一種自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利說(shuō)明】一種自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著大家公共安全意識(shí)的提高，視頻監(jiān)控的應(yīng)用場(chǎng)合越來(lái)越多。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控，不管是模擬方案還是IP網(wǎng)絡(luò)方案，都需要使用線纜來(lái)連接前端攝像機(jī)到后端系統(tǒng)。這類方法，無(wú)法滿足移動(dòng)場(chǎng)景，比如車載船載等的監(jiān)控需求，也無(wú)法滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)、建筑工地等不方便布線場(chǎng)合的視頻監(jiān)控。
[0005]移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展為解決這個(gè)難題帶來(lái)了曙光。使用運(yùn)營(yíng)商的4G/3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸視頻等數(shù)據(jù)，就可以滿足移動(dòng)場(chǎng)景和不方便布線場(chǎng)合的監(jiān)控。配合傳統(tǒng)的有線監(jiān)控，通過(guò)一個(gè)后端平臺(tái)，無(wú)縫地連接在一起，就可以組成一種全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]但是，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)跟有線網(wǎng)絡(luò)相比，會(huì)存在丟包、帶寬不穩(wěn)定、延時(shí)等情況，而且?guī)捯矡o(wú)法跟有線網(wǎng)絡(luò)相提并論。如果對(duì)視頻質(zhì)量要求不高的話，一般的單通道傳輸就可以滿足需求了，但如果對(duì)視頻質(zhì)量要求較高，就需要使用多個(gè)移動(dòng)通信模塊組合在一起來(lái)傳輸一路或者若干路視頻了。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，能夠自適應(yīng)地將一路或多路視頻數(shù)據(jù)復(fù)合成一個(gè)流，根據(jù)各個(gè)通道的帶寬和延時(shí)情況，最優(yōu)選擇傳輸通道，做到最大效率利用各個(gè)通道的帶寬，而且數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)減少到最優(yōu)狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟:
(1)將終端設(shè)備上存在的若干個(gè)數(shù)據(jù)流復(fù)合成一個(gè)匯聚數(shù)據(jù)流；
(2)根據(jù)所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量大小，自適應(yīng)調(diào)節(jié)各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率；
(3)將所述匯聚數(shù)據(jù)流拆分成若干個(gè)適合IP網(wǎng)絡(luò)傳輸大小的數(shù)據(jù)包，并為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一個(gè)IP通道；
(4)將每個(gè)數(shù)據(jù)包通過(guò)為其選擇的IP通道傳輸?shù)胶蠖似脚_(tái)。
[0010]所述的自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，還包括以下步驟:
對(duì)反饋包進(jìn)行分析，若超過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值尚未收到某個(gè)數(shù)據(jù)包的反饋包，則為該數(shù)據(jù)包重新選擇一個(gè)IP通道，并通過(guò)該重新選擇的IP通道重新發(fā)送該數(shù)據(jù)包。
[0011 ] 所述的自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述步驟(2)中，根據(jù)所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量大小，自適應(yīng)調(diào)節(jié)各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率，具體包括以下步驟:
a、將所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量與最低門限和最高門限進(jìn)行比較；
b、若所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量小于最低門限，則提高各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率；
c、若所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量小于最低門限，則降低各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率；
d、若所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量介于最低門限與最高門限之間，則保持各個(gè)數(shù)據(jù)流當(dāng)前的碼率不變。
[0012]所述的自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述步驟(3 )中，為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一個(gè)IP通道，具體包括以下步驟:
a、將上一個(gè)數(shù)據(jù)包的IP通道的下一個(gè)IP通道作為當(dāng)前數(shù)據(jù)包的候選IP通道；
b、判斷所述候選IP通道的帶寬是否滿足當(dāng)前數(shù)據(jù)包的需求，若是，則執(zhí)行步驟c，若否，則跳轉(zhuǎn)至步驟d;
c、判斷所述候選IP通道的延時(shí)是否大于預(yù)設(shè)閾值，若是，則執(zhí)行步驟d，若否，則跳轉(zhuǎn)至步驟e ;
d、將所述候選IP通道的下一個(gè)IP通道作為當(dāng)前數(shù)據(jù)包的候選IP通道，然后返回步驟
b ；
e、將所述候選IP通道作為當(dāng)前數(shù)據(jù)包的IP通道。
