專利名稱：基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)膇ms客戶端及媒體交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端及媒體交換方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)話一直使用會(huì)話開始前選定的單一路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入方式的種類越來越多，個(gè)人計(jì)算機(jī)或手機(jī)都已經(jīng)具備或可擴(kuò)展為同時(shí)具有兩條以上的網(wǎng)絡(luò)連接，比如個(gè)人計(jì)算機(jī)可以同時(shí)選擇多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商，通過多個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址接入網(wǎng)絡(luò)；手機(jī)同時(shí)具有WIFI和3G上網(wǎng)條件，這些都為通信雙方同時(shí)使用多條路徑傳輸數(shù)據(jù)提供了便利條件。國內(nèi)外很多研究組織和學(xué)者已經(jīng)在利用多徑傳輸數(shù)據(jù)方面做了大量的工作，但是當(dāng)前的研究對(duì)于實(shí)時(shí)媒體多徑傳輸還處于空白階段，而隨著交互式網(wǎng)絡(luò)電視(Interactive Personality TV，IPTV)、網(wǎng)絡(luò)音視頻會(huì)話等應(yīng)用的普及，實(shí)時(shí)媒體對(duì)傳輸性能的要求越來越高。目前在IMS(IP Multimedia Subsystem, IMS, IP多媒體子系統(tǒng))體系結(jié)構(gòu)中，IMS客戶端媒體交換仍然主要沿用傳統(tǒng)只支持單徑傳輸?shù)穆酚珊徒粨Q技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)質(zhì)量(Qos)約束條件下，已有網(wǎng)絡(luò)條件無法滿足多媒體通信不斷增長的使用需求，除了需要運(yùn)營商不斷進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)容更新，更迫切需要研究和改進(jìn)提高網(wǎng)絡(luò)資源利用效率的媒體傳輸機(jī)制。重疊網(wǎng)絡(luò)(Overlay)的基本含義是在現(xiàn)有的IP傳輸網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建一個(gè)完全位于應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)是可以充分兼容目前承載網(wǎng)絡(luò)的路由和交換體系結(jié)構(gòu)，而在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的組織和調(diào)度。會(huì)話初始化協(xié)議(Session Initiation Protocol, SIP) 是當(dāng)前主流的IP通信信令(即在電信網(wǎng)的兩個(gè)實(shí)體之間，傳輸專門為建立和控制連接的信息)控制協(xié)議，并在IMS體系中廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)是將信令與媒體傳輸分別實(shí)現(xiàn)，而應(yīng)用于媒體會(huì)話描述的會(huì)話描述協(xié)議(Session Description Protocol, SDP)提供了擴(kuò)展SDP頭部字段及添加標(biāo)簽的功能。通過在SIP通信消息中攜帶SDP報(bào)文，并對(duì)SDP協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)多徑協(xié)商建立機(jī)制，為IMS客戶端媒體傳輸提供多條路徑，保證傳輸可靠性，提高傳輸速度，進(jìn)一步改善媒體業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)多徑傳輸，IMS客戶端可以利用本身具有的多宿特性在重疊網(wǎng)絡(luò)中建立多條傳輸路徑，并根據(jù)路徑質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果隨時(shí)切換或加入新路徑。如圖1所示，重疊網(wǎng)絡(luò)中具有多宿特性的兩個(gè)IMS客戶端經(jīng)過協(xié)商建立起3條傳輸路徑，接下來IMS客戶端就可以使用這些路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。會(huì)話雙方可通過發(fā)送網(wǎng)絡(luò)探測(cè)分組實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前使用路徑的質(zhì)量，并根據(jù)時(shí)延、 丟包率、抖動(dòng)中的一個(gè)或幾個(gè)性能質(zhì)量參數(shù)決定當(dāng)前路徑是否滿足媒體傳輸?shù)淖畹鸵螅?如判斷當(dāng)前路徑質(zhì)量不滿足媒體傳輸要求或路徑已中斷，則使用備用路徑或嘗試建立新的路徑進(jìn)行切換，比如圖1中每個(gè)IMS客戶端具有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，這樣就有4條可供選擇的傳輸路徑，當(dāng)選擇其中3條路徑進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)路徑質(zhì)量惡化或中斷時(shí)，就可以嘗試使用第4條路徑進(jìn)行傳輸。
