Starlink, as a representative low Earth orbit (LEO) satellite broadband system, makes high-bitrate video streaming possible in regions where terrestrial broadband is unavailable. However, its access links exhibit rapid throughput fluctuations caused by satellite mobility and handovers. Existing learned adaptive bitrate (ABR) algorithms can achieve high average quality of experience (QoE), yet high-bitrate Starlink streaming exposes severe session-level rebuffering that is not captured by average QoE alone. To address it, this paper proposes SafeSABR, a risk-calibrated learned ABR framework for Starlink networks. SafeSABR formulates Starlink ABR as a QoE--severe-risk tradeoff and follows a three-stage design: behavior-cloning pretraining learns a high-QoE ABR prior, risk-calibrated reinforcement learning (RL) fine-tuning reduces severe-tail action tendencies, and a runtime safety auditor uses safe-capacity lower bounds to check policy-requested bitrates before execution. Experiments on real Starlink traces compare SafeSABR with online, prediction-assisted, and learned ABR baselines. Compared with advanced methods, SafeSABR reduces severe-stall sessions from 22.8% to 7.2% and worst-5% session rebuffering from 54.30 s to 22.68 s, with a 1.8% QoE cost. Component analyses further show that risk-calibrated fine-tuning and safe-capacity auditing reduce unsafe bitrate decisions and downstream severe-session rebuffering. These results show that combining risk-calibrated policy learning with decision-aware safe throughput forecasting can move learned ABR toward a safer QoE--severe-risk operating point under volatile Starlink networks.


翻译:星链作为代表性低地球轨道卫星宽带系统,使地面宽带不可达区域实现高码率视频流成为可能。然而,其接入链路因卫星移动和切换导致吞吐量剧烈波动。现有学习型自适应码率算法虽能实现高平均体验质量,但高码率星链流媒体会暴露未被平均QoE捕获的严重会话级重缓冲问题。为此,本文提出SafeSABR——面向星链网络的风险校准学习型ABR框架。SafeSABR将星链ABR建模为QoE与严重风险间的权衡,采用三阶段设计:行为克隆预训练学习高QoE的ABR先验,风险校准强化学习微调减少严重尾部动作倾向,运行时安全审核器在执行前利用安全容量下界检查策略请求的码率。基于真实星链轨迹的实验将SafeSABR与在线、预测辅助及学习型ABR基线对比。相较于先进方法,SafeSABR将严重卡顿会话比例从22.8%降至7.2%,最差5%会话重缓冲时长从54.30秒降至22.68秒,仅牺牲1.8%的QoE。组件分析进一步表明,风险校准微调与安全容量审核减少了不安全码率决策及下游严重会话重缓冲。这些结果表明,将风险校准策略学习与决策感知的安全吞吐量预测相结合,可在不稳定的星链网络中将学习型ABR推向更安全的QoE-严重风险运行点。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向军用卫星通信的更具韧性方案
专知会员服务
17+阅读 · 1月30日
中文版 | 什么是宽带全球卫星通信(WGS)军事卫星网络?
美国海军在军舰上部署星链以加强全球连接
专知会员服务
20+阅读 · 2024年8月29日
面向实时视频流分析的边缘计算技术
专知会员服务
79+阅读 · 2022年6月5日
面向端边云协同架构的区块链技术综述
专知会员服务
49+阅读 · 2021年12月24日
专知会员服务
41+阅读 · 2021年5月30日
谷歌EfficientNet缩放模型,PyTorch实现登热榜
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2019年6月4日
【大数据】StreamSets:一个大数据采集工具
产业智能官
40+阅读 · 2018年12月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
VIP会员
最新内容
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
0+阅读 · 47分钟前
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
“史诗怒火”行动:现代多域作战的重要节点
专知会员服务
8+阅读 · 7月30日
《下一代无线网络中的多无人机通信资源管理》
相关VIP内容
面向军用卫星通信的更具韧性方案
专知会员服务
17+阅读 · 1月30日
中文版 | 什么是宽带全球卫星通信(WGS)军事卫星网络?
美国海军在军舰上部署星链以加强全球连接
专知会员服务
20+阅读 · 2024年8月29日
面向实时视频流分析的边缘计算技术
专知会员服务
79+阅读 · 2022年6月5日
面向端边云协同架构的区块链技术综述
专知会员服务
49+阅读 · 2021年12月24日
专知会员服务
41+阅读 · 2021年5月30日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员