[0013]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明能夠?qū)⒍鄠€(gè)移動(dòng)通信通道復(fù)合成一個(gè)通信通道，提升移動(dòng)通信通道的總帶寬，滿足更高數(shù)據(jù)帶寬的傳輸要求；本發(fā)明還能夠自適應(yīng)地調(diào)節(jié)發(fā)送速率，既能最大效率利用信道帶寬，又能控制數(shù)據(jù)延時(shí)在合理的范圍內(nèi)，滿足實(shí)時(shí)視頻傳輸?shù)男枨?。本發(fā)明不僅僅能夠解決視頻監(jiān)控行業(yè)的高質(zhì)量視頻傳輸問(wèn)題，而且可以應(yīng)用在電視直播等對(duì)視頻的質(zhì)量和延時(shí)都有較高要求的領(lǐng)域。
[0014]
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明涉及的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明涉及的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；
圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)流自適應(yīng)調(diào)節(jié)流程圖；
圖4是本發(fā)明的數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明涉及的應(yīng)用系統(tǒng)包括終端設(shè)備和后端平臺(tái)兩個(gè)部分。終端設(shè)備與后端平臺(tái)通過(guò)多個(gè)IP通道進(jìn)行連接，IP通道的物理形式可以是4G/3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，也可以是W1-F1、BGAN等通信網(wǎng)絡(luò)。
[0019]終端設(shè)備內(nèi)部主要相關(guān)組件有:主控CPU、TCP/IP協(xié)議棧以及IP通道對(duì)應(yīng)所需的硬件，如4G/3G無(wú)線通信模塊。后端平臺(tái)的主要相關(guān)組件有:IP網(wǎng)絡(luò)接入、TCP/IP協(xié)議棧以及平臺(tái)上運(yùn)行的服務(wù)軟件。
[0020]本發(fā)明的主要工作流程就是將音視頻等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)多個(gè)IP通道，使用TCP/IP協(xié)議發(fā)送到后端平臺(tái)上，后端平臺(tái)服務(wù)軟件接收到這些數(shù)據(jù)之后，重組成原始音視頻等數(shù)據(jù)，從而完成數(shù)據(jù)的傳輸。
[0021]如圖2所示，終端設(shè)備上存在的多種數(shù)據(jù)，比如多路的音視頻數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)。首先將這些數(shù)據(jù)復(fù)合成一個(gè)匯聚數(shù)據(jù)流，匯聚的目的是為了方便后面的自適應(yīng)調(diào)節(jié)；然后再將匯聚后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分包，并分別選擇一個(gè)IP通道傳輸?shù)胶蠖似脚_(tái)；后端平臺(tái)服務(wù)軟件收到這些分包后的數(shù)據(jù)之后，再?gòu)?fù)合成原來(lái)的匯聚數(shù)據(jù)流；最后，后端平臺(tái)服務(wù)軟件根據(jù)匯聚數(shù)據(jù)流中的標(biāo)識(shí)來(lái)分解為獨(dú)立的音視頻數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。
[0022]如圖3所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)流自適應(yīng)調(diào)節(jié)，包括以下步驟:
步驟101、開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸；
步驟102、將匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量與兩個(gè)閾值(最低門限和最高門限)進(jìn)行比較；步驟103、如果匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量小于最低門限，說(shuō)明數(shù)據(jù)快發(fā)完了，提高各個(gè)碼流的碼率；
步驟104、如果匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量大于最高門限，說(shuō)明數(shù)據(jù)發(fā)不過(guò)來(lái)了，降低各個(gè)碼流的碼率；
步驟105、如果匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量還在兩個(gè)閾值之間，說(shuō)明當(dāng)前的碼率是合適的，不需要調(diào)整碼率；
步驟106、間隔一段時(shí)間之后，再進(jìn)行一次判斷，并根據(jù)情況調(diào)節(jié)，直至數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
[0023]如圖4所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)發(fā)送，包括以下步驟:
步驟201、有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的時(shí)候，就進(jìn)入了本處理流程；
步驟202、首先將需要發(fā)送的匯聚數(shù)據(jù)流進(jìn)行拆分，拆成一個(gè)個(gè)適合IP網(wǎng)絡(luò)傳輸大小的數(shù)據(jù)包；
步驟203、從上次發(fā)送的通道往后輪一個(gè)通道開(kāi)始發(fā)送(即從上一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送的通道往后輪一個(gè)通道開(kāi)始發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包)；這樣做的目的是為了均衡各個(gè)通道之間的發(fā)送機(jī)會(huì)；
步驟204、判斷這個(gè)通道是否可以發(fā)送數(shù)據(jù)；從這個(gè)通道的歷史發(fā)送數(shù)據(jù)的帶寬來(lái)估算一個(gè)帶寬，判斷按照這個(gè)估算的帶寬來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)是否滿足需求，若不滿足需求，說(shuō)明這個(gè)通道不能發(fā)送數(shù)據(jù)；
步驟205、如果這個(gè)通道不能發(fā)送數(shù)據(jù)，則選擇下一個(gè)通道進(jìn)行發(fā)送；如果都選擇了一遍，都無(wú)法發(fā)送，說(shuō)明當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)比較差，不能發(fā)送數(shù)據(jù)，過(guò)一會(huì)再進(jìn)行嘗試；
