本发明涉及5g通信传输,具体为一种应用于智能传输的5g通信传输系统及方法。
背景技术:
1、随着5g通信技术的飞速发展,网络的传输速度、容量和连接密度得到了前所未有的提升,使其成为支撑物联网、智能交通、虚拟现实、远程医疗和智能制造等关键应用的核心基础设施;
2、虽然5g理论上能够提供极低的延迟和超高的带宽,但在实际应用中,尤其是在实时音视频通信、在线游戏和虚拟现实等对时延敏感的场景中,传统的编码和压缩策略难以满足动态变化的网络环境需求,传输延迟、丢包等问题仍然存在,影响了用户体验;
3、因此,人们急需一种应用于智能传输的5g通信传输系统来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种应用于智能传输的5g通信传输系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种应用于智能传输的5g通信传输方法,该方法包括以下步骤:
4、s1、采集传输网络历史不同时刻的网络数据,设置滑动窗口,对采集的网络数据进行筛选,对筛选后的网络数据进行分析,获取传输网络的基线数据;
5、s2、对获取的传输网络的基线数据进行分析,设置传输网络的初始传输参数;
6、s3、传输网络进行数据传输,记录传输开始时间;设置单位时间,每经过单位时间更新并记录一次传输网络的实时数据;分析传输网络当前时刻的实时数据的代表值;
7、s4、根据传输网络的基线数据和初始传输参数,以及传输网络当前时刻的实时数据的代表值,对传输网络的传输参数进行调整;
8、s5、设置时间间隔,获取传输参数调整后传输网络的实时数据,判断当前调整是否有效;若当前调整无效,对传输网络的传输参数进行反馈调整。
9、根据上述技术方案,所述步骤s1的具体过程如下:
10、s1-1、所述网络数据包括带宽、丢包率、原始数据量、压缩数据量及延迟;所述基线数据包括带宽基线、丢包率基线、原始数据量基线、压缩数据量基线及延迟基线;
11、s1-2、设置滑动窗口,对采集的传输网络历史不同时刻的网络数据进行处理;所述滑动窗口按照时刻顺序移动,每次滑动窗口的移动是从滑动窗口所在时刻移动到相邻的下一时刻;每次对滑动窗口进行移动,覆盖滑动窗口所在时刻窗口内的网络数据,并对滑动窗口所在时刻窗口内的网络数据进行筛选,筛选出滑动窗口所在时刻窗口内带宽的中值、滑动窗口所在时刻窗口内丢包率的中值、滑动窗口所在时刻窗口内原始数据量的中值、滑动窗口所在时刻窗口内压缩数据量的中值及滑动窗口所在时刻窗口内延迟的中值;
12、在滑动窗口中对数据进行处理,这样能够有效去除网络数据中的突发性或者短时异常波动,得到更加平滑和真实网络数据;
13、s1-3、通过滑动窗口的移动,筛选出滑动窗口在历史不同时刻窗口内带宽的中值、滑动窗口在历史不同时刻窗口内丢包率的中值、滑动窗口在历史不同时刻窗口内原始数据量的中值及滑动窗口在历史不同时刻窗口内压缩数据量的中值;
14、取滑动窗口在历史不同时刻窗口内带宽的中值的平均值,作为传输网络的带宽基线,记为ainitial;取滑动窗口在历史不同时刻窗口内丢包率的中值的平均值,作为传输网络的丢包率基线,记为binitial;取滑动窗口在历史不同时刻窗口内原始数据量的中值的平均值,作为传输网络的原始数据量基线,记为c1initial;取滑动窗口在历史不同时刻窗口内压缩数据量的中值的平均值,作为传输网络的压缩数据量基线,记为c2initial;取滑动窗口在历史不同时刻窗口内延迟的中值的平均值,作为传输网络的延迟基线,记为dinitial;
15、经过处理的网络数据能够更准确地反映网络状态变化趋势,确保基线数据的准确性和稳定性。
16、根据上述技术方案,所述步骤s2的具体过程如下:
17、s2-1、所述初始传输参数包括初始编码速率、初始编码格式及初始压缩率;
18、s2-2、根据传输网络的带宽基线和丢包率基线,进行传输网络的初始编码速率的设置,将传输网络的初始编码速率设置为e0,其中,e0的具体计算公式为:e0=ainitial×(1-binitial);
19、s2-3、根据传输网络的初始编码速率,进行判断:若e0≥α,则表示将传输网络的初始编码格式设置为高质量编码格式;若e0<α,则表示将传输网络的初始编码格式设置为低质量编码格式;其中,α表示系统预置的固定参数;所述高质量编码格式包括但不限于h.265 编码和hevc 编码;所述低质量编码格式包括但不限于h.264 编码和mpeg-4 编码;
