[發明專利]一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法

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• 申請號: 202310321288.1
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116582166A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 唐德強;閆文凱;張莉;李鑫;王瑞;陳丹丹;林琳;李子劍
• 申請（專利權）人: 亞太衛星寬帶通信（深圳）有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L69/165;H04N7/20;H04W28/02
• 代理公司: 深圳市深可信專利代理有限公司 44599
• 代理人: 劉昌剛

1.一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法，其特征在于，該方法包括以下的步驟：

采用UDP協議進行廣播傳輸，對于終端上的直播視頻，采用UDP協議進行廣播傳輸，將各個節目按照不同廣播通道進行下發；

采用TCP握手協議實現數據的交互傳輸，對于終端上除直播視頻外的互動界面，以TCP握手協議實現交換傳輸；

采用擁塞檢測算法，以解決UDP協議進行廣播傳輸時多個組播報文重合和路徑優化的問題，所述的擁塞檢測算法包括：

S101、當同時有多個媒體流播送，對應一個媒體流的組播稱之為一個會話，每個會話中的所有數據層都屬于同一組播地址，只在分組中對其所屬的層數進行標記；

S102、智能衛星網關路由器持有會話狀態表，通過智能衛星網關路由器對經過的每個會話做信息記錄；

S103、當智能衛星網關路由器檢測某一輸出鏈路發生擁塞時，便根據會話狀態表依次選擇所有會話中的高數據層作為被丟棄的層；

S104、根據接收方反饋的TCP友好接收速率值，確定智能衛星網關路由器應過濾的數據層數，并修改會話狀態表，過濾相應的數據層以提高其質量。

2.根據權利要求1所述的一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法，其特征在于，所述的步驟S102中，記錄的信息包括：會話總數、在智能衛星網關路由器每個輸出端口上對應每個會話所傳輸的數據層數。

3.根據權利要求1所述的一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法，其特征在于，所述步驟S103中，包括擁塞檢測的步驟，其內容如下：

S1031、智能衛星網關路由器對輸出隊列的平均長度Ql進行計算,每當有分組進入第j個輸出隊列時,智能衛星網關路由器就重新計算Q?l值,計算公式如下:

Q?lj＝Qw*Qc+(1-Qw)Qo；

其中，Qi表示第i個會話，Qlj表示智能衛星網關路由器第j個輸出隊列的平均長度，Qw是加權值,表示隊列長度的變化程度，Qc表示當前隊列長度,Qo表示之前的隊列長度；

S1032、假設Qmax和Qmin分別表示輸出隊列長度的一上界和下界；

若QljQmax,則表示第j個輸出鏈路發生了擁塞,若Q?ljQmin,則表示第j個輸出鏈路處一于未過載狀態；否則表示滿載狀態。

4.根據權利要求3所述的一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法，其特征在于，步驟S104中，接收方反饋的TCP友好接收速率值包括以下步驟：

接收方周期性地計算接收方預測TCP友好接收速率,用Rf表示接收方TCP友好速率,S表示數據包大小,R表示RTT,p表示鏈路平均丟包率,Tot表示預測的重傳時間值，TCP友好控制方程的計算公式如下所示：

接收方以時間間隔Tl向最近的智能衛星網關路由器發送TCP友好接收速率值。

5.根據權利要求4所述的一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法，其特征在于，所述的步驟S104中，智能衛星網關路由器持有一個TCP友好速率表,對經過每個會話接收方預測的TCP友好接收速率值作信息記錄。

6.根據權利要求4所述的一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法，其特征在于，所述的步驟S104中，智能衛星網關路由器根據數據層接收率判斷接收方與智能衛星網關路由器之間是否存在瓶頸鏈路，數據層接收率＝接收方接收到的數據層數/智能衛星網關路由器過濾后的數據層數；

當接收方與智能衛星網關路由器之間存在瓶頸鏈路時,通過TCP數據包通知接收方從代理緩沖清求播放媒體流；

與瓶頸鏈路消除后,通知接收方直接從發送方請求播放媒體流。

7.根據權利要求6所述的一種衛星視頻利用UDP及TCP分層傳輸的方法，其特征在于，智能衛星網關路由器對瓶頸鏈路的存在與否進行判斷，包括：

S1041、當鏈路Pj中傳輸的Qj0的數據層數與接收方接收的數據層數之差大于當前傳輸數據流最高層Lds的大小時,認為在智能衛星網關路由器到接收方之間存在瓶頸鏈路并導致媒體流播放質量下降；

其中，Pj表示智能衛星網關路由器的第j個輸出鏈路；

S1042、智能衛星網關路由器發送Pr信號量通知接收方向代理緩沖請求媒體流；同時,對其它輸出鏈路進行分析,若發現鏈路傳輸的Q?i?0的層數均低于LdS,則表示Lds層是應該是被丟棄的,于是智能衛星網關路由器向上一級智能衛星網關路由器發送D(Q?i,L)消息,要求它過濾掉Q?i?0的第LdS層數據的傳輸；

上一級智能衛星網關路由器從某一鏈路接收到D(Qi,L)消息后,同樣對其它各鏈路進行分析,若發現都不需要傳輸Qi?0的Lds層,則進一步把D(Qi,L)往上傳；

其中，L(Pj,Qi)表示當前第j個輸出鏈路所傳輸的Qi的總數據層數；D(Qi,L)表示智能衛星網關路由器向上一級智能衛星網關路由器發送的丟棄請求,要求其過濾掉第i個會話的L層數據；AR(Q?i，L)表示智能衛星網關路由器向上一級智能衛星網關路由器發送的增加層請求,要求其傳輸第i個會話的L層數據；

S1043、當接收方從代理緩沖請求數據層傳輸時,通過丟棄消息的傳遞使得整個網絡盡可能地過濾掉不需要傳輸的數據層,以避免帶寬的浪費。