[發明專利]AVS流媒體傳輸控制方法

無效

• 申請號: 200710042750.5
• 申請日: 2007-06-26
• 公開（公告）號: CN101075957A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 張倩;方勇;王超;吳美武
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種AVS流媒體傳輸控制方法，具體是一種利用RTP/RTCP協議設計的實時視頻傳輸速率控制機制。

背景技術

隨著網絡的迅速增長和普及，人們對多媒體信息的需求也越來越大，網絡傳輸實時流媒體應運而生，傳統的TCP/IP協議的傳送機制和擁塞控制都不適合網絡多媒體的實時傳輸，UDP協議本身又不提供任何Qos保證，因此，實時傳輸協議族RTP/RTCP[1]被廣泛用于各種多媒體傳輸系統中來提供數據實時傳輸和Qos服務以滿足音視頻數據實時傳輸的要求。在多媒體領域中視頻占有很大一部分內容，因此視頻壓縮成為多媒體領域很重要的一部分。

目前已出現新的視音頻編碼標準，在國際上有H.264，它具有較高的壓縮效率，相比于其它編碼標準可顯著提高壓縮效率，目前已經在各領域獲得廣泛應用。在國內正在制定先進音視頻編解碼標準AVS(Advanced?audio?video?coding?standard)，它采用了一系列技術來達到高效率的視頻編碼，包括幀內預測、幀間預測、變換、量化和熵編碼等，是我國具有自主知識產權的先進音視頻編解碼標準，目前被廣泛應用到數字電視領域。因此，隨著目前網上流媒體服務的進一步發展，如何在IP網上實時傳輸AVS視頻流對于IPTV，對于視頻點播系統的應用有重要意義，正受到越來越多的重視。自適應方法的核心是網絡狀況標志量的計算，以丟包率或時間標志量作為網絡狀況的標志量，是目前多數算法實現此模塊的方式。通過RTCP的SR和RR報文中有接收端向發送端報告最近一段時間包丟失率的字段或網絡包忘返延遲時間，反映了目前的網絡狀況。但是這種計算都未能考慮到接收端緩存區的狀況，在實際應用中由于解碼器從緩沖區中解碼的速率是不固定的，如果發送端發送速度過快的話有可能會導致接收端緩存區的上溢，反之，則會發生下溢。排隊論(queueing?theory)，或稱隨機服務系統理論，作為運籌學研究的一種有力手段，排隊論理論在計算機網絡中占有重要的地位，運用排隊論對計算機網絡進行性能預測和評價往往可以得到較為切合實際的指標，對網絡設備的選型具有十分重要的理論指導意義。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種AVS流媒體傳輸控制方法，它是應用排隊論對接受端緩沖區進行設計并利用RTCP傳輸協議的SR和RR報文的一種傳輸控制方法，抑制了緩沖區溢出，保證視頻傳輸的服務質量。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種AVS流媒體傳輸控制方法，其特征在于通過在接受端對緩沖器輸出速率進行統計，估計出發送端的發送速率，然后通過RTCP反饋到發送端；在發送端把預測的傳輸速率與所述的接受端反饋的發送速率進行比較來調整傳輸速率。

本方法中的緩沖器排隊設計用N策略的M/M/1休假模型，在緩沖器中實現數據的排隊，所有信元都經過這一個緩沖器進行緩存。

控制步驟如下：

1)假設單個數據包的到達的平均時間間隔λ，及解碼器和播放器的平均解碼播放每幀的時間T_S，當總的數據包有一幀時送入解碼器解碼再送入播放器進行播放，把接受端看作是N策略的M/M/1休假模型，計算出緩沖區的初始值；

數據包按照速率為λ的泊松過程到達，數據包的服務時間是獨立同分布的隨機變量，通常分布設為指數分布；假設顧客按照到達的順序接受服務，即FCFS服務；

2)為了更好的跟蹤當前客戶端的服務情況，我們通過自適應反饋來跟蹤客戶端的服務速率以及網絡狀態，

(1)接受端生成發送端的預測發送速率u，并反饋到發送端

(1.1)計算當前接收幀L的RTP數據包數量N(L)；

(1.2)統計解碼此幀需要的時間T(L)；

(1.3)計算第L幀平均每個數據包的實際發送速率V^*(L)；

V^*(L)＝N(L)/T(L)

為了防止輸出速率的隨機抖動，所以用當前幀預測發送速率和當前幀實際發送速率來共同預測下一幀的預測發送速率(取兩者間的平滑因子α為0.75，L≥1，V(1)＝V^*(1)：

V(L+1)＝(1-α)V(L)+αV^*(L)

(1.4)將V(L+1)作為發送端的預測發送速率u，通過RTCP報文反饋到發送端，這樣就可以隨時利用RTCP反饋信息來快速追蹤網絡變化；

(2)發送端預測網絡帶寬

接收客戶端反饋來的RR和RTCP報文并解析，獲取往返時間、網絡延時、丟包率和網絡帶寬，分析得出當前網絡狀況