步驟206、判斷這個(gè)通道的延時(shí)是不是太大；如果一個(gè)通道的延時(shí)過(guò)大，就傾向于不使用這個(gè)通道傳輸數(shù)據(jù)了，因?yàn)檫@樣會(huì)拖累整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)；
步驟207、在選擇的通道上面發(fā)送拆分好的數(shù)據(jù)包；
步驟208、根據(jù)接收到的反饋包來(lái)判斷以前發(fā)送的數(shù)據(jù)包是否有丟失的，即后端平臺(tái)服務(wù)軟件那邊沒(méi)有收到；
步驟209、重新選擇一個(gè)通道發(fā)送丟失的數(shù)據(jù)包，選擇通道的策略同上；
步驟210、判斷是不是有數(shù)據(jù)包過(guò)了很長(zhǎng)時(shí)間都沒(méi)有收到反饋包，說(shuō)明也有可能丟失了，需要重發(fā)；
步驟211、重新選擇一個(gè)通道發(fā)送超時(shí)的數(shù)據(jù)包；選擇通道的策略同上；
步驟212、等沒(méi)有數(shù)據(jù)包可以發(fā)送了，本次發(fā)送數(shù)據(jù)的流程就結(jié)束了。
[0024]以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將終端設(shè)備上存在的若干個(gè)數(shù)據(jù)流復(fù)合成一個(gè)匯聚數(shù)據(jù)流； (2)根據(jù)所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量大小，自適應(yīng)調(diào)節(jié)各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率； (3)將所述匯聚數(shù)據(jù)流拆分成若干個(gè)適合IP網(wǎng)絡(luò)傳輸大小的數(shù)據(jù)包，并為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一個(gè)IP通道； (4)將每個(gè)數(shù)據(jù)包通過(guò)為其選擇的IP通道傳輸?shù)胶蠖似脚_(tái)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，還包括以下步驟: 對(duì)反饋包進(jìn)行分析，若超過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值尚未收到某個(gè)數(shù)據(jù)包的反饋包，則為該數(shù)據(jù)包重新選擇一個(gè)IP通道，并通過(guò)該重新選擇的IP通道重新發(fā)送該數(shù)據(jù)包。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述步驟(2)中，根據(jù)所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量大小，自適應(yīng)調(diào)節(jié)各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率，具體包括以下步驟: a、將所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量與最低門限和最高門限進(jìn)行比較； b、若所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量小于最低門限，則提高各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率； c、若所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量小于最低門限，則降低各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率； d、若所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量介于最低門限與最高門限之間，則保持各個(gè)數(shù)據(jù)流當(dāng)前的碼率不變。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述步驟(3)中，為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一個(gè)IP通道，具體包括以下步驟: a、將上一個(gè)數(shù)據(jù)包的IP通道的下一個(gè)IP通道作為當(dāng)前數(shù)據(jù)包的候選IP通道； b、判斷所述候選IP通道的帶寬是否滿足當(dāng)前數(shù)據(jù)包的需求，若是，則執(zhí)行步驟c，若否，則跳轉(zhuǎn)至步驟d; c、判斷所述候選IP通道的延時(shí)是否大于預(yù)設(shè)閾值，若是，則執(zhí)行步驟d，若否，則跳轉(zhuǎn)至步驟e ; d、將所述候選IP通道的下一個(gè)IP通道作為當(dāng)前數(shù)據(jù)包的候選IP通道，然后返回步驟b ； e、將所述候選IP通道作為當(dāng)前數(shù)據(jù)包的IP通道。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自適應(yīng)帶寬的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：將終端設(shè)備上存在的若干個(gè)數(shù)據(jù)流復(fù)合成一個(gè)匯聚數(shù)據(jù)流；根據(jù)所述匯聚數(shù)據(jù)流的總數(shù)據(jù)量大小，自適應(yīng)調(diào)節(jié)各個(gè)數(shù)據(jù)流的碼率；將所述匯聚數(shù)據(jù)流拆分成若干個(gè)適合IP網(wǎng)絡(luò)傳輸大小的數(shù)據(jù)包，并為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一個(gè)IP通道；將每個(gè)數(shù)據(jù)包通過(guò)為其選擇的IP通道傳輸?shù)胶蠖似脚_(tái)。本發(fā)明能夠?qū)⒍鄠€(gè)移動(dòng)通信通道復(fù)合成一個(gè)通信通道，提升移動(dòng)通信通道的總帶寬，滿足更高數(shù)據(jù)帶寬的傳輸要求；本發(fā)明還能夠自適應(yīng)地調(diào)節(jié)發(fā)送速率，既能最大效率利用信道帶寬，又能控制數(shù)據(jù)延時(shí)在合理的范圍內(nèi)，滿足實(shí)時(shí)視頻傳輸?shù)男枨蟆?br>【IPC分類】H04W72/12, H04L5/00, H04W8/08, H04W28/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105245321
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510651671
【發(fā)明人】王小敏, 項(xiàng)敏敏, 聶勇, 錢立斌
【申請(qǐng)人】安徽清新互聯(lián)信息科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月10日