一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法，涉及VR视频传输技术领域。本发明专利技术提出MEC协作域，依据地域特征将多个基站划分成一个协作区域，一个协作域域内的MEC相互协作，共同完成对协作域内用户请求内容的处理。一个协作域内存储着一份VR视频的全视角低码率版本，每个MEC独立运行对高码率tile块的缓存策略。具体来说，依据本管辖区域内用户对tile块所属FOV的请求频率和此FOV与管辖区域内用户的偏好相似度来决定是否缓存该tile块的高码率版本。本发明专利技术克服单MEC的计算能力和存储能力的限制，协同多个MEC共同来处理用户请求，充分利用多个MEC的计算和存储资源，提升最大可服务的用户数量、降低用户平均内容请求时延以及降低回程链路流量。时延以及降低回程链路流量。时延以及降低回程链路流量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法


[0001]本专利技术涉及VR视频传输
，更具体地说涉及一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法。

技术介绍

[0002]VR视频传输主要有两种技术路线：基于全视角和基于视场角（Field of View，FOV）的传输方案。
[0003]全视角传输方案就是将整个360
°
环绕画面都传输给终端，当用户头部转动需要切换画面时，所有的处理都在终端本地完成。VR视频在相同单眼可视分辨率情况下，由于帧率、量化电平、360
°
环绕等原因，码率要比普通平面视频大很多，前者一般是后者的5～10倍，这对于传输来说是个极大的挑战，成本也大大增加。
[0004]然而用户在观看视频时，有一定的视角限制，不会观看到全部内容，因此，全视角传输方案对带宽会有较大浪费。
[0005]FOV传输方案主要传输当前视角中的可见画面。一般都是将360
°
全景视野划分为若干个视角，每个视角生成一个视频文件，只包含视角内高分辨率和周围部分低分辨率视觉信息，终端根据用户当前视角姿态位置，向服务器请求对应的视角文件。具体地，如TWS（Tile Wise Streaming，基于分块的自适应传输）方案。
[0006]公开日为2019年9月20日，公开号为CN110266664A，名称为“一种基于5G与MEC的Cloud VR视频直播系统”的专利技术专利公开文本，公开了一种基于5G与MEC的Cloud VR视频直播系统，内容层包括VR视频拍摄系统，用于向平台层提供实时的VR视频内容；平台层包括VR直播系统，用于Cloud VR视频直播中VR视频的实时导入、转码、切片、出流；网络层基于运营商5G/4G无线网MEC系统，用于为Cloud VR视频业务提供稳定传输，实现平台层与终端层及内容层之间的数据交互；终端层包括Cloud VR终端，用于实现VR视频内容呈现、网络接入以及用户鉴权功能，通过网络层接入MEC系统，经本地分流功能直接访问云端平台层或MEC系统内的VR视频流。
[0007]上述现有技术中在基站附近部署MEC服务器，通过在网络的边缘提供计算以及存储资源，将为用户提供本地支持，以此提高用户体验质量。然而，单个MEC服务器的计算能力和存储能力相较于云中心是十分有限的，为了降低回程链路流量和更好地提升用户的QoE（体验质量，Quality of Experience），本申请提供了一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法。