現(xiàn)有的多徑傳輸一般側(cè)重于使用一條路徑傳輸，而其他路徑作為備用路徑使用， 這種方式?jīng)]有考慮同時(shí)使用多條路徑的傳輸能力，對(duì)傳輸性能的提高意義不大，另外采用這種方式傳輸?shù)囊粢曨l媒體都是已經(jīng)提前獲得全部內(nèi)容的媒體，這種媒體的時(shí)效性要求不高，使用的傳輸協(xié)議也有很大的局限性，大多需要對(duì)協(xié)議進(jìn)行大的修改才可使系統(tǒng)同時(shí)使用多條路徑傳輸，而本發(fā)明側(cè)重于傳輸要求高時(shí)效性的實(shí)時(shí)媒體，以SIP協(xié)議和SDP協(xié)議為基礎(chǔ)加以實(shí)現(xiàn)，不影響默認(rèn)使用單一路徑的傳統(tǒng)普通應(yīng)用，充分利用多條路徑的傳輸能力， 必然會(huì)有效地提升實(shí)時(shí)媒體傳輸性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有方法存在的不足，本發(fā)明提出一種基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端及媒體交換方法，以達(dá)到實(shí)時(shí)媒體高效傳輸?shù)哪康?。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端，包括多徑協(xié)商單元、路徑選擇和切換單元、實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分單元和媒體數(shù)據(jù)緩沖重組單元， 其中多徑協(xié)商單元，用于通信雙方根據(jù)歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸，確定是否使用多徑傳輸；路徑選擇和切換單元，用于維護(hù)當(dāng)前使用的多條路徑，監(jiān)測(cè)路徑的性能，根據(jù)路徑質(zhì)量是否滿足實(shí)時(shí)媒體要求選擇傳輸路徑，并進(jìn)行路徑切換；實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分單元，用于根據(jù)當(dāng)前使用的路徑數(shù)目及實(shí)時(shí)媒體有時(shí)間限制的特性，將媒體數(shù)據(jù)劃分到多條傳輸路徑，支持?jǐn)?shù)據(jù)冗余傳輸；媒體數(shù)據(jù)緩沖重組單元，用于從多條路徑上接收數(shù)據(jù)，刪除冗余數(shù)據(jù)，并在實(shí)時(shí)媒體滿足用戶實(shí)際需求的前提下按照數(shù)據(jù)先后次序重組媒體；采用基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端的媒體交換方法，該方法包括路徑協(xié)商過程、路徑選擇切換過程、實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分過程和媒體數(shù)據(jù)緩沖重組過程，其中，路徑協(xié)商過程為a.發(fā)起方的IMS客戶端向會(huì)話被叫方的IMS客戶端發(fā)送包含本身所有網(wǎng)絡(luò)地址的通信請(qǐng)求；b.被叫方的IMS客戶端收到請(qǐng)求后，根據(jù)歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否允許多徑傳輸及自身網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量，向發(fā)起方的IMS客戶端發(fā)送響應(yīng)，如不允許多徑傳輸，則默認(rèn)采用單一傳輸路徑，如允許，則在響應(yīng)中包含被叫方的所有網(wǎng)絡(luò)地址，經(jīng)過雙方的協(xié)商從所有可能的路徑組合中選取性能最優(yōu)的多條路徑作為傳輸路徑；c.如果由于會(huì)話任意一方歸屬域網(wǎng)絡(luò)(CSCF)不允許使用多徑傳輸而導(dǎo)致使用單一路徑傳輸，在會(huì)話開始后，由歸屬域網(wǎng)絡(luò)不支持多徑傳輸?shù)腎MS客戶端周期性地向歸屬域網(wǎng)絡(luò)(CSCF)確認(rèn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸，一旦發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支持，即由首先發(fā)現(xiàn)的一方的IMS客戶端，向另一方的IMS客戶端發(fā)送申請(qǐng)建立新路徑的請(qǐng)求，如對(duì)方同意，則添加新路徑建立起多徑傳輸；d.如果使用多徑傳輸過程中任意一方的IMS客戶端出現(xiàn)新的可用網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)，可經(jīng)雙方協(xié)商嘗試使用該地址建立新的傳輸路徑；路徑選擇切換過程為