20、高质量编码格式是指在带宽较高的情况下,优先选择能够提供更高图像或视频质量、较低压缩率的编码方案,这种格式通常用于高带宽传输场景,能够减少视频压缩损失,保证传输数据的清晰度和完整性;
21、低质量编码格式是指在带宽较低的情况下,选择能够在有限带宽下传输更多数据、提高传输效率的编码方案;这类格式通常具有较高的压缩率,牺牲部分图像或视频质量,以降低带宽需求;
22、s2-4、根据传输网络的原始数据量基线和压缩数据量,进行传输网络的初始压缩率的设置,将传输网络的初始压缩率设置为f0,其中,f0的具体计算公式为:f0=c2initial/c1initial。
23、根据上述技术方案,所述步骤s3的具体过程如下:
24、s3-1、传输网络进行数据传输,记录传输开始时间为t0时刻;将当前时刻,记为t1时刻;设置单位时间,记为t;每经过t更新记录一次传输网络的实时数据,获取从t0时刻到t1时刻传输网络的实时数据;
25、s3-2、所述实时数据包括实时带宽、实时延迟及实时丢包率;
26、计算从t0时刻到t1时刻传输网络的实时带宽的平均值,作为传输网络当前时刻的实时带宽的代表值,记为a1t1;将t1时刻传输网络的实时丢包率,作为传输网络当前时刻的实时丢包率的代表值,记为b1t1;计算从t0时刻到t1时刻传输网络的实时延迟的平均值,作为传输网络当前时刻的实时延迟的代表值,记为d1t1。
27、根据上述技术方案,所述步骤s4的具体过程如下:
28、s4-1、所述传输参数包括编码速率、编码格式及压缩率;
29、s4-2、根据传输网络的带宽基线、传输网络的延迟基线、传输网络的初始编码速率、传输网络当前时刻的实时带宽的代表值及传输网络当前时刻的实时延迟的代表值,对传输网络的编码速率进行调整,将传输网络的编码速率调整为e1t1,其中,e1t1的具体计算公式为:e1t1=e0×(a1t1/ainitial)×[(1+dinitial)/(1+d1t1)];
30、传输网络当前时刻的实时带宽的代表值比传输网络的带宽基线大,则传输网络的编码速率会增大;反之,则传输网络的编码速率会降低;
31、传输网络当前时刻的实时延迟的代表值比传输网络的延迟基线大,则传输网络的编码速率会降低;反之,则传输网络的编码速率会增大;
32、延迟直接影响数据传输的速度,当延迟很小甚至为零时,尤其是在低延迟情况下,编码速率可能会发生较大的变化,因此使用[(1+dinitial)/(1+d1t1)]使得延迟变化的影响是平滑的、相对的,这意味着轻微的延迟变化不会导致编码速率大幅波动,保持了稳定性;
33、s4-3、根据e1t1,以及传输网络的初始编码格式,进行判断:
34、若e1t1≥α且传输网络的初始编码格式为高质量编码格式,则表示传输网络的编码格式不需要调整;若e1t1≥α且传输网络的初始编码格式为低质量编码格式,则表示将传输网络的编码格式调整为高质量编码格式;
35、若e1t1<α且传输网络的初始编码格式为高质量编码格式,则表示将传输网络的编码格式调整为低质量编码格式;若e1t1<α且传输网络的初始编码格式为低质量编码格式,则表示传输网络的编码格式不需要调整;
36、s4-4、根据传输网络的带宽基线、传输网络的延迟基线、传输网络的初始压缩率、传输网络当前时刻的实时带宽的代表值及传输网络当前时刻的实时延迟的代表值,对传输网络的压缩率进行调整,将传输网络的压缩率调整为f1t1,其中,f1t1的具体计算公式为:f1t1=f0×(a1t1/ainitial)×(dinitial/d1t1);
37、压缩率的调整更多地反映网络条件下的绝对变化,而不是相对变化,压缩率随着带宽的增减和延迟的变化会做出直接的反应,而不需要平滑过度处理延迟的极端情况。
38、根据上述技术方案,所述步骤s5的具体过程如下:
39、s5-1、获取传输参数调整后传输网络的实时数据;将传输参数调整后传输网络的实时丢包率,记为b2;将传输参数调整后传输网络的实时延迟,记为d2;
40、s5-2、根据传输网络当前时刻的实时丢包率的代表值,以及传输参数调整后传输网络的实时丢包率,进行判断:若b1t1≥b2,则表示当前调整有效;若b1t1<b2,则表示当前调整无效;
