet/Coolstreaming :A Data-driven Overlay NetworkforLive Media Streaming, IEEE INFOCOM，2005。 為提升視頻傳輸?shù)挠行裕鑼σ曨l進行編碼，國際上比較著名的編碼標準包括MPEG1/2/4/7、 H. 264等。以目前數(shù)字電視和網(wǎng)絡電視(IPTV)常采用的MPEG2編碼標準為例，視頻序列被分成一系列的圖像組(Group of Pictures, GOP)，每個圖像組由一個I幀、數(shù)個P幀和數(shù)個B幀組成。(1) I幀(Intra-frame):—個圖像組一般只有一個I幀且第一幀一定是I幀，也叫"關鍵幀"。其采用幀內(nèi)編碼，可以獨立解碼，只要收到I幀，解碼器就可以獨立地將之恢復出來。(2)P幀(Predicted frame):采用前向預測編碼，即需要參考幀即已播放的I幀或P幀才能恢復。當參考幀丟失，當前P幀即使收到也無法解碼。(3)B幀(Bi-directionalframe):采用雙向預測編碼，即需要的參考幀不僅包括已播放的I幀或P幀，也需要沿流媒體的播放方向上未播放的P幀才能恢復。僅當雙向參考幀均收到后，B幀才能被正確解碼。因此， 一個圖像組中，I幀的重要性大于P幀，P幀的重要性大于B幀。由于B幀的雙向預測的特點，視頻序列的顯示順序和傳輸順序不一致。例如，某一個視頻顯示序列為[IBBPBBPBBPBBP] [IBBPBBP...]，其中每個圖像組具有13幀。傳輸?shù)臅r候，需要將B幀排在其前向和后向參考幀之后，結構如[IPBB...]，則上述的具有13幀圖像組的視頻序列的傳輸順序為[IPBBPBBPBBPBB] [IPBBPBB...]。而顯示端的解碼器輸出之后需要實施"幀重排"，將順序恢復到原順序即可。
基本流(Elementary Stream, ES):視頻編碼和音頻編碼之后，輸出的是視頻或音頻基本流。 包基本流(Packetized Elementary Stream, PES):基本流經(jīng)過打包后成為包基本流，包基本流的包長度是可變的，視頻包通常是一種類型的幀一個包。 目前對P2P流媒體數(shù)據(jù)進行傳輸調度，需要解決的基本問題之一是數(shù)據(jù)分段的選擇和父節(jié)點的選擇，即在當前對等節(jié)點中選擇哪個父節(jié)點請求哪個數(shù)據(jù)分段。數(shù)據(jù)分段的選擇策略包括順序優(yōu)先原則和稀有優(yōu)先原則，前者是按照數(shù)據(jù)分段序號由小到大依次選擇需要發(fā)出請求的數(shù)據(jù)分段；后者是采用P2P文件下載BitTorrent協(xié)議中所采用的稀有優(yōu)先原則，見B Cohen. Incentives Build Robustness in BitTorrent. Workshop onEconomicsof Peer-to-Peer Systems, CA， USA，2003，即針對當前節(jié)點緩存中未下載的數(shù)據(jù)分段，統(tǒng)計擁有該數(shù)據(jù)分段的鄰居對等節(jié)點的數(shù)量，若對當前節(jié)點中某個未下載數(shù)據(jù)分段，擁有它的鄰居節(jié)點的數(shù)量最少，則最先請求這個數(shù)據(jù)分段。父節(jié)點的選擇策略主要包括隨機優(yōu)先原則，最近優(yōu)先原則，可用帶寬優(yōu)先原則等。隨機優(yōu)先原則是指，針對當前對等節(jié)點中所需下載的數(shù)據(jù)分段，在所有擁有該數(shù)據(jù)分段的鄰居對等節(jié)點中，隨機選擇一個鄰居對等節(jié)點作為父節(jié)點；最近優(yōu)先原則是指，針對當前節(jié)點中所需下載的數(shù)據(jù)分段，在所有擁有該數(shù)據(jù)分段的鄰居對等節(jié)點中，選擇地理位置最近或者距離跳數(shù)最小的一個鄰居對等節(jié)點作為父節(jié)點；可用帶寬優(yōu)先原則是指，針對當前節(jié)點中所需下載的數(shù)據(jù)分段，在當前對等節(jié)點的所有擁有該數(shù)據(jù)分段的鄰居對等節(jié)點中，選擇具有最大可用帶寬的一個鄰居對等節(jié)點作為父節(jié)點。 A. Vlavianos等提出BiToS協(xié)議，利用BitTorrent的下載技術來協(xié)助P2P流媒體數(shù)據(jù)的傳輸調度，見A. Vlavianos， M. Iliofotou， and M. Faloutsos， BiToS -EnhancingBittorrent for Supporting StreamingApplications， IEEE頂F0C0M， 2006，該協(xié)議將緩存劃分為2個區(qū)域，高優(yōu)先級區(qū)域和低優(yōu)先級區(qū)域，對高優(yōu)先級緩存區(qū)域中的數(shù)據(jù)分段，以概率P來請求下載，下載原則采用順序優(yōu)先原則或者稀有優(yōu)先原則；而對低優(yōu)先級緩存區(qū)域中的數(shù)據(jù)分段，以概率(1-P)來請求下載，下載原則采用稀有優(yōu)先原則；并指出當二個緩存區(qū)域均采用稀有優(yōu)先原則且概率P = 0. 8的時候，播放連續(xù)度最佳。 Zhou等提出基于混合策略的流媒體數(shù)據(jù)調度算法，見Yipeng Zhou， D. M. Chiu，J.C. S.Lui，A Simple Model for Analyzing P2P StreamingProtocols， IEEEInternational Conference on Network Protocols (ICNP'07) ， pp. 226-235。該算法將下載緩存分為二個區(qū)域，靠近播放點的為高優(yōu)先級緩存，遠離播放點的區(qū)域為低優(yōu)先級緩存。在高優(yōu)先級緩存中的數(shù)據(jù)分段采用順序優(yōu)先原則(靠近播放點的數(shù)據(jù)分段先被請求下載)來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)分段的選擇，父節(jié)點選擇策略采用隨機優(yōu)先原則。在低優(yōu)先級緩存中的數(shù)據(jù)分段采用稀有優(yōu)先原則。高優(yōu)先級緩存和低優(yōu)先級緩存的分界根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)動態(tài)調整，即統(tǒng)計分界處數(shù)據(jù)分段的下載概率的平均值，當該值減小的時候，增大高優(yōu)先級緩存的長度，反之，則減小高優(yōu)先級緩存的長度。 Baccidchet等人提出了基于視頻幀(包括I幀、P幀和B幀)內(nèi)容的P2P流媒體數(shù)據(jù)調度策略，見P. Baccichet， J. Noh， E. Setton， and B. Girod， "Content-Aware P2P VideoStreaming with Low Latency, ，， IEEE Int. Conference on Multimedia and Expo， ICME，Beijing, China, July 2007， pp. 400-403。該算法提出將視頻幀按照內(nèi)容的重要程度賦予
