專利名稱：一種終端均衡速率的無線音視頻并行傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信號(hào)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種無線音視頻傳輸方法，具體涉及ー種基于多模終端均衡速率的無線音視頻并行傳輸方法。
背景技術(shù)：
視頻編碼技術(shù)和無線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，是當(dāng)前移動(dòng)通信技術(shù)研究的ー個(gè)熱點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸領(lǐng)域，目前普遍采用札264視頻編碼技術(shù)進(jìn)行視頻編碼。H. 264采用多參考幀、多塊類型、整數(shù)變換、幀內(nèi)預(yù)測(cè)等新的壓縮技術(shù)，并使用更精細(xì)的分像素運(yùn)動(dòng)矢量和新一代的環(huán)路濾波器，進(jìn)ー步提高視頻壓縮比，使系統(tǒng)更加完善264具有較強(qiáng)的抗誤碼特性，還提供了錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制，使視頻數(shù)據(jù)能在丟包率較高、無線干擾嚴(yán)重的無線信道中傳輸。
H.264編碼技術(shù)引入了面向IP包的編碼機(jī)制，適于在網(wǎng)絡(luò)中分組傳輸。H. 264編碼技術(shù)中定義了三種視頻幀類型，分別為I幀、P幀和B幀。I幀采用幀內(nèi)編碼方式編碼，在接收端可獨(dú)立解碼；P幀和B幀則采用幀間編碼方式編碼，必須在其所依賴的全部參考幀被正確接收后方可正確解碼?？瑟?dú)立解碼的I幀作為P幀和B幀的參考幀，重要性最高；P幀和B幀的重要性次之。802. lln、WCDMA、CDMA2000等是當(dāng)前熱門的無線接入技術(shù)。802. Iln是802. 11系列中繼802. lla/b/g后最新的無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議，其目標(biāo)是在無線局域網(wǎng)中提供更高帶寬和更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。得益于MIMO (Multiple Input Multiple Output,多入多出)與 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用)技術(shù)的結(jié)合，802. Iln極大地提升了傳輸質(zhì)量和傳輸速率?；?02. Iln技術(shù)建立的無線熱點(diǎn)，可在較小的覆蓋范圍內(nèi)為用戶提供較高速率的無線數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。WCDMA和CDMA2000是第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，相比第二代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，3G標(biāo)準(zhǔn)能支持更高的無線數(shù)據(jù)傳輸速率。與無線局域網(wǎng)傳輸標(biāo)準(zhǔn)相比，移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)提供更廣的覆蓋范圍和更優(yōu)的移動(dòng)性支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種基于多模終端的并發(fā)接入功能，利用并發(fā)接入的多條無線鏈路實(shí)時(shí)傳輸音視頻數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明提出的音視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸方法基于多網(wǎng)絡(luò)接ロ的多模終端，多模終端估計(jì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和丟包率等參數(shù)，智能地將音視頻數(shù)據(jù)分配至多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，在各網(wǎng)絡(luò)上以不同的速率并發(fā)地傳輸音視頻碼流。本發(fā)明所述的多模終端包含以下功能模塊
(a).接入適配模塊所述的接入適配模塊負(fù)責(zé)匯集各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接ロ的信息，包括可用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、信號(hào)強(qiáng)度、網(wǎng)絡(luò)接ロ狀態(tài)等；負(fù)責(zé)接收連接管理模塊的指令，根據(jù)指令在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口上建立連接，并返回連接結(jié)果；負(fù)責(zé)在建立連接的網(wǎng)絡(luò)接口上接收接收端返回的ACK包；此外，接入適配模塊需響應(yīng)終端信息收集模塊要求，將信息發(fā)送給終端信息收集模塊。
(b).信息收集模塊所述的信息收集模塊負(fù)責(zé)接收接入適配模塊采集的可用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、信號(hào)強(qiáng)度、網(wǎng)絡(luò)接ロ狀態(tài)等信息，通過查詢終端上的數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、技術(shù)類型和資費(fèi)等信息；建立可用網(wǎng)絡(luò)的信息列表，供終端連接管理模塊決策使用。(c).連接管理模塊所述的連接管理模塊的功能是綜合用戶配置、應(yīng)用程序QoS需求及終端信息收集模塊收集的信息，選 擇接入合適的多路網(wǎng)絡(luò)。將選擇接入的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給接入適配模塊，接收接入適配模塊返回的連接結(jié)果信息；根據(jù)連接狀態(tài)，觸發(fā)速率均衡模塊決策，根據(jù)速率均衡模塊的決策結(jié)果，將業(yè)務(wù)流動(dòng)態(tài)的分配到不同網(wǎng)絡(luò)中去；根據(jù)信息收集模塊中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化或用戶配置和業(yè)務(wù)要求的變化，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)切換。(d).速率均衡模塊所述的速率均衡模塊的功能是根據(jù)連接管理模塊的指令進(jìn)行速率均衡決策，并將網(wǎng)絡(luò)速率分配的結(jié)果返回給連接管理模塊；在連接維持期間，速率均衡模塊根據(jù)動(dòng)態(tài)更新的信息，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)速率分配結(jié)果。本發(fā)明的具體步驟是
