一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制，利用無線網(wǎng)絡(luò)下TCPVeno如何區(qū)分擁塞丟包和無線鏈路錯誤丟包的方法，對有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的TFRC算法進行改進，提出了無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于RTCP報文反饋的W-TFRC算法：在區(qū)分出丟包原因后，剔除該無線丟包對速率控制機制的影響：具體就是重新計算得到擁塞丟包的丟失事件率，而不是采用總丟包的丟失事件率。本發(fā)明更好地解決了將有線網(wǎng)絡(luò)的控制算法應(yīng)用到無線網(wǎng)絡(luò)下由于丟包原因誤判從而造成發(fā)送速率持續(xù)維持在低水平而得不到提高的問題，在TCP友好性、公平性、魯棒性、吞吐量、丟包等方面均有良好的表現(xiàn)。
【專利說明】一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率 控制機制。

【背景技術(shù)】
[0002] 在無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下開展實時多媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)成為業(yè)界的熱點。傳統(tǒng)有線 Internet條件下開展實時多媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)取得長足進展，但是無線網(wǎng)絡(luò)畢竟和有線網(wǎng)絡(luò)不 同，在有線網(wǎng)絡(luò)條件下表現(xiàn)良好的實時多媒體傳輸技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)背景下就有可能遇到挑 戰(zhàn)。
[0003] TFRC (TCP Friendly Rate Control)協(xié)議本來是為有線Internet多媒體實時傳 輸設(shè)計的控制技術(shù)，它利用網(wǎng)絡(luò)反饋的參數(shù)來評估網(wǎng)絡(luò)狀況，其中一項重要的參數(shù)是丟包 相關(guān)的信息。在無線環(huán)境下，丟包除網(wǎng)絡(luò)擁塞可能的影響外，無線鏈路由于多徑效應(yīng)、碼間 干擾等原因也可能造成丟包。該控制協(xié)議將丟包原因簡單歸結(jié)于網(wǎng)絡(luò)擁塞，即當發(fā)生丟包 時，該控制機制會將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)判斷為擁塞，雖減小發(fā)送速率，但是丟包狀況并沒有得到如期 解決，如果無線丟包仍然存在，算法會判斷"網(wǎng)絡(luò)處于擁塞狀態(tài)"，這樣進入一個惡性循環(huán)， 發(fā)送端將不會再提高發(fā)送速率，發(fā)送速率只能維持在一個低水平，網(wǎng)絡(luò)吞吐量大大降低，信 道的帶寬利用率也下降。
[0004] 本發(fā)明能很好地解決上述問題，它借鑒了 TCP Veno應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下區(qū)分擁 塞丟包和無線鏈路丟包原因的算法，提出了無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于RTCP協(xié)議反饋的W-TFRC 算法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是利用TCP Veno在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何區(qū)分擁塞丟包和無線鏈路錯 誤丟包的技術(shù)，基于RTCP反饋報文獲取有用網(wǎng)絡(luò)狀況信息，對有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸實時多媒體 應(yīng)用廣泛的TCP友好型速率控制機制--TFRC機制在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用進行改進，提 高TFRC在無線網(wǎng)絡(luò)下的吞吐量，使得TFRC更適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的情況。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明基于無線網(wǎng)絡(luò)中RTCP反饋的速率控制機制，提出了 一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制，該機制利用TCP Veno在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下區(qū) 分擁塞丟包和無線鏈路丟包原因的算法，在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，基于RTCP協(xié)議報文反饋，對 TFRC進行改進，提高其吞吐量。