4
多徑傳輸會(huì)話雙方周期性地監(jiān)測(cè)所有使用路徑的性能，如果性能無法達(dá)到被傳輸媒體的質(zhì)量要求，則擇優(yōu)選取其他路徑進(jìn)行切換；實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分過程為會(huì)話雙方采用建立起來的多條路徑傳輸實(shí)時(shí)媒體，每條路徑分別傳輸媒體的一部分，實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)被劃分到多條路徑上冗余傳輸；媒體數(shù)據(jù)緩沖重組過程為媒體數(shù)據(jù)在到達(dá)被叫方緩存后進(jìn)行數(shù)據(jù)重組，被叫方的IMS客戶端根據(jù)數(shù)據(jù)流號(hào)的先后次序重組后播放；路徑選擇切換過程中所述的路徑的性能包括時(shí)延、丟包率和時(shí)延抖動(dòng)。發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明基于多宿特性建立起多條路徑傳輸實(shí)時(shí)媒體，路徑建立后采用重疊網(wǎng)絡(luò)路由分組，并根據(jù)路徑質(zhì)量評(píng)估策略選擇不同傳輸路徑進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)媒體的高效多徑傳輸，提升了重疊網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)媒體的傳輸效率和服務(wù)質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端多路徑傳輸機(jī)制原理圖；圖2為本發(fā)明基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端的總框圖；圖3為本發(fā)明基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端中路徑選擇和切換單元的框圖；圖4為本發(fā)明基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端與歸屬域網(wǎng)絡(luò)(CSCF)、重疊網(wǎng)絡(luò)之間的交互關(guān)系圖；圖5為本發(fā)明采用基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端的媒體交換方法中多徑協(xié)商和建立實(shí)施例的流程圖；圖6為本發(fā)明基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端中路徑選擇和切換單元的流程圖；其中，501、多徑協(xié)商單元502、路徑選擇和切換單元503、實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分單元 504、媒體數(shù)據(jù)緩沖重組單元。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)施例采用的基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端如圖2所示，本實(shí)施例的發(fā)起方的IMS客戶端與接收方的IMS客戶端結(jié)構(gòu)相同，均包括多徑協(xié)商單元501、路徑選擇和切換單元502、實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分單元503、媒體數(shù)據(jù)緩沖重組單元504。其中，多徑協(xié)商單元501，用于完成整個(gè)多徑協(xié)商建立過程。向歸屬域網(wǎng)絡(luò)(CSCF) 確認(rèn)是否支持多徑傳輸，向會(huì)話被叫方的IMS客戶端發(fā)送多徑傳輸申請(qǐng)或接收申請(qǐng)給出響應(yīng)，以及當(dāng)傳輸開始后某一方出現(xiàn)新的可用網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)，使用所述的可用網(wǎng)絡(luò)地址建立新路徑進(jìn)行傳輸。路徑選擇和切換單元502，用于周期性地發(fā)送網(wǎng)絡(luò)探測(cè)數(shù)據(jù)包(ping數(shù)據(jù)包)確定當(dāng)前使用路徑的性能是否滿足實(shí)時(shí)媒體傳輸質(zhì)量要求，如不滿足則在剩余路徑中擇優(yōu)選取進(jìn)行切換。