8不同的權值。然后按照權值來進行依次調度，權值大的給予優(yōu)先調度。但是此算法沒有將下載緩存進行分區(qū)來對啟動時間和播放連續(xù)度達到最佳折衷。 P2P流媒體傳輸調度技術，將流媒體數(shù)據(jù)或文件分成許多數(shù)據(jù)分段，然后采用P2P傳輸方式進行傳輸。這些數(shù)據(jù)分段的時間長度一般在1 2秒，其字節(jié)大小可以是等長的(當采用恒定比特速率CBR的時候)，也可以是非等長的(當采用變比特速率VBR的時候)。
但是，目前已有P2P流媒體視頻傳輸調度技術中，未將視頻幀的重要性不同和下載緩存分區(qū)的重要性不同結合起來，其缺點在于未考慮I幀重要性大于P幀和B幀，則I幀的丟失將引起該I幀所在圖像組內(nèi)連續(xù)的P幀和B幀的解碼困難，其造成一系列的錯誤擴散，將降低播放連續(xù)度，從而最終降低用戶的體驗質量(Quality of E鄧erience， QoE);未考慮下載緩存分區(qū)的重要性不同，不能兼顧低啟動時間和高播放連續(xù)度的最佳折衷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，解決現(xiàn)有P2P流媒體視頻傳輸調度方法未考慮到視頻幀和下載緩存分區(qū)存在重要性程度不同的問題，從而有效提升播放連續(xù)度，進而提升用戶體驗質量。 為清楚闡述本發(fā)明，對本發(fā)明使用到的基本設置和符號標記作如下說明。
在P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸中，流媒體源服務器按時間順序將流媒體視頻數(shù)據(jù)分割為一系列數(shù)據(jù)分段。視頻數(shù)據(jù)分段包括三類(1) I幀子數(shù)據(jù)分段，即含有I幀數(shù)據(jù)的包基本流；(2)P幀子數(shù)據(jù)分段，即含有P幀數(shù)據(jù)的包基本流；(3)B幀子數(shù)據(jù)分段，即含有B幀數(shù)據(jù)的包基本流。在編碼器的視頻輸出采用I幀子數(shù)據(jù)分段、P幀子數(shù)據(jù)分段和B幀子數(shù)據(jù)分段，并要求保證一個圖像組的結構采用IBBP或PBBP的結構，即一個圖像組中B幀子數(shù)據(jù)分段之后一定有一個P幀子數(shù)據(jù)分段。 圖像組數(shù)據(jù)分段每個圖像組數(shù)據(jù)分段由一個I幀子數(shù)據(jù)分段、數(shù)個P幀子數(shù)據(jù)分段和數(shù)個B幀子數(shù)據(jù)分段組成。
播放點序號指當前播放的圖像組數(shù)據(jù)分段的序號。
播放點前移方向指播放點按照圖像組數(shù)據(jù)分段序號增加的方向。 補償位為各個子數(shù)據(jù)分段最后一位，標記各個子數(shù)據(jù)分段是否執(zhí)行補償操作，賦
值為"1 "或"0"， " 1 "表示對應的子數(shù)據(jù)分段已被執(zhí)行補償操作，"0"表示對應的子數(shù)據(jù)分
段未被執(zhí)行補償操作。 在每個對等節(jié)點中設置下載緩存。將下載緩存劃分為三個區(qū)域，大于播放點序號的一段區(qū)域分為兩小段，按照播放點前移方向依次為緊急下載緩存和非緊急請求下載緩存，用于下載所需即將要播放的流媒體視頻數(shù)據(jù)，小于播放點序號的一段區(qū)域稱為已播放緩存，用于存儲已播放完的流媒體視頻數(shù)據(jù)。已播放緩存的長度為10 20個圖像組數(shù)據(jù)分段，播放點設置在緊急下載緩存的起始點，緊急下載緩存長度為k，非緊急請求下載緩存長度為n-k，二者長度總和為n， n設置為40 160個圖像組數(shù)據(jù)分段的長度，其中緊急下載緩存長度初始值設置為20 40個圖像組數(shù)據(jù)分段的長度。
為便于闡述，每個數(shù)據(jù)分段采用如下編號方法 編號為u的I幀子數(shù)據(jù)分段(u的起始序號為1)，記為I (u)，表示隸屬于第u個圖像組數(shù)據(jù)分段的子數(shù)據(jù)分段；P幀子數(shù)據(jù)分段記為P (u， v)，表示隸屬于第u個圖像組數(shù)據(jù)分段中的第v個P幀子數(shù)據(jù)分段，B幀子數(shù)據(jù)分段記為B(u， v， w)，表示隸屬于第u個圖像組數(shù)據(jù)分段中的，第v個P幀子數(shù)據(jù)分段之前，沿播放點前移方向的第w個B幀子數(shù)據(jù)分段。
例如前13個視頻子數(shù)據(jù)分段，隸屬于編號為8的圖像組數(shù)據(jù)分段，后13個視頻子數(shù)據(jù)分段，隸屬于編號為9的圖像組數(shù)據(jù)分段，顯示順序為 [IBBPBBPBBPBBP][IBBPBBPBBPBB P]，其編號如下
[1(8) ，B (8， 1， 1) ，B(8， 1，2) ，P(8， 1) ，B(8，2' 1) ， B (8， 2， 2) ， P (8， 2) ， B (8， 3， 1) ，B(8，3，2) ，P(8，3) ，B(8，4， 1) ， B (8， 4， 2) ， P (8， 4) ] [1(9) ，B (9， 1， 1) ， B (9， 1， 2) ， P (9， 1) ，B(9，2' 1)，B(9，2'2) ， P(9，2) ， B(9，3， 1) ， B(9，3'2) ， P(9，3) ， B(9，4， 1) ， B(9，4'2) ， P(9，4)];
其傳輸順序為 [IPBBPBBPBBPBB][IPBBPBBPBBPB B]，編號如下
[1(8) ，P (8， 1) ，B(8， 1， 1) ，B(8， 1， 2) ， P (8， 2) ， B (8， 2， 1) ， B (8， 2， 2) ， P (8， 3) ， B (8， 3，
1) ， B(8，3'2) ， P(8，4) ， B(8，4，D， B(8，4'2)] [I (9) ， P(9，l)' B (9， 1， 1) ， B (9， 1， 2) ， P(9，2)，B(9，2， 1) ， B(9，2'2) ， P(9，3) ， B(9，3， 1) ， B(9，3'2) ， P(9，4) ， B(9，4， 1) ， B(9，4'2)]。 流媒體源服務器中將針對每個數(shù)據(jù)分段，按照上面的原則，標記唯一的編號，在后
