基于缓冲控制结构的可持续同步控制系统和方法与流程

本发明属于网络控制技术领域，适用于高速无线网络网络设备的控制系统中多个节点协同控制方法。

背景技术：

由于超高清视频，3d和虚拟现实等新型业务，需要极高的网络传输速率才能保证用户的实际体验，而采用4g技术则远远不能满足需要。随着网络游戏的普及，用户对交互性的需求也更为突出，而交互性业务需要快速响应能力，网络需要极低的时延。高速无线网络将不同于传统的几代移动通信，它不仅是更高速率，更大带宽，更强能力的空口技术，更是面向业务应用和用户体验的智能网络；它将是一个多业务多技术融合的网络，通过技术的演进与创新，满足未来包含广泛数据和连接的各种业务的快速发展需要，提升用户体验。

目前，业界提出主要的新型多址技术包括：基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址(scma)技术，基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入(musa)技术，基于非正交特征图样的图样分割多址(pdma)技术，以及基于功率叠加的非正交多址(noma)技术。这些新型多址通过合理的码字设计，可以实现用户的免调度传输，显著降低信令开销，缩短接入的时延，节省终端能耗。但是目前对于实时传输，musa上行接入通过创新设计的复数域多元码以及基于串行干扰消除(sic)的先进多用户检测，让系统在相同时频资源上能支持数倍用户数量的高可靠接入；并且可以简化接入流程中的资源调度过程，因而可大为简化海量接入的系统实现，缩短海量接入的接入时间，降低终端能耗。musa下行则通过创新的增强叠加编码及叠加符号扩展技术，提供比主流正交多址更高容量的下行传输，并同样能大为简化终端的实现，降低终端能耗。它基于复数域多元码序列，融合了非正交和免调度设计，是一种多用户共享接入技术。musa通过对同一时频承载资源单元采用扩频编码技术，达到可以承载多用户信号的目的。虽然扩频技术是一种成熟技术，扩频码也是一种低互相关性复数域星座式短序列多元码，但由于扩频过程是在用户信号数据位上操作，扩频作用将会使用户信号码增加到扩频码数的倍数。所以，同时频承载资源单元的扩频用户数越多，扩频码本身的位数也将越多，通过扩频后的用户信号位数也将呈几何级数增加。虽然musa在同时频用户层数方面优于其他技术，但它是以降低系统性能为代价的。因为降低系统性能，所以在进行多用户的同步播放时，容易产生不同步现象，可能因素有网络的不稳定波动或者终端简化后性能的降低，但是对于接入高速无线网络网络的同步播放设备，其同步性要求严格，例如播放比赛时，信号时延导致视频观看的不一致性，避免给用户造成体验不佳的现象，所以目前对设备的同步播放是亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术所存在的网络系统对多终端设备的播放时，需要对播放状态进行实时控制，存在着终端成本造价高，网络改造困难，而且不利于产品的升级与维护。本发明公开了基于缓冲控制结构的可持续同步控制系统，所述可持续同步控制系统包括缓冲控制器、控制单元、检测节点，至少两个终端设备。缓冲控制结构的可持续同步控制系统还具有扩展口，通过扩展口进行终端设备的数量扩展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于缓冲控制结构的可持续同步控制方法，包括：检测单元、缓冲控制器、控制单元，至少两个终端设备；其中，

步骤1)：检测单元，检测数据包的波动，以判断网络传输状态；

步骤2)：缓冲控制器，根据所述网络传输状况控制缓冲量；

步骤3)：控制单元：根据所述缓冲量以及至少两个终端设备的播放状态进行速度调节。

所述步骤1)具体执行以下步骤：

步骤11、检测单元根据所接收的标识信号进行网络波动识别。

源数据端每隔一定频率发送标识信号，通知检测单元连接正常。标识信号可以经由rtcp等协议封装。内容格式为标识符、循环id以及发送时间。在确定标识信号内容时，可根据当前的网络类型以及资源占用比例进行确定，以便降低网络负荷。标识信号的发送间隔可根据具体的使用场景进行确定。