步驟(I)將輸入多模終端的H. 264編碼的音視頻碼流分割及重組成具有不同傳輸優(yōu)先級(jí)的碼流，分割與重組的具體方法是
a)將音視頻碼流中的音頻幀單獨(dú)重組成音頻碼流，將視頻幀中的I幀重組成高優(yōu)先級(jí)視頻碼流，將視頻中的其他幀重組為低優(yōu)先級(jí)視頻碼流。b)將重組后的音頻碼流和高優(yōu)先級(jí)的視頻碼流進(jìn)行封包處理，放入高優(yōu)先級(jí)傳輸隊(duì)列；將重組后的低優(yōu)先級(jí)視頻碼流進(jìn)行封包處理，放入低優(yōu)先級(jí)傳輸隊(duì)列。步驟(2)在多模終端側(cè)建立多條無線傳輸鏈路，具體方法是
c)多模終端接入適配模塊監(jiān)聽多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接ロ，將網(wǎng)絡(luò)接ロ狀態(tài)、可接入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示符、信號(hào)強(qiáng)度信息發(fā)送到終端信息收集模塊。d)信息收集模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示符查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取不同網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的資費(fèi)信息，建立當(dāng)前可接入網(wǎng)絡(luò)列表。所述的可接入網(wǎng)絡(luò)列表包含每個(gè)可接入網(wǎng)絡(luò)的平均速率、資費(fèi)等信息。e)連接管理模塊根據(jù)用戶配置信息和上層應(yīng)用QoS要求，在可接入網(wǎng)絡(luò)列表中選擇多路接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，并將選擇的結(jié)果發(fā)送到接入適配模塊。所述的用戶配置信息包括用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的承受范圍，用戶設(shè)定的拒絕連接網(wǎng)絡(luò)的黑名単。所述的上層應(yīng)用QoS要求是指應(yīng)用程序?yàn)楸ＷC服務(wù)質(zhì)量需要的最低傳輸速率。f)接入適配模塊接收到連接管理模塊的接入網(wǎng)絡(luò)選擇結(jié)果后，在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接ロ上初始化連接，在連接建立后，將連接結(jié)果返回至連接管理模塊。g)連接管理模塊根據(jù)收到的連接結(jié)果建立已連接網(wǎng)絡(luò)列表，根據(jù)信息收集模塊反饋的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、用戶配置或業(yè)務(wù)需求的變化信息執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)切換，并更新連接網(wǎng)絡(luò)列表。步驟(3)音視頻碼流通過步驟(2)中建立的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，具體是
h)在傳輸初始階段時(shí)，高優(yōu)先級(jí)傳輸隊(duì)列的數(shù)據(jù)選擇已連接網(wǎng)絡(luò)中的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都以設(shè)定的初始速率慫傳輸?shù)蛢?yōu)先級(jí)發(fā)送隊(duì)列的數(shù)據(jù)。所述的傳輸初始階段，是指音視頻碼流在通過已連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸時(shí)，傳輸速率采用設(shè)定的默認(rèn)值的階段。步驟(4)音視頻數(shù)據(jù)包在經(jīng)不同的網(wǎng)絡(luò)接ロ發(fā)送之前加入包序號(hào)和時(shí)間戳，并加入相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接ロ的移動(dòng)IP信息。接收端根據(jù)包序號(hào)和時(shí)間戳將數(shù)據(jù)包重組為音視頻碼流，并通過數(shù)據(jù)包中的移動(dòng)IP信息向發(fā)送該數(shù)據(jù)包的終端網(wǎng)絡(luò)接ロ返回ACK包。步驟(5)接入適配模塊收集各個(gè)已建立連接的網(wǎng)絡(luò)接ロ接收到的ACK包。根據(jù)接收到的ACK包，對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路進(jìn)行延時(shí)估計(jì)和丟包率計(jì)算，具體是
k)當(dāng)從ー個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路上接收到第/7個(gè)ACK包時(shí)，根據(jù)從發(fā)送數(shù)據(jù)包到接收該數(shù)據(jù)包的ACK包之間所經(jīng)歷的時(shí)間rs ,接收第/ -1個(gè)ACK包時(shí)估計(jì)的往返時(shí)間,估計(jì)第/ 個(gè)ACK包
的往返時(shí)間如下
權(quán)利要求