續(xù)的發(fā)明步驟中，若檢測到某個編號不存在，也就意味著這個子數(shù)據(jù)分段是不存在。 本發(fā)明的下載緩存映射，采用子數(shù)據(jù)分段的編號加下標m命名。例如前述例子中，
下載緩存映射命名為 [Im(8) ， Pm(8， 1) ， Bm(8， 1， 1) ， Bm(8， 1，2) ， Pm(8，2) ， Bm(8，2， 1) ， Bm(8，2，2) ， Pm(8，3)，B邁(8，3' 1) ， B邁(8，3'2) ， Pm(8，4) ， B邁(8，4' 1) ， B邁(8，4，2)] [1邁(9) ， Pm(9， 1) ， Bm(9， 1， 1) ， Bm(9，1，2) ， Pm(9，2) ， Bm(9，2， 1) ， B邁(9，2'2) ， Pm(9，3) ， Bm(9，3， 1) ， B邁(9，3'2) ， Pm(9，4) ， Bm(9，4， 1)，B邁(9，4，2)]; 給變量賦值為"1"或"0"， " 1"表示所對應的視頻數(shù)據(jù)分段已被下載，"0"表示所對應的視頻數(shù)據(jù)分段未被下載； 例如，前述提及的例子中的緩存映射的值當前分別為 [1，1，1，1，0，0，0，0，0，0，0，0，0][1，l，O，O，l，O，O，O，O，O，O，O，O]; 表示I(8)，P(8，1)，B(8，1，1)，B(8，1，2)，I(9)，P(9，1)和P(9，2)當前已下載；P(8，
2) ， B(8，2， 1) ， B(8，2'2) ， P(8，3) ， B(8，3， 1) ， B(8，3'2) ， P(8，4) ， B(8，4， 1) ， B(8，4'2) ， B(9，1， 1) ， B(9， 1，2) ， B(9，2， 1) ， B(9，2'2) ， P(9，3) ， B(9，3， 1) ， B(9，3'2) ， P(9，4) ， B(9，4， 1)和B(9，4，2)當前未下載。 用變量Pmax表示隸屬于某個圖像組數(shù)據(jù)分段中含有的P幀子數(shù)據(jù)分段的最大數(shù)目；用變量Bmax表示隸屬于某個圖像組數(shù)據(jù)分段中含有的I幀子數(shù)據(jù)分段與P幀子數(shù)據(jù)分段之間，和P幀子數(shù)據(jù)分段與P幀子數(shù)據(jù)分段之間的B幀子數(shù)據(jù)分段的最大數(shù)目。
本發(fā)明所采用的時間間隔的含義說明 T。連接間隔，指對等節(jié)點定時連接管理服務器的時間間隔，T。設置為20 40秒； 1\ :存活時間，指管理服務器中對等節(jié)點列表中某個對等節(jié)點存活時間，若超過該
存活時間，仍未收到該對等節(jié)點的心跳消息，將此對等節(jié)點從管理服務器對等節(jié)點列表中
刪除。由管理服務器中地址存活定時器所采用；1\設置為(2 6) XT。； T2 :交換間隔，指對等節(jié)點之間交換緩存映射的時間間隔，T2設置為1 2秒； T3 :請求發(fā)送間隔，對等節(jié)點發(fā)送幀請求之間的時間間隔，T3設置為l/(子數(shù)據(jù)分
10段播放速率X (1 1.5)); L:緊急請求重發(fā)間隔，針對緊急下載緩存中對某一個子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行緊急請求下載過程，在這個TJ司隔內(nèi)未收到應答，則對該子數(shù)據(jù)分段重新執(zhí)行一次緊急請求下載過程。T4設置為(5 10) X (1/子數(shù)據(jù)分段播放速率)； T5:非緊急請求重發(fā)間隔，針對非緊急請求下載緩存中對某一個子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行非緊急請求下載過程，在這個T5間隔內(nèi)未收到應答，則對該子數(shù)據(jù)分段重新執(zhí)行一次非緊急請求下載過程。T5設置為(10 15) X (1/子數(shù)據(jù)分段播放速率)；
T6 :播放點前移間隔，指在下載緩存中播放點之前有連續(xù)數(shù)據(jù)情況下，播放點向前移動的時間間隔，T6設置為l/(圖像組數(shù)據(jù)分段播放速率)； IV:分界調整間隔，指緊急下載緩存與非緊急請求下載緩存之間分界調整的時間
間隔，1V設置為20 50秒; p :指當前對等節(jié)點的播放點； 本發(fā)明的一種P2P流媒體數(shù)據(jù)傳輸調度方法，其步驟包括
—、初始化步驟，執(zhí)行以下子步驟 1. 1當前對等節(jié)點進入P2P網(wǎng)絡，按連接間隔T。定時向管理服務器發(fā)心跳消息；同時從管理服務器的對等節(jié)點列表中隨機獲取^個對等節(jié)點，若管理服務器對等節(jié)點列表中對等節(jié)點個數(shù)不足^個，則從管理服務器對等節(jié)點列表中獲取所有的對等節(jié)點；若所獲取的對等節(jié)點在當前對等節(jié)點自身的對等節(jié)點列表中不存在，則增加入當前對等節(jié)點自身的對等節(jié)點列表中；K = 10 50 ; 管理服務器收到各對等節(jié)點的心跳消息時，若此對等節(jié)點不在管理服務器對等節(jié)
點列表中，則將此對等節(jié)點加入管理服務器對等節(jié)點列表中，并在管理服務器對等節(jié)點列
表中開啟此對等節(jié)點對應的地址存活定時器；若此對等節(jié)點已在管理服務器對等節(jié)點列表
中，則將管理服務器對等節(jié)點列表中該對等節(jié)點的地址存活定時器清零； 當管理服務器對等節(jié)點列表中某對等節(jié)點對應的地址存活定時器存活時間1\到
達，管理服務器仍未收到該對等節(jié)點的心跳信息，則在管理服務器的對等節(jié)點列表中刪除
該對等節(jié)點； 1. 2當前對等節(jié)點根據(jù)自身的對等節(jié)點列表，連接鄰居對等節(jié)點，每隔一個交換間隔T2，向鄰居對等節(jié)點互相交換各自的緩存映射；從所獲取的所有鄰居對等節(jié)點的緩存映射中，獲得每個鄰居對等節(jié)點中已下載的連續(xù)的I幀子數(shù)據(jù)分段的最大序號Gi， i表示第i個鄰居對等節(jié)點； 1. 3確定當前對等節(jié)點的起始播放點p =
N2
，若P小于l，則令P二 1，
轉步驟二 ；^為當前對等節(jié)點自身的對等節(jié)點列表中鄰居對等節(jié)點個數(shù)；^為整數(shù)，從5 10中隨機選??； 二、播放啟動步驟，執(zhí)行以下子步驟