进一步地，如果当前媒体为直播类要求实时播放，则每隔1/12秒发送一个标识信号；如果当前媒体实时性要求较低，则每隔1秒发送个标识信号。

步骤12、检测单元接收数据包后，对数据包进行解码，根据数据数据包的内容确定是否为标识信号。如果为标识信号，则记录标识信号的id编码以及发送时间，并根据id编码和发送时间判断是否存在网络波动。

进一步地，如果在最新的更新时间后持续未收到新的标识信号更新，则确定出现网络波动。

进一步地，所述标识信号内容格式为：t/x/xxxxxxxxxxxxxxxx，其中t为标识符，标识位后第一位为循环id，仅设置0-9循环进行更替，即标识信号的循环id发送到9之后，后续标识信号的id为0，后16位为时间编码；

进一步地，如果标识信号的id不是0-9顺序循环排列，并且根据id的间隔判断是丢失还是延迟，检测单元计算在后标识信号和在前标识信号的id差值，若id＝1，则网络正常，若id不等于1，则网络有波动。

步骤2)具体执行以下步骤：

步骤21：当网络波动时，根据缺失或时延的时间发送给缓冲控制器作为计算缓冲量的缓冲时间。根据所述缓冲量预先存取媒体数据作为缓冲数据。

进一步地，根据系统时间以及当前时间，结合所述缓冲时间，确定缓冲量。根据缓冲时间以及已发送的媒体数据内容确定网络波动时间段对应的缓冲量。例如，从某个时刻到另一时刻存在网络波动，则根据某个时刻之前已发送的媒体数据确定待发送的缓冲量。所述缓冲量对应缓冲数据。

进一步地，所述根据系统时间以及当前时间，结合所述缓冲时间，确定缓冲量，具体为：当网络信号有波动时，预先读取n*1/12s的缓冲数据作为缓冲量。

步骤22：源数据端发送缓冲时间对应的缓冲量。

所述步骤3)具体执行以下步骤：

至少两个终端设备具有存储单元用于存储缓冲量；所述缓冲量具有时间重叠部分；

步骤31：采集所述控制单元的系统时间、所述至少两个终端设备当前播放时的系统时间；

步骤32：将所述控制单元的系统时间设置为标准时间，所述至少两个终端设备的系统时间设置为当前时间，并根据当前时间和缓冲量的所述标识信号所携带的时间进行匹配，匹配成功后，使用匹配的缓冲量所对应的缓冲数据作为所述终端设备的播放媒体数据；每隔一定时间s进行检测，计算当前时间和标准时间差值t，当差值大于1/6秒时，且当前时间晚于标准时间时，进行缓冲量预读取并调整播放速度为加快，播放缓冲量标识信号为当前循环id后n位的缓冲数据进行播放；当差值大于1/6秒时，且当前时间早于标准时间时，进行缓冲量预读取并降低播放速度，播放缓冲量标识信号为当前循环id前n位的缓冲数据进行播放。所述n＝[t*12]+1，[]表示取整。

步骤33：通过步骤32的实时调整控制保持画面一致性。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种基于缓冲控制结构的可持续同步控制系统。包括：检测单元、缓冲控制器、控制单元，至少两个终端设备。通过上述单元执行如上述第一方面所公开的基于缓冲控制结构的可持续同步控制方法。

进一步地,所述高速无线网络可以是4g、5g无线网络。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过检测单元判断网络状况，根据网络好坏计算缓冲量，以及每个终端设备的系统时间计算缓冲量，保证了所有显示屏幕等多个协同控制的显示终端设备同时播放同一个画面，而不需要进行每个终端的校正，节省了群屏播放的控制工作量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于缓冲控制结构的可持续同步控制方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种基于缓冲控制结构的可持续同步控制系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

