Adaptive bitrate (ABR) algorithms are used to adapt the video bitrate based on the network conditions to improve the overall video quality of experience (QoE). Recently, reinforcement learning (RL) and asynchronous advantage actor-critic (A3C) methods have been used to generate adaptive bit rate algorithms and they have been shown to improve the overall QoE as compared to fixed rule ABR algorithms. However, a common issue in the A3C methods is the lag between behaviour policy and target policy. As a result, the behaviour and the target policies are no longer synchronized which results in suboptimal updates. In this work, we present ALISA: An Actor-Learner Architecture with Importance Sampling for efficient learning in ABR algorithms. ALISA incorporates importance sampling weights to give more weightage to relevant experience to address the lag issues with the existing A3C methods. We present the design and implementation of ALISA, and compare its performance to state-of-the-art video rate adaptation algorithms including vanilla A3C implemented in the Pensieve framework and other fixed-rule schedulers like BB, BOLA, and RB. Our results show that ALISA improves average QoE by up to 25%-48% higher average QoE than Pensieve, and even more when compared to fixed-rule schedulers.


翻译:自适应码率(ABR)算法根据网络条件调整视频比特率以改善全局视频体验质量(QoE)。近年来,已使用强化学习(RL)和异步优势参演者-评论家(A3C)方法生成自适应比特率算法,并已证明与固定规则ABR算法相比,它们可以提高整体QoE。但是,A3C方法中的一个常见问题是行为策略和目标策略之间的滞后。结果是,行为策略和目标策略不再同步,从而导致子优化更新。在这项工作中,我们提出了ALISA:一个参演者-学习者体系结构,其中包括重要性采样权重,以给予相关经验更多的权重,以解决现有A3C方法的滞后问题。我们介绍了ALISA的设计和实现,并将其性能与最先进的视频速率自适应算法(包括在Pensieve框架中实现的vanilla A3C以及其他固定规则计划程序,如BB、BOLA和RB)进行比较。我们的结果表明,与Pensieve相比,ALISA将平均QoE提高了高达25%-48%,与固定规则计划程序相比,则更高。

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