0065] 2. 1在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的I幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)
行緊急請求下載，過程為 2. 1. 1置i = 1 ; 2. 1.2判斷緩存映射中是否存在I(p+i)幀子數(shù)據(jù)分段、且Im(p+i)的值等于0，是則執(zhí)行過程2. 1. 3，否則執(zhí)行過程2. 1. 4 ; 2. 1. 3判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對I (p+i)幀子數(shù)據(jù)分段的緊急請 求下載過程，再執(zhí)行過程2. 1. 4，否則直接執(zhí)行過程2. 1. 4 ; 2. 1. 4置i = i+l，判斷是否i《k，是則執(zhí)行過程2. 1. 2，否則執(zhí)行子步驟2. 2， k 為緊急下載緩存長度； 2. 2在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的P幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí) 行緊急請求下載，過程為
2.2.1置j二l;
2. 2. 2置i = 1 ; 2.2.3判斷緩存映射中是否存在P((p+i)， j)幀子數(shù)據(jù)分段、且Pm((p+i)， j)的值 等于0，是則執(zhí)行過程2. 2. 4，否則執(zhí)行過程2. 2. 5 ; 2.2.4判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對P((p+i)， j)幀子數(shù)據(jù)分段的
緊急請求下載過程，再執(zhí)行過程2. 2. 5，否則直接執(zhí)行過程2. 2. 5 ; 2. 2. 5置i = i+l，判斷是否i《k，是則轉過程2. 2. 3，否則執(zhí)行過程2. 2. 6 ; 2. 2. 6置j = j+l，判斷是否j《P^，是則轉過程2. 2. 2，否則執(zhí)行子步驟2. 3 ; 2. 3在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的B幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)
行緊急請求下載，過程為 2. 3. 1置m = 1 ; 2. 3. 2置j = 1 ; 2. 3. 3置i = 1 ; 2. 3. 4判斷緩存映射中是否存在B((p+i) ， j， m)幀子數(shù)據(jù)分段、且Bm ((p+i) ， j， m) 的值等于0，是則執(zhí)行過程2. 3. 5，否則執(zhí)行過程2. 3. 6 ; 2.3.5判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對B((p+i)， j， m)幀子數(shù)據(jù)分段 的緊急請求下載過程，再執(zhí)行過程2. 3. 6，否則直接執(zhí)行過程2. 3. 6 ;
2. 3. 6置i = i+l，判斷是否i《k，是則轉過程2. 3. 4，否則執(zhí)行過程2. 3. 7 ;
2. 3. 7置j = j+l，判斷是否j《P^，是則轉過程2. 3. 3，否則執(zhí)行過程2. 3. 8 ;
2. 3. 8置m = m+l，判斷是否m《Bmax，是則轉過程2. 3. 2，否則執(zhí)行子步驟2. 4 ;
2.4判斷緊急下載緩存中子數(shù)據(jù)分段的緩存映射的值是否全部為l，是則轉步驟 三，否則轉子步驟2. 1 ; 三、正常播放步驟，包括以下子步驟
3. 1前移播放點，p = p+1 ; 3. 2判斷P幀或B幀子數(shù)據(jù)分段補償位是否為1 ，是則先將對應的P幀或B幀子數(shù) 據(jù)分段緩存映射賦值為O，再將對應的P幀或B幀子數(shù)據(jù)分段補償位賦值為O，執(zhí)行子步驟 3. 3 ;否則直接執(zhí)行子步驟3. 3 ; 3. 3在當前對等節(jié)點中，對非緊急下載緩存中I幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行非緊急請求下 載，過程為 3. 3. 1置i = 1 ; 3. 3. 2執(zhí)行對I幀子數(shù)據(jù)分段的非緊急請求下載過程； 3. 3. 3置i = i+l，判斷是否i《n-k，是則轉過程3. 3. 2 ;否則執(zhí)行子步驟3. 4 ;
3. 4在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的I幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)
行緊急請求下載，過程為 3. 4. 1置i = 1 ; 3.4.2判斷緩存映射中是否存在I(p+i)幀子數(shù)據(jù)分段、且Im(p+i)的值等于0，是 則執(zhí)行過程3. 4. 3，否則執(zhí)行過程3. 4. 4 ; 3. 4. 3判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對I (p+i)幀子數(shù)據(jù)分段的請求下 載過程并執(zhí)行過程3. 4. 4，否則直接執(zhí)行過程3. 4. 4 ; 3. 4. 4置i = i+l，判斷是否i《k，是則執(zhí)行步驟3. 4. 2，否則執(zhí)行子步驟3. 5 ;
3. 5在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的P幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí) 行緊急請求下載，過程為
3. 5. 1置j = 1 ;
3. 5. 2置i = 1 ; 3.5.3判斷緩存映射中是否存在P((p+i)， j)幀子數(shù)據(jù)分段、且Pm((p+i)， j)的值 等于0，是則執(zhí)行過程3. 5. 4，否則執(zhí)行過程3. 5. 5 ; 3. 5. 4判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對P ((p+i) ， j)幀子數(shù)據(jù)分段的請 求下載過程并執(zhí)行過程3. 5. 5，否則直接執(zhí)行過程3. 5. 5 ; 3. 5. 5置i = i+l，判斷是否i《k，是則轉過程3. 5. 3，否則執(zhí)行過程3. 5. 6 ; 3. 5. 6置j = j+l，判斷是否j《P^，是則轉過程3. 5. 2，否則執(zhí)行子步驟3. 6 ; 3. 6在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的B幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)