1. 一種終端均衡速率的無線音視頻并行傳輸方法，其特征在于該方法包括如下步驟 步驟(I)將輸入多模終端的H. 264編碼的音視頻碼流分割及重組成具有不同傳輸優(yōu)先級(jí)的碼流，分割與重組的具體方法是 a)將音視頻碼流中的音頻幀單獨(dú)重組成音頻碼流，將視頻幀中的I幀重組成高優(yōu)先級(jí)視頻碼流，將視頻中的其他幀重組為低優(yōu)先級(jí)視頻碼流； b)將重組后的音頻碼流和高優(yōu)先級(jí)的視頻碼流進(jìn)行封包處理，放入高優(yōu)先級(jí)傳輸隊(duì)列；將重組后的低優(yōu)先級(jí)視頻碼流進(jìn)行封包處理，放入低優(yōu)先級(jí)傳輸隊(duì)列； 步驟(2)在多模終端側(cè)建立多條無線傳輸鏈路，具體方法是 c)多模終端接入適配模塊監(jiān)聽多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，將網(wǎng)絡(luò)接口狀態(tài)、可接入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示符、信號(hào)強(qiáng)度信息發(fā)送到終端信息收集模塊； d)信息收集模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示符查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取不同網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的資費(fèi)信息，建立當(dāng)前可接入網(wǎng)絡(luò)列表； 所述的可接入網(wǎng)絡(luò)列表包含每個(gè)可接入網(wǎng)絡(luò)的平均速率和資費(fèi)信息； e)連接管理模塊根據(jù)用戶配置信息和上層應(yīng)用QoS要求，在可接入網(wǎng)絡(luò)列表中選擇多路接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，并將選擇的結(jié)果發(fā)送到接入適配模塊； 所述的用戶配置信息包括用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的承受范圍，用戶設(shè)定的拒絕連接網(wǎng)絡(luò)的黑名單；所述的上層應(yīng)用QoS要求是指應(yīng)用程序?yàn)楸ＷC服務(wù)質(zhì)量需要的最低傳輸速率； f)接入適配模塊接收到連接管理模塊的接入網(wǎng)絡(luò)選擇結(jié)果后，在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口上初始化連接，在連接建立后，將連接結(jié)果返回至連接管理模塊； g)連接管理模塊根據(jù)收到的連接結(jié)果建立已連接網(wǎng)絡(luò)列表，根據(jù)信息收集模塊反饋的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、用戶配置或業(yè)務(wù)需求的變化信息執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)切換，并更新連接網(wǎng)絡(luò)列表； 步驟(3)音視頻碼流通過步驟(2)中建立的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，具體是 h)在傳輸初始階段時(shí)，高優(yōu)先級(jí)傳輸隊(duì)列的數(shù)據(jù)選擇已連接網(wǎng)絡(luò)中的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都以設(shè)定的初始速率慫傳輸?shù)蛢?yōu)先級(jí)發(fā)送隊(duì)列的數(shù)據(jù)； 所述的傳輸初始階段，是指音視頻碼流在通過已連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸時(shí)，傳輸速率采用設(shè)定的默認(rèn)值的階段； 步驟(4)音視頻數(shù)據(jù)包在經(jīng)不同的網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送之前加入包序號(hào)和時(shí)間戳，并加入相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口的移動(dòng)IP信息；接收端根據(jù)包序號(hào)和時(shí)間戳將數(shù)據(jù)包重組為音視頻碼流，并通過數(shù)據(jù)包中的移動(dòng)IP信息向發(fā)送該數(shù)據(jù)包的終端網(wǎng)絡(luò)接口返回ACK包； 步驟(5 )接入適配模塊收集各個(gè)已建立連接的網(wǎng)絡(luò)接口接收到的ACK包；根據(jù)接收到的ACK包，對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路進(jìn)行延時(shí)估計(jì)和丟包率計(jì)算，具體是 k)當(dāng)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路上接收到第個(gè)ACK包時(shí)，根據(jù)從發(fā)送數(shù)據(jù)包到接收該數(shù)據(jù)包的ACK包之間所經(jīng)歷的時(shí)間Tk ,接收第/7-1個(gè)ACK包時(shí)估計(jì)的往返時(shí)間,估計(jì)第/ 個(gè)ACK包的往返時(shí)間kO)如下 i-m (n) ~ Qirt (n -1) + (1- a) Tn 估計(jì)該鏈路的延時(shí)時(shí)間tout如下
全文摘要
本發(fā)明涉及一種終端均衡速率的無線音視頻并行傳輸方法?，F(xiàn)有的方法在通過多個(gè)網(wǎng)絡(luò)并行傳輸時(shí)，無法根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的特性，將音視頻碼以合適的速率通過不同網(wǎng)絡(luò)并行傳輸，造成不同網(wǎng)絡(luò)間的負(fù)載不均衡，降低了QoS質(zhì)量。本發(fā)明提出的音視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸方法基于多網(wǎng)絡(luò)接口的多模終端，多模終端估計(jì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和丟包率等參數(shù)，智能地將音視頻數(shù)據(jù)分配至多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，在各網(wǎng)絡(luò)上以不同的速率并發(fā)地傳輸音視頻碼流。本發(fā)明通過多模終端收集的信息，估計(jì)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，將音視頻碼流以適合的速率分配到不同網(wǎng)絡(luò)傳輸，充分利用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)提高傳輸能力，均衡各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高QoS質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04W28/02GK102665142SQ201210096448
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者洪鈞煌, 謝磊, 陳惠芳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)