其中路徑選擇和切換單元又包括路徑監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)單元、路徑選擇單元和路徑切換單元。圖3給出了路徑選擇和切換單元的框圖，其中，路徑監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)單元601，用于周期地發(fā)送端到端的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)數(shù)據(jù)包(ping數(shù)據(jù)包)，以測(cè)量路徑的性能參數(shù)，包括時(shí)延、丟包率、抖動(dòng)，并根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算和預(yù)測(cè)每條路徑的服務(wù)質(zhì)量。路徑監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)單元601， 還用于對(duì)收到的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)數(shù)據(jù)包(ping數(shù)據(jù)包)，立即從原路徑回送一個(gè)網(wǎng)絡(luò)探測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包(pong數(shù)據(jù)包)；路徑選擇單元602，根據(jù)用戶指定的策略及路徑質(zhì)量，為每個(gè)業(yè)務(wù)選擇最優(yōu)的路徑。用戶策略可選擇音頻質(zhì)量優(yōu)先、視頻質(zhì)量優(yōu)先、音視頻質(zhì)量并重。選擇的過程中，需要根據(jù)用戶指定的策略及路徑質(zhì)量，對(duì)所有業(yè)務(wù)的傳輸路徑進(jìn)行調(diào)度，并計(jì)算出最優(yōu)的路徑組合；路徑切換單元603，用于當(dāng)某個(gè)業(yè)務(wù)的媒體傳輸路徑發(fā)送改變時(shí)，實(shí)現(xiàn)媒體流的無縫路徑切換。實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分單元503，用于根據(jù)使用的媒體傳輸協(xié)議，將媒體數(shù)據(jù)劃分到多條傳輸路徑中，要求當(dāng)可使用路徑數(shù)大于3條時(shí)，擇優(yōu)選取其中3條進(jìn)行冗余劃分，任意2 條路徑的內(nèi)容都可以在數(shù)據(jù)接收方恢復(fù)出原媒體數(shù)據(jù)。媒體數(shù)據(jù)緩沖重組單元504，用于刪除接收到的多徑傳輸數(shù)據(jù)中的冗余數(shù)據(jù)，重組原數(shù)據(jù)，任何數(shù)據(jù)傳輸都不可避免會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，由實(shí)時(shí)媒體的特性決定，只要丟失數(shù)據(jù)不影響用戶的體驗(yàn)效果即可。本實(shí)施例給出基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端媒體交換方法，圖4為重疊網(wǎng)絡(luò)IMS客戶端與歸屬域網(wǎng)絡(luò)(CSCF)之間、CSCF與策略決策功能(Policy Decision Function，PDF，PDF主要完成基于策略的業(yè)務(wù)控制和QoS控制，完成與應(yīng)用服務(wù)器以及策略信息庫的查詢、交互等功能)之間的交互關(guān)系圖。IMS客戶端使用SIP協(xié)議向CSCF確認(rèn)歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸，并通過在SIP消息體中包含的SDP內(nèi)容與遠(yuǎn)端IMS客戶端完成使用多徑傳輸媒體的協(xié)商工作，并最終使用信令建立起客戶端之間的媒體會(huì)話；同時(shí)處于重疊網(wǎng)絡(luò)中的IMS客戶端使用重疊網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議與其他IMS客戶端完成實(shí)時(shí)媒體的傳輸。在多徑傳輸建立階段，會(huì)話發(fā)起方的IMS客戶端根據(jù)歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸與被叫方的IMS客戶端進(jìn)行多徑傳輸協(xié)商和建立，如建立成功則使用多徑傳輸，如任意一方歸屬域網(wǎng)絡(luò)不支持多徑傳輸則采用傳統(tǒng)的單一路徑傳輸，另外當(dāng)會(huì)話雙方歸屬域網(wǎng)絡(luò)由不允許多徑傳輸轉(zhuǎn)換為允許時(shí)，由歸屬域網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)首先發(fā)生變化的一方發(fā)起建立多徑傳輸；在多徑建立的過程中，默認(rèn)的單一路徑按照傳統(tǒng)方式存儲(chǔ)在SDP消息中，其他網(wǎng)絡(luò)地址采用標(biāo)簽擴(kuò)展機(jī)制放置在SDP頭部的后面，所述的標(biāo)簽擴(kuò)展機(jī)制是指為SDP協(xié)議中描述會(huì)話屬性的a屬性行添加一個(gè)新的會(huì)話屬性，該會(huì)話屬性包括數(shù)據(jù)傳輸使用協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)地址、 端口三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。