在高频无线网络上的实时视频分析制造技术

多跳中继网络包括以中继拓扑布置的一组数据节点，其中该组数据节点经由包括诸如毫米波链路的一组高频数据链路的数据平面彼此通信。边缘节点经由数据平面与一个或多个数据节点通信，并且在包括诸如Wi

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在高频无线网络上的实时视频分析

技术介绍

[0001]海量数据分析网络，诸如摄影机网络，正在驱动智能零售店、道路交通监控、以及安全应用的创新，通过这些网络实现实时数据分析是仅靠Wi
‑
Fi和蜂窝网络无法解决的重要挑战。
[0002]本文所公开的各方面正是涉及这些和其他一般考虑。此外，虽然可以讨论相对具体的问题，但应当理解，示例不应限于解决在本公开的
技术介绍
或其他地方标识的具体问题。

技术实现思路

[0003]本文描述的系统和方法涉及使用多跳、高频(例如，毫米波)无线中继网络的实时数据分析网络系统。为了减轻链路阻塞，网络将单独的低延迟(例如，Wi
‑
Fi)控制平面与中继数据平面集成在一起，允许灵活的重路由，而不会遭受波束搜索新路由的损失。出于最大化数据分析精确度的目标(而不是简单地最大化数据吞吐量)，该系统使用了一种新颖的、可扩展的流规划算法，该算法在数百个节点上运行，以同时计算网络路由、负载均衡流量并且向每个节点分配比特率。
[0004]更具体地，多跳中继网络包括以中继拓扑布置的一组数据节点，其中该组数据节点经由包括一组高频数据链路(诸如毫米波链路)的数据平面彼此通信。边缘节点经由数据平面与一组数据节点中的一个或多个数据节点进行通信，并且在包括一组低频无线链路(诸如Wi
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Fi网络)的控制平面上与一组数据节点通信。边缘节点确定针对该组高频无线链路的路径利用率。当其中一个高频无线链路被过度利用时，边缘节点经由控制平面向该组数据节点中的数据节点传输改变中继拓扑的命令。边缘节点还确定中继拓扑是否以目标精确度运行。当中继拓扑未以目标精确度运行时，边缘节点调整针对节点的数据分析参数以提高网络的总体精确度。
[0005]提供本
技术实现思路
以用简化的形式介绍一些概念的选择，这将在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
并且非旨在标识所要求保护的技术方案的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的技术方案的范围。示例的附加方面、特征、和/或优点将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从描述中明显，或者可以通过本公开的实践来了解。
附图说明
[0006]非限制性和非穷举性示例参考以下图片被描述。
[0007]图1图示了根据本公开的各方面的多跳中继网络的示例。
[0008]图2A图示了根据本公开的各方面的示例相机节点。
[0009]图2B图示了根据本公开的各方面的示例边缘节点。
[0010]图3A
‑
图3C图示了根据本公开的各方面的示例多跳中继网络的三个备用拓扑。
[0011]图4图示了根据本公开的各方面的确定针对网络节点的资源精确度配置文件的示
例方法。
[0012]图5图示了根据本公开的各方面的确定拓扑/流以优化数据分析精确度的示例方法。
[0013]图6A和图6B图示了根据本公开的各方面的示例多跳中继网络的两个备用拓扑。
[0014]图7图示了根据本公开的各方面的检测系统可能未以目标精确度运行的方法。
[0015]图8A和图8B是可以用来实践本公开的各方面的移动计算设备的简化框图。
具体实施方式
[0016]下面参考附图更全面地描述本公开的各个方面，附图来自本公开的一部分并且示出了具体的示例方面。然而，本公开的不同方面可以以许多不同的形式来实现并且不应被解释为限于本文阐述的方面；相反，提供这些方面是为了使本公开彻底和完整，并且向本领域技术人员充分传达该方面的范围。各方面可以作为方法、系统、或设备来实践。相应地，各方面可以采用硬件实现、完全软件实现、或结合软件和硬件方面实现的形式。因此，下面的详细描述不应被理解为限制性意义的。
[0017]视频分析部署将视频流传输到本地部署的(on
‑
premise)边缘服务器，这些边缘服务器配备了GPU用于执行其处理中涉及的视觉模型。更高分辨率的摄影机(例如4K或8K)提供更高的视频分析精确度。例如，分辨率越高，可以使用的像素就越多，这通常会导致标识对象中更高的精确度。对高视频分析精确度的需求推动了更高的分辨率(例如4K)和视频帧率(例如60帧/秒)。然而，这些高分辨率相机不太适合传统Wi
‑
Fi网络。更高的分辨率和帧率极大增加了视频流的比特率要求。Wi
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Fi链接没有足够的容量来流传输多个高比特率视频(到边缘服务器进行分析)。事实上，通过Wi
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Fi链路传输大量视频流会导致过度利用的Wi
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Fi频段的拥挤，并且可能导致对其他Wi
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Fi用户的严重干扰和延迟。将相机连接到有线网络在规模上很麻烦，而且还会降低部署灵活性。