行緊急請求下載，過程為 3. 6. 1置m = 1 ; 3. 6. 2置j = 1 ; 3. 6. 3置i = 1 ; 3. 6. 4判斷緩存映射中是否存在B((p+i) ， j， m)幀子數(shù)據(jù)分段、且Bm((p+i) ， j， m) 的值等于0，是則執(zhí)行過程3. 6. 5，否則執(zhí)行過程3. 6. 6 ; 3.6.5判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對B((p+i)， j， m)幀子數(shù)據(jù)分段 的請求下載過程并執(zhí)行過程3. 6. 6，否則直接執(zhí)行過程3. 6. 6 ; 3. 6. 6置i = i+l，判斷是否i《k，是則轉過程3. 6. 4，否則執(zhí)行過程3. 6. 7 ;
3. 6. 7置j = j+l，判斷是否j《P^，是則轉過程3. 6. 3，否則執(zhí)行過程3. 6. 8 ;
3. 6. 8置m = m+l，判斷是否m《B^，是則轉過程3. 6. 2，否則執(zhí)行子步驟3. 7 ;
3. 7判斷分界調整間隔T7是否到達，是則轉子步驟3. 8，否則轉子步驟3. 9 ;
3.8統(tǒng)計緊急下載緩存中I(p+k-l)幀子數(shù)據(jù)分塊下載成功概率的平均值，再判斷 該平均值是否小于分塊調整閾值，是則將緊急下載緩存的長度k增加1，轉子步驟3. 9 ;否則 將緊急下載緩存的長度k減去1，轉子步驟3. 9 ;所述分塊調整閾值為0. 3 0. 5，為0. 3時， 調整靈敏度較小，為0. 5時，調整靈敏度較大； 3. 9管理服務器判斷當前對等節(jié)點的存活時間1\是否到達，是則轉子步驟3. 10， 否則轉子步驟3. 11 ; 3. 10管理服務器判斷是否收到當前對等節(jié)點心跳消息，是則轉子步驟3. ll，否則 管理服務器將該對等節(jié)點從管理服務器對等節(jié)點列表中刪除，傳輸調度方法結束；
13
3. 11當前對等節(jié)點判斷播放點前移間隔Te是否到達，是則轉子步驟3. 12，否則轉 子步驟3. 3 ; 3. 12判斷播放點處的圖像組數(shù)據(jù)分段內(nèi)各子數(shù)據(jù)分段緩存映射是否全為l，是則 執(zhí)行子步驟3. 1 ;否則判斷緩存映射為0的子數(shù)據(jù)分段的類型1幀子數(shù)據(jù)分段轉子步驟 3. 1， P幀子數(shù)據(jù)分段轉過程3. 12. 1， B幀子數(shù)據(jù)分段轉過程3. 12. 2 ; 3. 12. 1用該P幀子數(shù)據(jù)分段前面最相鄰的已下載的I幀子數(shù)據(jù)分段或P幀子數(shù)據(jù) 分段替代該未下載的P幀子數(shù)據(jù)分段，將該P幀子數(shù)據(jù)分段對應的緩存映射賦值為l，該P 幀子數(shù)據(jù)分段補償位賦值為1，轉子步驟3. 1 ; 3. 12. 2用該B幀子數(shù)據(jù)分段前面最相鄰的已下載的I幀子數(shù)據(jù)分段或，P幀子數(shù) 據(jù)分段替代未下載的B幀子數(shù)據(jù)分段，該B幀子數(shù)據(jù)分段對應的緩存映射賦值為1，該B幀 子數(shù)據(jù)分段補償位賦值為l，執(zhí)行子步驟3. 1。
所述的P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，其特征在于 所述播放啟動步驟和正常播放步驟中，當前對等節(jié)點對I、 P或B幀特定編號子數(shù) 據(jù)分段的緊急請求下載過程為 Jl.根據(jù)周期性更新獲得的最新緩存映射，隨機選擇具有該子數(shù)據(jù)分段的鄰居對 等節(jié)點作為父節(jié)點，執(zhí)行過程J2 ; J2.向該父節(jié)點發(fā)送一個該子數(shù)據(jù)分段的緊急下載請求，執(zhí)行過程J3; J3.判斷緊急請求重發(fā)間隔T4是否到達，是則執(zhí)行過程J4，否則結束此特定編號
子數(shù)據(jù)分段下載過程； J4.判斷待下載特定編號子數(shù)據(jù)分段是否已下載，是則將此特定子數(shù)據(jù)分段對應 的緩存映射賦值為l，結束此特定編號子數(shù)據(jù)分段下載過程，否則執(zhí)行過程Jl。
所述正常播放步驟中，當前對等節(jié)點對某個I幀子數(shù)據(jù)分段非緊急請求下載過程 為 Fl.根據(jù)周期性更新獲得的鄰居對等節(jié)點最新緩存映射，當前對等節(jié)點對每個緩 存映射為0的I幀子數(shù)據(jù)分段，計算擁有它的鄰居對等節(jié)點數(shù)量& ; F2.當前對等節(jié)點選擇最小的N4值所對應的I幀子數(shù)據(jù)分段，若最小的N4值所對
應的I幀子數(shù)據(jù)分段多于一個，則選擇離播放點最近的I幀子數(shù)據(jù)分段； F3.根據(jù)最新緩存映射，當前對等節(jié)點找到擁有該I幀子數(shù)據(jù)分段的鄰居對等節(jié)
點，隨機選擇其中一個作為父節(jié)點，向該父節(jié)點發(fā)送對此I幀子數(shù)據(jù)分段的非緊急下載請
求； F4.當前對等節(jié)點判斷非緊急請求重發(fā)間隔Ts是否到達，是則轉過程F5，否則結 束此子數(shù)據(jù)分段下載過程； F5.當前對等節(jié)點判斷所請求的幀子數(shù)據(jù)分段是否已下載，是則將此I幀子數(shù)據(jù) 分段對應的緩存映射賦值為l，結束此I幀子數(shù)據(jù)分段下載過程，否則轉過程F3。
本發(fā)明對播放點實施了應急補償機制，在播放的時候對未被下載的P幀子數(shù)據(jù)分 段或B幀子數(shù)據(jù)分段進行補償操作，將對應的緩存映射標記為l，當移入已播放緩存之后，
對應的緩存映射仍舊設置成為o。當收到該原始子數(shù)據(jù)分段后，將收到的該原始子數(shù)據(jù)分段
覆蓋到相應的經(jīng)過補償?shù)淖訑?shù)據(jù)分段處，因此當前對等節(jié)點能夠為其子節(jié)點提供準確的數(shù) 據(jù)，避免錯誤數(shù)據(jù)的擴散。