圖5為會(huì)話雙方多徑協(xié)商建立過程，圖中還包含會(huì)話主叫方的IMS客戶端在多徑建立一段時(shí)間后出現(xiàn)新的可用網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)，使用所述新的可用網(wǎng)絡(luò)地址建立其他傳輸路徑的過程，圖5中INFO是SIP協(xié)議支持方法，用于傳送會(huì)話相關(guān)的控制信息，這些信息是在會(huì)話過程中生產(chǎn)的，圖中所指主要是會(huì)話雙方的網(wǎng)絡(luò)地址，其中INFO(I)和INF0(2)為多徑建立時(shí)交換的網(wǎng)絡(luò)地址，INFO(I) ’和INF0(2)’為主叫方出現(xiàn)新的可用網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)雙方交換新地址時(shí)涉及的相關(guān)信息，會(huì)話雙方多徑協(xié)商建立過程步驟如下
步驟301 發(fā)起方的IMS客戶端發(fā)送多徑傳輸服務(wù)請(qǐng)求到歸屬域網(wǎng)絡(luò)CSCF，并接收響應(yīng)，該過程通過SIP協(xié)議中的OPTIONS類型請(qǐng)求(該請(qǐng)求允許IMS客戶端查詢服務(wù)器能力)實(shí)現(xiàn)，歸屬域網(wǎng)絡(luò)(CSCF)針對(duì)OPTIONS請(qǐng)求會(huì)產(chǎn)生一個(gè)200 OK的響應(yīng)，該響應(yīng)列出所述歸屬域網(wǎng)絡(luò)(CSCF)的所有選項(xiàng)和能力，只需根據(jù)其他已有選項(xiàng)定義一個(gè)新的代表歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸?shù)倪x項(xiàng)即可；通過步驟301，發(fā)起方的IMS客戶端了解歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸，如不支持，則使用傳統(tǒng)單一路徑傳輸數(shù)據(jù)；步驟302 發(fā)起方的IMS客戶端發(fā)送包含IMS客戶端所在計(jì)算機(jī)的所有網(wǎng)絡(luò)地址和端口的多徑協(xié)商建立請(qǐng)求消息到被叫方的IMS客戶端，通過SDP協(xié)議的標(biāo)簽擴(kuò)展機(jī)制實(shí)現(xiàn)。使用SDP協(xié)議中描述會(huì)話屬性的a屬性行，定義新的代表其他網(wǎng)絡(luò)地址的屬性關(guān)鍵字， 在其后的三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)分別代表數(shù)據(jù)傳輸使用的協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)地址、端口。該屬性作為媒體m屬性行(在SDP協(xié)議中主要用于描述傳輸?shù)拿襟w類型、傳輸使用端口、使用的傳輸協(xié)議)的一個(gè)屬性，而且同一m屬性行可同時(shí)包含多個(gè)該屬性，表示IMS客戶端所在計(jì)算機(jī)上所有的網(wǎng)絡(luò)地址；本實(shí)施例中定義新的代表其他網(wǎng)絡(luò)地址屬性的關(guān)鍵字為alternate，具體格式如下a = alternate <數(shù)據(jù)傳輸使用的協(xié)議X網(wǎng)絡(luò)地址X端口〉上式表示將新定義的代表其他網(wǎng)絡(luò)地址屬性的關(guān)鍵字alternate賦值給SDP協(xié)議中描述會(huì)話屬性的a屬性行；其中alternate即為定義的新關(guān)鍵字，表示其他網(wǎng)絡(luò)地址；本實(shí)施例中發(fā)起方的IMS客戶端發(fā)送的包含IMS客戶端所在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址和端口的SDP多徑建立請(qǐng)求消息格式如下所示(SDP協(xié)議的其他會(huì)話描述屬性)c = IN IP[版本號(hào)]默認(rèn)連接的IP地址m = audio port RTP/AVP RTP 負(fù)載格式a = alternate :RTP IPl 端口 1a = alternate :RTP IP2 端口 2式中，c為SDP協(xié)議中描述連接信息的屬性，IN表示網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、IP4為網(wǎng)絡(luò)地址類型、默認(rèn)路徑的IP表示連接的IP地址；m描述了媒體信息的詳細(xì)內(nèi)容，表示會(huì)話的音頻數(shù)據(jù)(audio)是通過實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(Real-time Transport Protocol, RTP)以RTP負(fù)載格式屬性中描述的音視頻傳輸條件參數(shù)(Audio Video Profile, AVP)傳送，數(shù)據(jù)傳送使用端口為port。