根据发明附图1所示，提供一种基于缓冲控制结构的可持续同步控制方法，包括：检测单元、缓冲控制器、控制单元，至少两个终端设备；其中，

步骤1)：检测单元，检测数据包的波动，以判断网络传输状态；

步骤2)：缓冲控制器，根据所述网络传输状况控制缓冲量；

步骤3)：控制单元：根据所述缓冲量以及至少两个终端设备的播放状态进行速度调节。

所述步骤1)具体执行以下步骤：

步骤11、检测单元根据所接收的标识信号进行网络波动识别。

源数据端每隔一定频率发送标识信号，通知检测单元连接正常。标识信号可以经由rtcp等协议封装。内容格式为标识符、循环id以及发送时间。在确定标识信号内容时，可根据当前的网络类型以及资源占用比例进行确定，以便降低网络负荷。标识信号的发送间隔可根据具体的使用场景进行确定。

较佳地，如果当前媒体为直播类要求实时播放，则每隔1/12秒发送一个标识信号；如果当前媒体实时性要求较低，则每隔1秒发送个标识信号。

步骤12、检测单元接收数据包后，对数据包进行解码，根据数据数据包的内容确定是否为标识信号。如果为标识信号，则记录标识信号的id编码以及发送时间，并根据id编码和发送时间判断是否存在网络波动。

较佳地，如果在最新的更新时间后持续未收到新的标识信号更新，则确定出现网络波动。

较佳地，所述标识信号内容格式为：t/x/xxxxxxxxxxxxxxxx，其中t为标识符，标识位后第一位为循环id，仅设置0-9循环进行更替，即标识信号的循环id发送到9之后，后续标识信号的id为0，后16位为时间编码；

较佳地，如果标识信号的id不是0-9顺序循环排列，并且根据id的间隔判断是丢失还是延迟，检测单元计算在后标识信号和在前标识信号的id差值，若id＝1，则网络正常，若id不等于1，则网络有波动。

步骤2)具体执行以下步骤：

步骤21：当网络波动时，根据缺失或时延的时间发送给缓冲控制器作为计算缓冲量的缓冲时间。根据所述缓冲量预先存取媒体数据作为缓冲数据。

较佳地，根据系统时间以及当前时间，结合所述缓冲时间，确定缓冲量。根据缓冲时间以及已发送的媒体数据内容确定网络波动时间段对应的缓冲量。例如，从某个时刻到另一时刻存在网络波动，则根据某个时刻之前已发送的媒体数据确定待发送的缓冲量。所述缓冲量对应缓冲数据。

较佳地，所述根据系统时间以及当前时间，结合所述缓冲时间，确定缓冲量，具体为：当网络信号有波动时，预先读取n*1/12s的缓冲数据作为缓冲量，n的取值由后续步骤32进一步确定。

步骤22：源数据端发送缓冲时间对应的缓冲量。

所述步骤3)具体执行以下步骤：

至少两个终端设备具有存储单元用于存储缓冲量；所述缓冲量具有时间重叠部分；

步骤31：采集所述控制单元的系统时间、所述至少两个终端设备当前播放时的系统时间；

步骤32：将所述控制单元的系统时间设置为标准时间，所述至少两个终端设备的系统时间设置为当前时间，并根据当前时间和缓冲量的所述标识信号所携带的时间进行匹配，匹配成功后，使用匹配的缓冲量所对应的缓冲数据作为所述终端设备的播放媒体数据；每隔一定时间s进行检测，计算当前时间和标准时间差值t，当差值大于1/6秒时，且当前时间晚于标准时间时，进行缓冲量预读取并调整播放速度为加快，播放缓冲量标识信号为当前循环id后n位的缓冲数据进行播放；当差值大于1/6秒时，且当前时间早于标准时间时，进行缓冲量预读取并降低播放速度，播放缓冲量标识信号为当前循环id前n位的缓冲数据进行播放。所述n＝[t*12]+1，[]表示取整。

步骤33：通过步骤32的实时调整控制保持画面一致性。

根据本发明附图2所示，提供一种基于缓冲控制结构的可持续同步控制系统。包括：检测单元、缓冲控制器、控制单元，至少两个终端设备。通过上述单元执行如上述第一方面所公开的基于缓冲控制结构的可持续同步控制方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过检测单元判断网络状况，根据网络好坏计算缓冲量，以及每个终端设备的系统时间计算缓冲量，保证了所有显示屏幕等多个协同控制的显示终端设备同时播放同一个画面，而不需要进行每个终端的校正，节省了群屏播放的控制工作量。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。