技术实现思路

[0008]为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提供了一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法，本专利技术的专利技术目的在于降低回程链路流量和更好地提升用户的QoE。本专利技术中，提出MEC协作域，依据地域特征将多个基站划分成一个协作区域，一个协作域域内的MEC相互协作，共同完成对协作域内用户请求内容的处理。一个协作域内存储着
一份VR视频的全视角低码率版本，每个MEC独立运行对高码率tile块的缓存策略。具体来说，依据本管辖区域内用户对tile块所属FOV的请求频率和此FOV与管辖区域内用户的偏好相似度来决定是否缓存该tile块的高码率版本。本专利技术克服单MEC的计算能力和存储能力的限制，协同多个MEC共同来处理用户请求，充分利用多个MEC的计算和存储资源，提升最大可服务的用户数量、降低用户平均内容请求时延以及降低回程链路流量。
[0009]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术是通过下述技术方案实现的。
[0010]一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法，该方法包括以下步骤：S1、中心云分发VR视频内容到MEC协作域，所述MEC协作域是指依据地域特征将多个5G前传网络的无线接入点连接基站划分成一个协作区域，每个5G前传网络的无线接入节点连接基站附近部署一台MEC服务器，协作区域内的MEC服务器相互之间建立通信连接，形成所述MEC协作域；S2、 MEC协作域内的MEC服务器相互合作共同完成对用户请求视场角的处理；具体包括以下步骤：S201、VR终端设备跟踪用户头部运动轨迹，当用户视角发生变化时，需要请求新视角形成的新的视场角对应的高码率tile块集合和该新视角对应的低码率全视角视频文件；若VR终端设备的本地缓存中缺失新视角所需的视频文件，则进入S202步骤；S202、VR终端设备向Home MEC发出与该视场角对应的视频请求，视频请求根据VR终端设备是否部分缓存视场角对应的高码率tile块分为两类：1）没有部分缓存：视频请求包含的请求的内容为视场角对应的所有高码率tile块和其对应低码率全视角视频；2）存在部分缓存：视频请求包含VR终端设备缺失的高码率tile块；若Home MEC中存储有该视频请求对应的信息，则直接响应给VR终端设备；若Home MEC中并未存储该视频请求对应的信息，则Home MEC向MEC协作域中的其他MEC发出视频请求；若其他MEC中存储有该视频请求对应的信息，则将其响应给Home MEC，Home MEC接收到该信息后，响应给VR终端设备；若MEC协作域中的MEC服务器均未存储该视频请求对应的信息，则Home MEC向中心云发起视频请求，得到该视频请求对应的信息再响应给VR终端设备；当Home MEC是从MEC协作域内其他MEC服务器或中心云获取到被请求对应的视频信息时，Home MEC缓存其获取到的视频信息；当Home MEC缓存间不足时，需要计算当前被请求视频信息的流行度和已缓存视频信息的流行度，依据流行度来决定是否删除已缓存视频信息和缓存当前被请求的视频信息；S203、Home MEC通过S202步骤，准备好VR终端设备请求的视频，然后对VR终端设备作出响应；与此同时，Home MEC向VR终端设备推送与当前被请求视场角视频信息关联请求次数较多的其他视场角对应的高码率tile块；S204、VR终端设备准备好当前视场角所需的高码率tile块集合和低码率全视角视频文件后，对低码率全视角视频文件解码并对每个高码率tile块独立解码，然后执行渲染和播放操作；对于Home MEC推送来的高码率tile块，VR终端设备采用FIFO缓存策略进行存储。
[0011]进一步的，所述S1步骤中，若中心云获悉了MEC协作域的用户对VR视频类型的偏
好，则依据MEC协作域用户偏好来下发相关VR视频中的热点视场角对应的高码率tile块集合和其低码率全视角视频到协作域中。
[0012]更进一步的，中心云在没有MEC协作域内用户的喜爱偏好的情况下，将依据全网VR视频的流行程度下发最受欢迎的VR视频中的热点视场角对应的高码率tile块集合和其低码率全视角视频到协作域中。
[0013]S201步骤中，若VR终端设备的本地缓冲中存储有新的视场角对应的高码率tile块集合，则直接对低码率全视角视频文件解码并对每个高码率tile块独立解码，然后执行渲染和播放操作。
[0014]进一步的，S202步骤中，若经过流行度比较后，决定缓存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、中心云分发VR视频内容到MEC协作域，所述MEC协作域是指依据地域特征将多个5G前传网络的无线接入点连接基站划分成一个协作区域，每个5G前传网络的无线接入节点连接基站附近部署一台MEC服务器，协作区域内的MEC服务器相互之间建立通信连接，形成所述MEC协作域；S2、MEC协作域内的MEC服务器相互合作共同完成对用户请求视场角的处理；具体包括以下步骤：S201、VR终端设备跟踪用户头部运动轨迹，当用户视角发生变化时，需要请求新视角形成的新的视场角对应的高码率tile块集合和该新视角对应的低码率全视角视频文件；若VR终端设备的本地缓存中缺失新视角所需的视频文件，则进入S202步骤；S202、VR终端设备向Home MEC发出与该视场角对应的视频请求，视频请求根据VR终端设备是否部分缓存视场角对应的高码率tile块分为两类：第一类为不存在部分缓存：视频请求包含的请求的内容为视场角对应的所有高码率tile块和其对应低码率全视角视频；第二类为存在部分缓存：视频请求包含VR终端设备缺失的高码率tile块；若Home MEC中存储有该视频请求对应的信息，则直接响应给VR终端设备；若Home MEC中并未存储该视频请求对应的信息，则Home MEC向MEC协作域中的其他MEC发出视频请求；若其他MEC中存储有该视频请求对应的信息，则将其响应给Home MEC，Home MEC接收到该信息后，响应给VR终端设备；若MEC协作域中的MEC服务器均未存储该视频请求对应的信息，则Home MEC向中心云发起视频请求，得到该视频请求对应的信息再响应给VR终端设备；当Home MEC是从MEC协作域内其他MEC服务器或中心云获取到被请求对应的视频信息时，Home MEC缓存其获取到的视频信息；当Home MEC缓存空间不足时，需要计算当前被请求视频信息的流行度和已缓存视频信息的流行度，依据流行度来决定是否删除已缓存视频信息和缓存当前被请求的视频信息；S203、Home MEC通过S202步骤，准备好VR终端设备请求的视频，然后对VR终端设备作出响应；与此同时，Home MEC向VR终端设备推送与当前被请求视场角视频信息关联请求次数较多的其他视场角对应的高码率tile块；S204、VR终端设备准备好当前视场角所需的高码率tile块集合和低码率全视角视频文件后，对低码率全视角视频文件解码并对每个高码率tile块独立解码，然后执行渲染和播放操作；对于Home MEC推送来的高码率tile块，VR终端设备采用FIFO缓存策略进行存储。2.如权利要求1所述的一种基于5G网络的MEC协作传输VR视频的方法，其特征在于：所述S1步骤中，若中心云获悉了MEC协作域的用户对VR视频类型的偏好，则依据MEC协作域用户偏好来下发相关VR视频中的热点视场角对应的高码...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐勇，杨挺，夏靖雯，陈路遥，张椰，汪文勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：