綜上，與傳統(tǒng)單徑傳輸方式不同的是除了使用的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)地址外，由于IMS客戶端本身可以擁有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，又額外提供了兩個(gè)可供建立連接的網(wǎng)絡(luò)地址和端口。步驟303 被叫方的IMS客戶端接收到多徑傳輸申請(qǐng)后，使用OPTIONS請(qǐng)求向歸屬域網(wǎng)絡(luò)CSCF發(fā)出多徑傳輸申請(qǐng)，并接收200 OK響應(yīng)。如被叫方歸屬域網(wǎng)絡(luò)支持多徑傳輸， 則在響應(yīng)中給出肯定的應(yīng)答。步驟304 被叫方的IMS客戶端向發(fā)起方的IMS客戶端發(fā)送多徑建立協(xié)商響應(yīng)消息，如被叫方也具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，使用SDP協(xié)議標(biāo)簽擴(kuò)展機(jī)制將其具有的所有網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送至發(fā)起方。
步驟305 發(fā)起方的IMS客戶端出現(xiàn)了新的可用網(wǎng)絡(luò)地址，如之前會(huì)話雙方都已確定歸屬域網(wǎng)絡(luò)支持多徑傳輸，這時(shí)直接由發(fā)起方的IMS客戶端發(fā)送添加網(wǎng)絡(luò)地址請(qǐng)求給被叫方的IMS客戶端，被叫方的IMS客戶端收到請(qǐng)求后給出響應(yīng)，之后就可以使用該地址建立傳輸路徑。如原會(huì)話由于有任意一方歸屬域網(wǎng)絡(luò)不支持多徑傳輸而導(dǎo)致使用單一路徑傳輸，則需要首先與歸屬域網(wǎng)絡(luò)CSCF確定此時(shí)是否支持多徑傳輸。步驟306 根據(jù)會(huì)話雙方具有的網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)及路徑建立策略，從不同的網(wǎng)絡(luò)地址組合中選取符合傳輸性能要求的路徑建立起多條傳輸路徑，并在傳輸開始后，周期性地監(jiān)測(cè)所使用的路徑性能，根據(jù)事先選定的QoS參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有路徑質(zhì)量下降或路徑中斷導(dǎo)致不能滿足傳輸需求時(shí)，擇優(yōu)選擇其他路徑進(jìn)行切換。圖6為路徑性能評(píng)估和切換的過程示意圖，如圖6所示，包括以下三個(gè)步驟步驟401 路徑性能測(cè)量發(fā)起方的IMS客戶端周期地發(fā)送網(wǎng)絡(luò)探測(cè)數(shù)據(jù)包(ping 數(shù)據(jù)包)測(cè)量所有使用路徑的性能，包括時(shí)延、丟包率、抖動(dòng)。步驟402 路徑性能的評(píng)估發(fā)起方的IMS客戶端根據(jù)獲得的路徑參數(shù)評(píng)估路徑質(zhì)量，參照實(shí)時(shí)媒體傳輸要求的時(shí)延、丟包率、抖動(dòng)進(jìn)行。步驟403 路徑選擇和切換IMS客戶端根據(jù)步驟402獲得結(jié)果從其他路徑中選擇最優(yōu)路徑進(jìn)行切換。在發(fā)起方的IMS客戶端將實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分到多條傳輸路徑中，保證傳輸數(shù)據(jù)的冗余性，任意兩條路徑的數(shù)據(jù)都能夠恢復(fù)出原數(shù)據(jù)，并且根據(jù)實(shí)時(shí)媒體的特性保證能夠區(qū)分時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的先后次序；在被叫方緩沖集中處理從多條路徑成功接收的數(shù)據(jù)，去掉冗余數(shù)據(jù)，并根據(jù)時(shí)間次序恢復(fù)原數(shù)據(jù)，在保證滿足實(shí)時(shí)媒體播放要求的前提下處理數(shù)據(jù)丟失情況，并將數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端，包括路徑選擇和切換單元、實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分單元和媒體數(shù)據(jù)緩沖重組單元，其特征在于還包括用于通信雙方根據(jù)歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸、確定是否使用多徑傳輸?shù)亩鄰絽f(xié)商單元；其中，路徑選擇和切換單元，用于維護(hù)當(dāng)