[發明專利]一種適應不同網絡環境的智能高效視音頻數據傳輸方法

有效

• 申請號: 201010301431.3
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN101834879A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 姚威;鄧偉;劉云紅;鄧凡平;彭立;秦延東;宋坤;胡凡
• 申請（專利權）人: 北京中科大洋科技發展股份有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56;H04L1/18;H04L1/00
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;李富華

技術領域

本發明涉及一種適應不同網絡環境的智能高效視音頻數據傳輸方法，是一種通過不定期發送探測包及接收回饋來測量網絡狀態，并根據當前的網絡狀態進行適時調整的視音頻數據傳輸方法。

背景技術

隨著廣域網的飛速發展，網絡在業務應用系統廣泛深入應用，越來越多視音頻業務系統也將跨廣域網部署和使用。但是不同的網絡例如分組交換網絡(以太網)、無線網絡、3G移動通訊網以及一些高速專用網等都有著顯著不同的網絡特性，整個網絡的擁塞狀況隨著當前網絡流量的變化而變化，其表現出來的網絡服務性能也會即時發生變化。業務系統各通信端實時可用帶寬與其所連接的網絡的實時環境有很大的依賴關系。視音頻數據尤其是實時流方式的視音頻數據與一般的二進制文件數據有比較大的差別。視音頻數據必須保證有序性，前面的數據沒有到達接收端時，后面的數據已經到達也不能實時使用；廣電領域還要求視音頻必須同步，傳輸數據量大，傳輸帶寬要求高，大部分應用在瀏覽或使用視音頻時必須支持幀精度的搜索(Seek)。在這些本身物理性能各異，實時性能不斷發生變化的不同網絡上，有必要根據網絡實時特性，智能選擇傳輸策略完成視音頻數據的實時傳輸，以獲得高效傳輸性能。

目前有很多網絡傳輸的軟件，但是大都只能在一種或少數幾種網絡環境下，采用固定的傳輸協議，或需根據人工選用特定的傳輸協議完成數據傳輸過程，不夠智能化。現有的軟件也有采用多個TCP連接完成數據傳傳輸，但是它們要么內部設定固定的鏈路數，要么需要人工設定鏈路數來實現多鏈路的數據傳輸，不能根據網絡特定或實時性能完成多鏈路的數據傳輸。很多軟件在特定的網絡環境下工作得很好但是換了個網絡環境，傳輸性能表現不佳。現有的傳輸軟件側重于考慮一般二進制文件的傳輸，而對于視音頻數據傳輸考慮不夠。

發明內容

本發明的目的是提出一種適應不同網絡環境的智能高效視音頻數據傳輸方法。在不同網絡上，該方法對TCP和UDP傳輸協議進行有效的組合，實現根據網絡實時特性和視音頻業務應用需求，智能選擇傳輸策略完成視音頻數據的實時傳輸，獲得高效傳輸性能。

本發明的目的是這樣實現的：一種適應不同網絡環境的智能高效視音頻數據傳輸方法，該方法將視音頻數據發送端的視音頻數據通過互聯網傳遞到接收方，其特征在于，所述方法包括獲取網絡環境的實時參數，根據實時參數判斷選擇數據傳輸策略；所述實時參數包括：可用帶寬、網絡丟包率、網絡延時和路徑最大傳輸單元，所述數據傳輸策略是：

當網絡丟包率大于丟包率閾值時(無論網絡延時是否大于其閾值)，服務器采用路徑最大傳輸單元的UDP協議傳輸視音頻數據；

當網絡丟包率小于丟包率閾值而網絡延時大于網絡延時閾值時，服務器采用TCP+UDP協議結合的方法傳輸視音頻數據；

當網絡延時小于網絡延時閾值并且網絡丟包率小于丟包率閾值時，服務器采用TCP協議傳輸視音頻數據；

策略選定后在數據傳輸過程中實時獲取網絡帶寬參數，并根據帶寬參數進行如下決策：當實時占用帶寬小于可用帶寬時，增加新的傳輸鏈路，多條鏈路并行傳輸。

所述的閾值是默認值或是根據實際網絡情況進行定制化設置。

所述TCP+UDP協議結合的方法是，正常情況下，通過UDP連接向發送端傳輸數據；接收端通過TCP連接向發送端發送重傳命令，告訴發送端哪些包丟失了需要重傳，發送端收到重傳命令后，將需要重傳的數據通過TCP連接重新發送給接收端。

所述獲取網絡路徑最大傳輸單元的方法是：先發送使用最大值的探測包(因為各種網絡的最大傳輸單元是一些固定的值)，如果路由器反饋包過大，則探測包大小縮小為比上一個探測包小的最大可能值重新發送，重復該過程直至沒有該反饋為止，此時的探測包數據大小即為路徑最大傳輸單元。

該傳輸方法包括視音頻傳輸層和二進制傳輸層，二進制傳輸層提供底層網絡傳輸，實現網絡狀況探測及調整機制，并對視音頻數據傳輸層提供接口；視音頻傳輸層在二進制傳輸層的基礎上實現，提供與視音頻格式及應用直接相關的邏輯，對上層應用程序提供接口。

在所述的接收端的視音頻數據傳輸層建立幀緩存機制，用來接收來自發送端的數據，并通過幀緩存向接收端本地的應用軟件提供數據。視音頻數據傳輸層的幀緩存中對每一幀都記錄有視頻頭部信息，并建立指定幀搜索功能，所述幀搜索命令的收發都是通過數據連接進行的。

所述視音頻傳輸層封裝視音頻編解碼格式信息、提供幀數據的緩沖，對上層應用程序提供接口。

所述二進制傳輸層封裝了除視音頻數據格式、幀緩沖、幀搜索外的所有網絡傳輸細節，對視音頻數據傳輸層提供接口。