[0018]毫米波(“mmWave”)网络(例如5G网络)具有数千兆比特/秒的容量(例如60GHz的802.11ad WiGig)，是用于流传输高比特率视频以进行视频分析的有前途的选择。然而，毫米波网络具有明显的局限性：(i)它们的高吞吐量取决于清晰的视线，因此使得它们容易受到建筑物中移动对象的影响，并且(ii)它们的距离很短(10
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20米)并且超过ca.10米，它们的吞吐量急剧下降，这显著短于通常部署中相机与边缘服务器之间的通常距离。
[0019]本公开涉及以数据节点为特征的实时数据分析网络(诸如摄影机、无线收发器/接收器/、蜂窝电话等)和边缘节点，二者都配备有诸如WiGig无线电的远距离无线电。节点的多跳中继网络被构建。节点将其数据流中继到边缘节点中的一个节点进行分析处理。靠近边缘节点的节点直接与边缘节点通信。远处的节点将它们的流传递给其他中继节点，这些中继节点又将它们的流转发到边缘节点。结果，靠近边缘节点的中继节点的网络链路将经历更高的利用率和拥塞。这些节点不仅向边缘节点发送它们自己的数据流，还转发来自其他节点的数据流。此外，如果此类网络中的一个节点或链路由于物理阻塞或中断而断开连接，则该链路无线电的窄波束宽度意味着节点必须搜索可能的备用反射路径或备用路由以重新连接网络。这是有问题的，因为被连接的节点可能忙于正在进行的数据传输，因此可能不知道需要它参与搜索。在此类搜索期间，数据没有被中继，也不可避免地影响吞吐量、延迟，并且可能导致抖动惩罚。此外，在毫米波中继网络中向每个节点的邻居广播路由信息所
要求的步骤具有挑战性，因为每个节点的无线电必须向其每个邻居发送波束以交换路由信息，这在时间上是昂贵的。为了解决这些问题，本公开在诸如Wi
‑
Fi的较低频率网络上使用单独的控制平面，这比用于数据流的毫米波网络更有效地解决了这些问题。
[0020]在本公开的中继网络中，其中节点向网络提供数据流负载，多个流需要共享单个毫米波链路。可扩展的流规划算法在各个流之间分配共享链路的容量，并且在数百个节点上运行，其中有数千个多跳链路。出于与上述相同的原因，单独的控制平面向网络中的所有节点分发指令，以便它们可以实现流规划算法生成的路由拓扑和比特率分配。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种优化多跳中继网络中数据分析精确度的方法，所述多跳中继网络包括多个节点，所述多个节点包括多个数据节点和边缘节点，所述方法包括：由边缘节点标识中继拓扑中的所述多个节点，其中所述中继拓扑中的所述多个节点经由包括高频无线链路的数据平面彼此通信，并且所述多个数据节点经由包括低频无线链路的控制平面与所述边缘节点通信；确定针对所述高频无线链路的路径利用率；当高频无线链路被过度利用时，经由所述控制平面从所述边缘节点向数据节点传输改变所述中继拓扑的命令；确定所述中继拓扑是否以目标精确度运行；以及当确定所述中继拓扑未以所述目标精确度运行时，调整针对节点的数据分析参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述边缘节点是5G基站。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述高频无线链路是毫米波链路。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据分析参数与视频分辨率和帧率中的一项或多项有关。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：经由所述控制平面从数据节点接收上游高频链路未以阈值水平运行的报告；响应于接收所述报告，经由所述控制平面从所述数据节点接收以所述阈值水平运行的备选上游高频链路的标识；以及经由所述控制平面向所述数据节点发送使用所述备选上游高频链路发送数据的指令。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定针对数据节点的资源精确度配置文件已经改变；响应于确定针对所述数据节点的所述资源精确度配置文件已经改变：确定针对所述高频无线链路的路径利用率；当高频无线链路被过度利用时，经由所述控制平面向数据节点传输改变所述中继拓扑的命令；确定所述中继拓扑是否以目标精确度运行；以及当确定所述中继拓扑未以所述目标精确度运行时，调整针对节点的数据分析参数。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：当确定所述中继拓扑未以所述目标精确度运行时，经由所述控制平面向数据节点传输改变所述中继拓扑的命令。8.一种多跳中继网络，包括：以第一中继拓扑布置的第一组数据节点，其中所述第一组数据节点经由包括第一组高速无线链路的第一数据平面彼此通信；主边缘节点，所述主边缘节点经由所述第一数据平面与所述第一组数据节点中的一个或多个数据节点通信，并且在包括第一组低速无线链路的第一控制平面上与所述第一组数据节点通信，其中所述主边缘节点包括：处理器；以及存储器，存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被所述处理器执行时，使所述处理器：
确定针对所述第一组高速无线链路的路径利用率；当所述第一组高速无线链路中的高速无线链路被过度利用时，经由所述第一控制平面向所述第一组数据节点中的数据节点传输改变所述第一中继拓扑的命令；确定所述第一中继拓扑是否以目标精确度运行；以及当确定所述第一中继拓扑未以所述目标精确度运行时，调整针对节点的数据分析参数。9.根据权利要求8所述的多跳中继网...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：