本發(fā)明優(yōu)先請求調度I幀子數(shù)據(jù)分段，其次是P幀子數(shù)據(jù)分段，最后是B幀子數(shù)據(jù) 分段，可以在相同的丟包率情況下，優(yōu)先請求下載相對重要的I幀子數(shù)據(jù)分段，因此能夠保 持較好的播放連續(xù)度；下載緩存中，將在緊急下載緩存中依次對I幀子數(shù)據(jù)分段、P幀子數(shù) 據(jù)分段和B幀子數(shù)據(jù)分段分別沿播放點前移方向進行順序調度和在非緊急下載緩存中對I 幀子數(shù)據(jù)分段按照稀有優(yōu)先原則調度相結合的方式。同時，播放緩存中對緊急下載緩存和 非緊急下載緩存兩個區(qū)域的邊界可動態(tài)調整，能夠動態(tài)適應網(wǎng)絡環(huán)境的變化，因此可以在 減少啟動時間、增加播放連續(xù)度以及可擴展性上達到最佳折衷。


圖1為本發(fā)明的流程框圖。
具體實施例方式
以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進一步說明。
T。設置為30秒;
T。設置為6XT。； L:設置為1.5秒; T3 :設置為1/(子數(shù)據(jù)分段播放速率X 1. 5);
T4 :設置為8X (1/子數(shù)據(jù)分段播放速率)；
T5 :設置為12X (1/子數(shù)據(jù)分段播放速率)；
T6 :設置為l/(圖像組數(shù)據(jù)分段播放速率)；
1V:設置為40秒； 下載緩存長度n設置為40，緊急下載緩存長度k初始值設置為20。
如圖1所示，為本發(fā)明的流程圖，其步驟為
—、初始化步驟，執(zhí)行以下子步驟 1. 1、當前對等節(jié)點加入當前P2P網(wǎng)絡，周期性連接服務器，獲得并更新鄰居對等 節(jié)點列表，并與鄰居節(jié)點連接A取值為30 ; 1. 2、當前對等節(jié)點周期性地與連接的鄰居對等節(jié)點交換緩存映像信息；
1. 3、確定當前對等節(jié)點的起始播放點；N3取值為6 ;
二、播放啟動步驟，執(zhí)行以下子步驟 2. 1、在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中未下載的I幀子數(shù)據(jù) 分段執(zhí)行緊急請求下載； 2. 2、在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中未下載的P幀子數(shù)據(jù) 分段執(zhí)行緊急請求下載； 2. 3、在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中未下載的B幀子數(shù)據(jù) 分段執(zhí)行緊急請求下載； 2. 4、判斷緊急下載緩存中子數(shù)據(jù)分段緩存映射是否全部為l，是則轉步驟3. l，否 則轉步驟2. 1 ; 三、正常播放步驟，包括以下子步驟
3. 1、前移播放點，p = p+1 ;
3. 2、判斷P幀或B幀子數(shù)據(jù)分段補償位是否為1 ，是則先將對應的P幀或B幀子數(shù) 據(jù)分段緩存映射賦值為O，再將對應的P幀或B幀子數(shù)據(jù)分段補償位賦值為O，執(zhí)行子步驟 3. 3 ;否則直接執(zhí)行子步驟3. 3 ; 3. 3、在當前對等節(jié)點中，對非緊急下載緩存中未下載的I幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行非緊 急請求下載； 3.4、在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中未下載的I幀子數(shù)據(jù) 分段執(zhí)行緊急請求下載； 3. 5、在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中未下載的P幀子數(shù)據(jù) 分段執(zhí)行緊急請求下載； 3. 6、在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中未下載的B幀子數(shù)據(jù) 分段執(zhí)行緊急請求下載； 3. 7、判斷分界調整間隔T7是否到達，是則轉子步驟3. 8，否則轉子步驟3. 9 ;
3.8、統(tǒng)計緊急下載緩存中I(p+k-l)幀子數(shù)據(jù)分塊下載成功概率的平均值，再判 斷該平均值是否小于分塊調整閾值，是則將緊急下載緩存的長度k增加l，否則將緊急下載 緩存的長度k減去l; 3. 9、管理服務器判斷當前對等節(jié)點的存活時間1\是否到達，是則轉子步驟3. 10， 否則轉步驟3. 11 ; 3. 10、管理服務器判斷是否收到當前對等節(jié)點心跳消息，是則轉步驟S19，否則傳 輸調度方法結束； 3. 11、當前對等節(jié)點判斷播放點前移間隔T6是否到達，是則轉步驟3. 3，否則轉子 步驟3. 12 ; 3. 12、判斷播放點處的圖像組數(shù)據(jù)分段內(nèi)各子數(shù)據(jù)分段緩存映射是否全為l，是則 轉子步驟3. 1，否則對當前播放點處圖像組數(shù)據(jù)分段中緩存映射為0的P幀子數(shù)據(jù)分段或B 幀子數(shù)據(jù)分段進行補償操作，轉子子步驟3. 1。
權利要求
一種P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，其步驟包括一、初始化步驟，執(zhí)行以下子步驟1.1當前對等節(jié)點進入P2P網(wǎng)絡，按連接間隔T0定時向管理服務器發(fā)心跳消息；同時從管理服務器的對等節(jié)點列表中隨機獲取N1個對等節(jié)點，若管理服務器對等節(jié)點列表中對等節(jié)點個數(shù)不足N1個，則從管理服務器對等節(jié)點列表中獲取所有的對等節(jié)點；若所獲取的對等節(jié)點在當前對等節(jié)點自身的對等節(jié)點列表中不存在，則增加入當前對等節(jié)點自身的對等節(jié)點列表中；N1＝10～50；管理服務器收到各對等節(jié)點的心跳消息時，若此對等節(jié)點不在管理服務器對等節(jié)點列表中，則將此對等節(jié)點加入管理服務器對等節(jié)點列表中，并在管理服務器對等節(jié)點列表中開啟此對等節(jié)點對應的地址存活定時器；若此對等節(jié)點已在管理服務器對等節(jié)點列表中，則將管理服務器對等節(jié)點列表中該對等節(jié)點的地址存活定時器清零；當管理服務器對等節(jié)點列表中某對等節(jié)點對應的地址存活定時器存活時間T1到達，管理服務器仍未收到該對等節(jié)點的心跳信息，則在管理服務器的對等節(jié)點列表中刪除該對等節(jié)點；1.2當前對等節(jié)點根據(jù)自身的對等節(jié)點列表，連接鄰居對等節(jié)點，每隔一個交換間隔T2，向鄰居對等節(jié)點互相交換各自的緩存映射；從所獲取的所有鄰居對等節(jié)點的緩存映射中，獲得每個鄰居對等節(jié)點中已下載的連續(xù)的I幀子數(shù)據(jù)分段的最大序號Gi，i表示第i個鄰居對等節(jié)點；1.3確定當前對等節(jié)點的起始播放點若p小于1，則令p＝1，轉步驟二；N2為當前對等節(jié)點自身的對等節(jié)點列表中鄰居對等節(jié)點個數(shù)；N3為整數(shù)，從5～10中隨機選??