[0007] 實施方法：本發(fā)明提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制，其包 括如下步驟： 步驟1)發(fā)送方以某一初始速率1%向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)； 步驟2)接收方將數(shù)據(jù)包丟失信息、時間戳等信息通過RTCP報文反饋給發(fā)送方； 步驟3)發(fā)送方根據(jù)反饋的信息計算回路往返時延RTT和回路最小往返時延BaseRTT ; 步驟4)發(fā)送方綜合RTT，BaseRTT等參數(shù)，根據(jù)某一公式計算并推斷出丟包是由于何種 原因造成(擁塞丟包還是無線鏈路錯誤丟包）； 步驟5)發(fā)送方區(qū)分出不同丟包原因，重新計算相關(guān)參數(shù)，代入公式計算發(fā)送速率Γ ; 步驟6)將發(fā)送速率調(diào)整至計算值； 步驟7)進入步驟2)，依次往復(fù)； 其中，上述的步驟4為借鑒TCP Veno區(qū)分擁塞丟包和無線鏈路錯誤丟包的方法，具體 操作步驟是： 首先，計算報文積壓數(shù)iV。發(fā)送方測量兩個速率，一個是連接發(fā)送速率的實際值，另一 個是期望值。分別用iktiwl和fxpeiJted表示。

【權(quán)利要求】
1. 一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制，其特征在于，包括如下步驟： 1) 發(fā)送方以某一初始速率 T 0 向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)； 2) 接收方將數(shù)據(jù)包丟失信息、時間戳信息通過RTCP報文反饋給發(fā)送方； 3) 發(fā)送方根據(jù)反饋的信息計算回路往返時延RTT和回路最小往返時延BaseRTT (BaseRTT表示所有測量的往返時延中的最小值）； 4) 發(fā)送方綜合RTT，BaseRTT參數(shù)，根據(jù)算法計算并推斷出丟包是由于何種原因造成 (擁塞丟包還是無線鏈路錯誤丟包）； 5) 發(fā)送方區(qū)分出丟包原因后，重新計算相關(guān)參數(shù)，并計算發(fā)送速率Γ ; 6) 調(diào)整發(fā)送速率至上述計算值； 7) 進入步驟2,依次往復(fù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制，其特征在 于：步驟4包括如下步驟： 1) 根據(jù)公式iV = Γ*(17Τ -BasafiFT)計算報文積壓數(shù)IV ; 2) 將iV與某個門限值β相比較，當iV> β時,判斷丟包為擁塞丟包；當iV <β時，判斷 丟包為無線鏈路錯誤丟包。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)中實時多媒體傳輸速率控制機制，其特征在 于：步驟5包括如下步驟： 1) 對于過程中的一系列丟包，區(qū)分出各自的丟失原因； 2) 剔除無線鏈路錯誤丟包對丟包間隔的影響，重新計算各擁塞丟包之間的丟包間隔/ (相鄰兩個丟失事件發(fā)生時丟失的封包相差的序列號叫做丟失間隔)，其具體計算方法如圖 1所示，圖a為一段時間內(nèi)無線鏈路中既有無線丟包又有擁塞丟包的實際情形，Ip 12…為 丟包間隔；而圖b是改進前的TFRC協(xié)議判斷丟包的情形，此時擁塞丟包和無線丟包并未區(qū) 分，它把無線丟包也當作擁塞丟包來處理；而圖c則為改進的W-TFRC協(xié)議區(qū)分出無線丟包 和擁塞丟包，剔除無線丟包對計算丟包間隔interval的影響，即對每次丟包的原因做出裁 決，然后根據(jù)得到的Ip 12…可以得到新的丟包間隔Λ，及…，在示意圖中，新的丟包間隔與 原來丟包間隔之間的關(guān)系為= L+ 13，乙=I4，A = 15+ 16+ ; 3) 然后根據(jù)公式 ^(1m) = yn1 = "vn ,1 1,1 > ^mean ~ maxC^Cl,n)?^(0/n-1)); P = 7^-(其中={1，1，1，1，0. 8, 0. 6, 0. 4, 0. 2};)來計算丟失事件率； rvm S 4) 更新公式 β 中的參數(shù)，計算出新的發(fā)送速率(其中， Γ表示傳輸速率，以byte/s為單位，s表示封包大小，以字節(jié)為單位，I?表示RTT(round trip time),以秒為單位,TRTO表示重傳超時值，單位為秒，一般被設(shè)置為辦^); 5) 發(fā)送方根據(jù)將發(fā)送速率調(diào)整至上述計算值。
【文檔編號】H04W28/22GK104113884SQ201310134906
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月18日
【發(fā)明者】王玉峰, 付鵬 申請人:南京郵電大學(xué)