41、s5-3、若当前调整无效,对传输网络的传输参数进行反馈调整;
42、将传输网络的编码速率调整为e2feedback,其中,e2feedback的具体计算公式为:e2feedback=e1t1×(1-b2);
43、若e2feedback≥α且传输网络的编码格式为高质量编码格式,则表示传输网络的编码格式不需要调整;若e2feedback≥α且传输网络的编码格式为低质量编码格式,则表示将传输网络的编码格式调整为高质量编码格式;
44、若e2feedback<α且传输网络的编码格式为高质量编码格式,则表示将传输网络的编码格式调整为低质量编码格式;若e2feedback<α且传输网络的编码格式为低质量编码格式,则表示传输网络的编码格式不需要调整;
45、将传输网络的压缩率调整为f2feedback,其中,f2feedback的具体计算公式为:f2feedback=f1t1×[1/(1+d2)];
46、反馈调整确保了实时监测和调整的过程是一个动态闭环,系统会在每次调整后持续监控网络状态,并通过反馈来判断是否需要进一步调整,确保编码速率和压缩率能够实时适应不断变化的网络环境,保持传输效率和稳定性。
47、一种应用于智能传输的5g通信传输系统,该系统包括信息采集模块、信息处理模块和执行模块;
48、所述信息采集模块用于采集系统所需的信息;所述信息处理模块用于存储、分析及传输各模块的信息;所述执行模块用于执行信息处理模块的信息。
49、根据上述技术方案,所述信息采集模块包括历史信息单元和实时信息单元;
50、所述历史信息单元用于采集传输网络中网络数据的历史数据信息;所述实时信息单元用于采集传输网络中网络数据的实时数据信息。
51、根据上述技术方案,所述信息处理模块包括信息存储单元、信息分析单元和信息传输单元;
52、所述信息存储单元用于存储信息采集模块获取的信息;所述信息分析单元用于分析信息采集模块获取的信息;所述信息传输单元用于系统中各个模块的信息传输。
53、根据上述技术方案,所述执行模块包括显示单元和调整单元;
54、所述显示单元用于提供传输网络中网络数据和传输参数的可视化展示,实时查看传输网络的传输状况;所述调整单元用于调整传输网络中的传输参数。
55、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
56、本发明通过对传输网络的历史网络数据进行采集和分析,获取传输网络的基线数据,实现了对传输网络的初始传输参数的合理设置,并在传输网络的传输过程中,采集传输网络的实时数据,基于传输网络的初始传输参数,对传输网络的传输参数进行动态调整,不仅有效解决了网络状态波动导致的丢包率高、延迟大的问题,从而提高了数据传输的稳定性和传输效率,而且,通过调整机制,进一步降低了传输过程中的资源浪费,提升了网络资源的利用效率,提高了传输过程中的用户体验。
1.一种应用于智能传输的5g通信传输方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种应用于智能传输的5g通信传输方法,其特征在于:所述步骤s1的具体过程如下:
3.根据权利要求2所述的一种应用于智能传输的5g通信传输方法,其特征在于:所述步骤s2的具体过程如下:
4.根据权利要求3所述的一种应用于智能传输的5g通信传输方法,其特征在于:所述步骤s3的具体过程如下:
5.根据权利要求4所述的一种应用于智能传输的5g通信传输方法,其特征在于:所述步骤s4的具体过程如下:
6.根据权利要求5所述的一种应用于智能传输的5g通信传输方法,其特征在于:所述步骤s5的具体过程如下:
7.一种应用于智能传输的5g通信传输系统,如使用权利要求1-6中任一项所述的一种应用于智能传输的5g通信传输方法,其特征在于:该系统包括信息采集模块、信息处理模块和执行模块;
8.根据权利要求7所述的一种应用于智能传输的5g通信传输系统,其特征在于:所述信息采集模块包括历史信息单元和实时信息单元;
9.根据权利要求7所述的一种应用于智能传输的5g通信传输系统,其特征在于:所述信息处理模块包括信息存储单元、信息分析单元和信息传输单元;
10.根据权利要求7所述的一种应用于智能传输的5g通信传输系统,其特征在于:所述执行模块包括显示单元和调整单元;