；二、播放啟動步驟，執(zhí)行以下子步驟2.1在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的I幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行緊急請求下載，過程為2.1.1置i＝1；2.1.2判斷緩存映射中是否存在I(p+i)幀子數(shù)據(jù)分段、且Im(p+i)的值等于0，是則執(zhí)行過程2.1.3，否則執(zhí)行過程2.1.4；2.1.3判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對I(p+i)幀子數(shù)據(jù)分段的緊急請求下載過程，再執(zhí)行過程2.1.4，否則直接執(zhí)行過程2.1.4；2.1.4置i＝i+1，判斷是否i≤k，是則執(zhí)行過程2.1.2，否則執(zhí)行子步驟2.2，k為緊急下載緩存長度；2.2在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的P幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行緊急請求下載，過程為2.2.1置j＝1；2.2.2置i＝1；2.2.3判斷緩存映射中是否存在P((p+i)，j)幀子數(shù)據(jù)分段、且Pm((p+i)，j)的值等于0，是則執(zhí)行過程2.2.4，否則執(zhí)行過程2.2.5；2.2.4判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對P((p+i)，j)幀子數(shù)據(jù)分段的緊急請求下載過程，再執(zhí)行過程2.2.5，否則直接執(zhí)行過程2.2.5；2.2.5置i＝i+1，判斷是否i≤k，是則轉過程2.2.3，否則執(zhí)行過程2.2.6；2.2.6置j＝j+1，判斷是否j≤Pmax，是則轉過程2.2.2，否則執(zhí)行子步驟2.3；2.3在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的B幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行緊急請求下載，過程為2.3.1置m＝1；2.3.2置j＝1；2.3.3置i＝1；2.3.4判斷緩存映射中是否存在B((p+i)，j，m)幀子數(shù)據(jù)分段、且Bm((p+i)，j，m)的值等于0，是則執(zhí)行過程2.3.5，否則執(zhí)行過程2.3.6；2.3.5判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對B((p+i)，j，m)幀子數(shù)據(jù)分段的緊急請求下載過程，再執(zhí)行過程2.3.6，否則直接執(zhí)行過程2.3.6；2.3.6置i＝i+1，判斷是否i≤k，是則轉過程2.3.4，否則執(zhí)行過程2.3.7；2.3.7置j＝j+1，判斷是否j≤Pmax，是則轉過程2.3.3，否則執(zhí)行過程2.3.8；2.3.8置m＝m+1，判斷是否m≤Bmax，是則轉過程2.3.2，否則執(zhí)行子步驟2.4；2.4判斷緊急下載緩存中子數(shù)據(jù)分段的緩存映射的值是否全部為1，是則轉步驟三，否則轉子步驟2.1；三、正常播放步驟，包括以下子步驟3.1前移播放點，p＝p+1；3.2判斷P幀或B幀子數(shù)據(jù)分段補償位是否為1，是則先將對應的P幀或B幀子數(shù)據(jù)分段緩存映射賦值為0，再將對應的P幀或B幀子數(shù)據(jù)分段補償位賦值為0，執(zhí)行子步驟3.3；否則直接執(zhí)行子步驟3.3；3.3在當前對等節(jié)點中，對非緊急下載緩存中I幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行非緊急請求下載，過程為3.3.1置i＝1；3.3.2執(zhí)行對I幀子數(shù)據(jù)分段的非緊急請求下載過程；3.3.3置i＝i+1，判斷是否i≤n-k，是則轉過程3.3.2；否則執(zhí)行子步驟3.4；3.4在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的I幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行緊急請求下載，過程為3.4.1置i＝1；3.4.2判斷緩存映射中是否存在I(p+i)幀子數(shù)據(jù)分段、且Im(p+i)的值等于0，是則執(zhí)行過程3.4.3，否則執(zhí)行過程3.4.4；3.4.3判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對I(p+i)幀子數(shù)據(jù)分段的請求下載過程并執(zhí)行過程3.4.4，否則直接執(zhí)行過程3.4.4；3.4.4置i＝i+1，判斷是否i≤k，是則執(zhí)行步驟3.4.2，否則執(zhí)行子步驟3.5；3.5在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的P幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行緊急請求下載，過程為3.5.1置j＝1；3.5.2置i＝1；3.5.3判斷緩存映射中是否存在P((p+i)，j)幀子數(shù)據(jù)分段、且Pm((p+i)，j)的值等于0，是則執(zhí)行過程3.5.4，否則執(zhí)行過程3.5.5；3.5.4判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對P((p+i)，j)幀子數(shù)據(jù)分段的請求下載過程并執(zhí)行過程3.5.5，否則直接執(zhí)行過程3.5.5；3.5.5置i＝i+1，判斷是否i≤k，是則轉過程3.5.3，否則執(zhí)行過程3.5.6；3.5.6置j＝j+1，判斷是否j≤Pmax，是則轉過程3.5.2，否則執(zhí)行子步驟3.6；3.6在當前對等節(jié)點中，從播放點p開始，對緊急下載緩存中的B幀子數(shù)據(jù)分段執(zhí)行緊急請求下載，過程為3.6.1置m＝1；3.6.2置j＝1；3.6.3置i＝1；3.6.4判斷緩存映射中是否存在B((p+i)，j，m)幀子數(shù)據(jù)分段、且Bm((p+i)，j，m)的值等于0，是則執(zhí)行過程3.6.5，否則執(zhí)行過程3.6.6；3.6.5判斷請求發(fā)送間隔T3是否到達，是則執(zhí)行對B((p+i)，j，m)幀子數(shù)據(jù)分段的請求下載過程并執(zhí)行過程3.6.6，否則直接執(zhí)行過程3.6.6；3.6.6置i＝i+1，判斷是否i≤k，是則轉過程3.6.4，否則執(zhí)行過程3.6.7；3.6.7置j＝j+1，判斷是否j≤Pmax，是則轉過程3.6.3，否則執(zhí)行過程3.6.8；3.6.8置m＝m+1，判斷是否m≤Bmax，是則轉過程3.6.2，否則執(zhí)行子步驟3.7；3.7判斷分界調整間隔T7是否到達，是則轉子步驟3.8，否則轉子步驟3.9；3.8統(tǒng)計緊急下載緩存中I(p+k-1)幀子數(shù)據(jù)分塊下載成功概率的平均值，再判斷該平均值是否小于分塊調整閾值，是則將緊急下載緩存的長度k增加1，轉子步驟3.9；否則將緊急下載緩存的長度k減去1，轉子步驟3.9；所述分塊調整閾值為0.3～0.5，為0.3時，調整靈敏度較小，為0.5時，調整靈敏度較大；3.9管理服務器判斷當前對等節(jié)點的存活時間T1是否到達，是則轉子步驟3.10，否則轉子步驟3.11；3.10管理服務器判斷是否收到當前對等節(jié)點心跳消息，是則轉子步驟3.11，否則管理服務器將該對等節(jié)點從管理服務器對等節(jié)點列表中刪除，傳輸調度方法結束；3.11當前對等節(jié)點判斷播放點前移間隔T6是否到達，是則轉子步驟3.12，否則轉子步驟3.3；3.12判斷播放點處的圖像組數(shù)據(jù)分段內(nèi)各子數(shù)據(jù)分段緩存映射是否全為1，是則執(zhí)行子步驟3.1；否則判斷緩存映射為0的子數(shù)據(jù)分段的類型I幀子數(shù)據(jù)分段轉子步驟3.1，P幀子數(shù)據(jù)分段轉過程3.12.1，B幀子數(shù)據(jù)分段轉過程3.12.2；3.12.1用該P幀子數(shù)據(jù)分段前面最相鄰的已下載的I幀子數(shù)據(jù)分段或P幀子數(shù)據(jù)分段替代該未下載的P幀子數(shù)據(jù)分段，將該P幀子數(shù)據(jù)分段對應的緩存映射賦值為1，該P幀子數(shù)據(jù)分段補償位賦值為1，轉子步驟3.1；3.12.2用該B幀子數(shù)據(jù)分段前面最相鄰的已下載的I幀子數(shù)據(jù)分段或，P幀子數(shù)據(jù)分段替代未下載的B幀子數(shù)據(jù)分段，該B幀子數(shù)據(jù)分段對應的緩存映射賦值為1，該B幀子數(shù)據(jù)分段補償位賦值為1，執(zhí)行子步驟3.1。
2.如權利要求1所述的P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，其特征在于所述播放啟動步驟和正常播放步驟中，當前對等節(jié)點對I、 P或B幀特定編號子數(shù)據(jù)分 段的緊急請求下載過程為Jl.根據(jù)周期性更新獲得的最新緩存映射，隨機選擇具有該子數(shù)據(jù)分段的鄰居對等節(jié) 點作為父節(jié)點，執(zhí)行過程J2;J2.向該父節(jié)點發(fā)送一個該子數(shù)據(jù)分段的緊急下載請求，執(zhí)行過程J3 ;J3.判斷緊急請求重發(fā)間隔T4是否到達，是則執(zhí)行過程J4，否則結束此特定編號子數(shù) 據(jù)分段下載過程；J4.判斷待下載特定編號子數(shù)據(jù)分段是否已下載，是則將此特定子數(shù)據(jù)分段對應的緩 存映射賦值為l，結束此特定編號子數(shù)據(jù)分段下載過程，否則執(zhí)行過程Jl。
3.如權利要求1所述的P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，其特征在于 所述正常播放步驟中，當前對等節(jié)點對某個I幀子數(shù)據(jù)分段非緊急請求下載過程為 Fl.根據(jù)周期性更新獲得的鄰居對等節(jié)點最新緩存映射，當前對等節(jié)點對每個緩存映射為0的I幀子數(shù)據(jù)分段，計算擁有它的鄰居對等節(jié)點數(shù)量& ;F2.當前對等節(jié)點選擇最小的N4值所對應的I幀子數(shù)據(jù)分段，若最小的N4值所對應的 I幀子數(shù)據(jù)分段多于一個，則選擇離播放點最近的I幀子數(shù)據(jù)分段；F3.根據(jù)最新緩存映射，當前對等節(jié)點找到擁有該I幀子數(shù)據(jù)分段的鄰居對等節(jié)點，隨 機選擇其中一個作為父節(jié)點，向該父節(jié)點發(fā)送對此I幀子數(shù)據(jù)分段的非緊急下載請求；F4.當前對等節(jié)點判斷非緊急請求重發(fā)間隔T5是否到達，是則轉過程F5，否則結束此 子數(shù)據(jù)分段下載過程；F5.當前對等節(jié)點判斷所請求的幀子數(shù)據(jù)分段是否已下載，是則將此I幀子數(shù)據(jù)分段 對應的緩存映射賦值為l，結束此I幀子數(shù)據(jù)分段下載過程，否則轉過程F3。
全文摘要
一種P2P流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，屬于流媒體視頻數(shù)據(jù)傳輸調度方法，用于在網(wǎng)絡上傳輸流媒體視頻數(shù)據(jù)。解決現(xiàn)有P2P流媒體視頻傳輸調度方法未考慮到視頻幀和下載緩存分區(qū)存在重要性程度不同的問題，從而有效提升播放連續(xù)度，進而提升用戶體驗質量。本發(fā)明包括一、初始化步驟，二、播放啟動步驟，三、正常播放步驟。本發(fā)明可以在相同的丟包率情況下，優(yōu)先請求調度I幀子數(shù)據(jù)分段，其次是P幀子數(shù)據(jù)分段，最后是B幀子數(shù)據(jù)分段，從而保持最大程度的播放連續(xù)性，進而有效提升體驗質量；緊急下載緩存采用順序調度和非緊急下載緩存采用稀有優(yōu)先調度相結合的方法，可以在減少啟動時間、增強播放連續(xù)度以及可擴展性上達到動態(tài)最佳折衷。
文檔編號H04L29/06GK101697554SQ200910272268
公開日2010年4月21日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權日2009年9月27日
發(fā)明者馮義雍, 程剛, 程文青, 黃佳慶 申請人:華中科技大學;