前使用的多條路徑，監(jiān)測(cè)路徑的性能，根據(jù)路徑質(zhì)量是否滿足實(shí)時(shí)媒體要求選擇傳輸路徑，并進(jìn)行路徑切換；實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分單元，用于根據(jù)當(dāng)前使用的路徑數(shù)目及實(shí)時(shí)媒體有時(shí)間限制的特性，將媒體數(shù)據(jù)劃分到多條傳輸路徑，支持?jǐn)?shù)據(jù)冗余傳輸；媒體數(shù)據(jù)緩沖重組單元，用于從多條路徑上接收數(shù)據(jù)，刪除冗余數(shù)據(jù)，并在實(shí)時(shí)媒體滿足用戶實(shí)際需求的前提下按照數(shù)據(jù)先后次序重組媒體。
2.采用權(quán)利要求1所述的基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端進(jìn)行媒體交換的方法， 其特征在于包括路徑協(xié)商過程、路徑選擇切換過程、實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分過程和媒體數(shù)據(jù)緩沖重組過程，其中，所述的多徑協(xié)商單元的多徑協(xié)商過程步驟如下a.發(fā)起方的IMS客戶端向會(huì)話被叫方的IMS客戶端發(fā)送包含本身所有網(wǎng)絡(luò)地址的通信請(qǐng)求；b.被叫方的IMS客戶端收到請(qǐng)求后，根據(jù)歸屬域網(wǎng)絡(luò)是否允許多徑傳輸及自身網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量，向發(fā)起方的IMS客戶端發(fā)送響應(yīng)，如不允許多徑傳輸，則默認(rèn)采用單一傳輸路徑， 如允許，則在響應(yīng)中包含被叫方的所有網(wǎng)絡(luò)地址，經(jīng)過雙方的協(xié)商從所有可能的路徑組合中選取性能最優(yōu)的多條路徑作為傳輸路徑；c.如果由于會(huì)話任意一方歸屬域網(wǎng)絡(luò)不允許使用多徑傳輸而導(dǎo)致使用單一路徑傳輸， 在會(huì)話開始后，由歸屬域網(wǎng)絡(luò)不支持多徑傳輸?shù)腎MS客戶端周期性地向歸屬域網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是否支持多徑傳輸，一旦發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支持，即由首先發(fā)現(xiàn)的一方的IMS客戶端，向另一方的IMS客戶端發(fā)送申請(qǐng)建立新路徑的請(qǐng)求，如對(duì)方同意，則添加新路徑建立起多徑傳輸；d.如果使用多徑傳輸過程中任意一方的IMS客戶端出現(xiàn)新的可用網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)，可經(jīng)雙方協(xié)商嘗試使用該地址建立新的傳輸路徑；所述的路徑選擇切換過程為多徑傳輸會(huì)話雙方周期性地監(jiān)測(cè)所有使用路徑的性能，如果性能無法達(dá)到被傳輸媒體的質(zhì)量要求，則擇優(yōu)選取其他路徑進(jìn)行切換；所述的實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)劃分過程為會(huì)話雙方采用建立起來的多條路徑傳輸實(shí)時(shí)媒體，每條路徑分別傳輸媒體的一部分， 實(shí)時(shí)媒體數(shù)據(jù)被劃分到多條路徑上冗余傳輸；所述的媒體數(shù)據(jù)緩沖重組過程為媒體數(shù)據(jù)在到達(dá)被叫方緩存后進(jìn)行數(shù)據(jù)重組，被叫方的IMS客戶端根據(jù)數(shù)據(jù)號(hào)的先后次序重組后播放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端進(jìn)行媒體交換的方法， 其特征在于在路徑選擇切換過程中所述的路徑的性能包括時(shí)延、丟包率和時(shí)延抖動(dòng)。
全文摘要
基于重疊網(wǎng)絡(luò)多徑傳輸?shù)腎MS客戶端及媒體交換方法，IMS客戶端可基于重疊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多徑實(shí)時(shí)媒體傳輸協(xié)商，若協(xié)商成功，可建立多條路徑傳輸實(shí)時(shí)媒體，傳輸過程中可根據(jù)路徑質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行路徑切換。實(shí)現(xiàn)IMS客戶端實(shí)時(shí)媒體多徑傳輸，可有效提升IMS通信中實(shí)時(shí)媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102546418SQ201210012048
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉軍, 張偉, 戴明珠, 陳梟, 雷為民 申請(qǐng)人:東北大學(xué)