[發明專利]利用交錯播放和交叉分組前向糾錯在基于因特網協議的無線網絡中恢復突發分組丟失

有效

• 申請號: 200680055899.0
• 申請日: 2006-07-25
• 公開（公告）號: CN101512989A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 劉航;韓立喬;吳明全;李德凱;庫瑪·拉瑪斯瓦米
• 申請（專利權）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明涉及無線網絡，更具體地說，涉及利用交錯播放(staggercasting)和交叉分組(cross-packet)前向糾錯來恢復隨機和突發分組丟失(burst?packetloss)。?

背景技術

盡管無線局域網(WLAN)最初被設計用于數據通信，對于WiFi多媒體應用的興趣和需求也快速增加。IEEE?802.11?WLAN上的視頻多播使得能夠有效地同時將實時視頻或預記錄娛樂節目分發給許多接收機。然而，數字視頻傳送需要高可靠性、有限延遲和帶寬效率。無線鏈接是不可靠的，具有時變和突發鏈路錯誤。特別地，在視頻多播應用中，相同視頻的不同接收機可經歷不同的信道條件。接收機也可在會話期間離開或加入，以致網絡拓撲改變。此外，在當前IEEE?802.11標準中對于多播不存在鏈路層重傳并沒有鏈路層適配。錯誤分組簡單地被丟失。對于應用層它像是分組刪除(erasure)信道。分組丟失能夠通過檢查分組首標的序列號字段來檢測。因此，在期望的服務區域中，為所有多播視頻接收機支持業務質量(QoS)同時有效利用可用WLAN資源是重要且具有挑戰的任務。?

在基于IP的無線網絡的視頻多播/廣播中，視頻數據被封裝到UDP/IP分組并且經由無線網絡多播/廣播到移動裝置?；贗P的無線網絡可以是無線局域網(WLAN)、蜂窩網絡、無線城域網絡(WMAN)、和無線區域網絡(WRAN)。當移動裝置從一個小區移動到另一個時，它從當前關聯的基站(BS)/接入點(AP)越區切換/交接到另一BS/AP。兩個BS/AP通常運行在不同頻率/信道。當移動裝置改變操作頻率以與新BS/AP關聯時，多個分組被丟失。?

典型地，廣播信號被同時發送到所有可能接收機。多播信號被同時發送?到組中所有可能接收機的所選子集(一個或多個)。如這里所使用的，多播也包括廣播。即，多播信號可以發送到組中所有可能接收機的所選子集，其中所選子集可包括所有可能接收機的整個集，即多播組是所有接收機。?

在無線系統中，信道編碼在物理層被使用以保護分組防止多徑衰落和干擾。然而，分組內的信道編碼不能恢復越區切換/交接期間的分組丟失。?

一種現有技術方法提供在ATSC系統中發送從原始數據時延/時移(交錯播放)的復制數據，以改善廣播系統的穩健性(robustness)。當復制、時間交錯流被發送時，系統能夠容忍最多兩個流之間時移的持續時間的信號丟失。另一現有技術方法提供原始數據的較低比特率版本(代替確切的原始數據)，具有時延地被重復傳送。這種方法減少了冗余數據所利用的帶寬。然而，這些現有技術方案都發送復合信號，并總是發送是否存在任何客戶端/接收機想要/需要數據的信號。?

然而另一種現有技術方法提供使用交叉分組前向糾錯(FEC)碼來免于ATSC系統中的同步丟失。FEC碼也被用于恢復基于IP無線網絡中的丟失分組。通常，錯誤分組被鏈路層去除。FEC碼在傳輸層和應用層被應用到分組，并且刪除解碼被用于恢復丟失分組。然而，FEC奇偶校驗分組通常與數據分組一起發送。在越區切換/交接期間，出現長錯誤突發串。這些長錯誤突發串導致超過FEC能力的數據分組和奇偶校驗分組的丟失，以致丟失數據分組不能恢復。?

存在大量對于各種應用層前向糾錯(FEC)和自動重傳請求(ARQ)算法的研究和理論分析/仿真，以恢復分組丟失和改善無線網絡中的傳輸可靠性。另一種現有技術方法描述了針對單播視頻傳輸的基于ACK的混合ARQ算法和針對WLAN上多播視頻傳輸的利用FEC(MDFEC)的順序視頻編碼。然而另一種現有技術方法提供有線因特網環境中多播的接收機驅動FEC方案，其中FEC分組被從視頻分組延遲。然而，這種方法關注于如何優化有線因特網環境中異類接收機的性能。?

本發明所提出和解決的問題是如何恢復隨機和突發分組丟失，并且實現無縫越區切換以確?；贗P無線網絡上的高質量視頻多播/廣播。?

發明內容