[發明專利]一種基于不等錯誤保護的實時多播自適應優化方法

有效

• 申請號: 201110411998.0
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102546096A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 譚國平;馬賽賽;李岳衡
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種基于不等錯誤保護的實時多播自適應優化方法，該方法適用于任何實時單播或多播通信，尤其適用于無率碼(Rateless?Code)的編碼環境。?

背景技術

隨著通信網絡的高速發展，人們對于實時多媒體的需求也在不斷提升，實時業務已成為研究應用的熱點。實時多媒體數據流通常采用傳統的實時傳輸協議(RTP)進行傳輸。RTP被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實現流同步。RTP協議本身不提供任何機制保證實時多播業務的服務質量(QoS)。而由于現有網絡環境的多樣性和復雜性以及實時多媒體業務格外嚴格的延時帶寬要求，導致傳統的網絡協議無法滿足實時業務的QoS需求。?

為了滿足實時業務的QoS要求，引入了差錯控制的糾錯方法，常用的糾錯方法有自動請求重發(ARQ)，前向糾錯(FEC)，混合糾錯(HARQ)等。研究表明，在多播組中用戶數較少時，由于實現簡單效率高，基于ARQ的方法成為常用的方法；當用戶較多時，基于ARQ的方法已經無法滿足要求，應由具有高吞吐量性能的基于HARQ的方法替代；而當用戶數目達到一定程度后，為滿足目標延時需求以及防止反饋風暴，基于ARQ的方法將被放棄，而基于FEC的方法成為最優的方法。在本發明中，數據傳輸過程將僅使用基于FEC的編碼方法，鏈路信息的反饋將采用基于ARQ的方法，由于該反饋過程已超出本發明的范圍，將不做詳細介紹。在原始的FEC編碼實現方案中，所有數據都是被同等錯誤保護(EEP)的。但事實上，很多情況下有些數據對噪聲會特別敏感，或者有很多重要信息的誤比特率的要求更為嚴格，而其他的數據沒那么重要或者對噪聲不太敏感。?

基于以上介紹可知，為了達到最有效的利用通信網資源滿足實時多播業務的QoS要求的同時，必須采用一種具備自適應功能的不等錯誤保護算法，提高編碼效率，增加傳輸可靠性，節省功率。?

目前在通信網中的實時多播領域，尚沒有一種能夠自適應鏈路環境的高效不等錯誤保護解決方案，用以滿足實時多播業務的嚴格時延下的可靠性要求，同時最大化網絡的吞吐量性能。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠根據上層對信息的保護要求和當前鏈路?狀況，自適應的選擇最優的編碼參數，并且最大限度的提高編碼率，以期利用有限的帶寬資源，有效的改善嚴格時延限制下實時業務的可靠性要求。?

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：?

一種基于不等錯誤保護的實時多播自適應優化方法，該方法基于一種嚴格時延限制下的糾錯結構以及基于該糾錯結構得到最優編碼參數實現，所述糾錯結構包括發送端和接收端，其中所述發送端包括分組打包模塊、標注保護等級模塊、收集相關信息模塊和按需前向糾錯編碼模塊，所述接收端包括前向糾錯解碼模塊、分析編碼塊構成和解析信息數據包模塊，該方法包括以下步驟：?

步驟(1)：發送端按時間先后順序將實時業務數據流存入FIFO隊列中；?

步驟(2)：采用分組打包模塊按照數據流進入的時間先后順序，將數據流打包成一定大小的信息數據包并對信息數據包進行分組，每組包含K_i個信息數據包，然后將打包分組后的信息數據包傳輸給標注等級模塊，其中K_i表示第i組信息數據包的數量，i的具體取值根據應用層的需求而定；?

步驟(3)：采用標注等級模塊根據應用層對信息保護的要求，為每組信息數據包標注保護等級l_i，然后將其傳輸至收集相關信息模塊，其中l_i表示第i組信息數據包的保護等級；?

步驟(4)：采用收集相關信息模塊收集每組信息數據包的保護等級l_i、每組信息數據包的數量K_i，然后將其傳輸至按需前向糾錯編碼模塊；?

步驟(5)：采用按需前向糾錯編碼模塊按接收的時間先后順序依次對每組信息數據包進行編碼操作，產生p_i個冗余數據包，p_i表示發送端發送第i組信息數據包時，將編碼出p_i個冗余數據包；?

步驟(6)：將每組的K_i個信息數據包和對應的p_i個冗余數據包整合成一個編碼塊，按照時間順序，發送到接收端；?

步驟(7)：接收端接收到編碼塊，根據編碼塊所帶序號將其緩存到對應的分組緩沖區中；?

步驟(8)：接收端判斷該分組緩沖區中編碼塊中的信息數據包的數目是否已經足夠可以執行解碼操作，并進行如下處理：?