一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制，利用无线网络下TCPVeno如何区分拥塞丢包和无线链路错误丢包的方法，对有线网络环境下的TFRC算法进行改进，提出了无线网络环境下基于RTCP报文反馈的W-TFRC算法：在区分出丢包原因后，剔除该无线丢包对速率控制机制的影响：具体就是重新计算得到拥塞丢包的丢失事件率，而不是采用总丢包的丢失事件率。本发明更好地解决了将有线网络的控制算法应用到无线网络下由于丢包原因误判从而造成发送速率持续维持在低水平而得不到提高的问题，在TCP友好性、公平性、鲁棒性、吞吐量、丢包等方面均有良好的表现。
【专利说明】一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信的【技术领域】，特别涉及一种无线网络中实时多媒体传输速率 控制机制。
【背景技术】
[0002] 在无线网络的环境下开展实时多媒体业务已经成为业界的热点。传统有线 Internet条件下开展实时多媒体业务已经取得长足进展，但是无线网络毕竟和有线网络不 同，在有线网络条件下表现良好的实时多媒体传输技术在无线网络背景下就有可能遇到挑 战。
[0003] TFRC (TCP Friendly Rate Control)协议本来是为有线Internet多媒体实时传 输设计的控制技术，它利用网络反馈的参数来评估网络状况，其中一项重要的参数是丢包 相关的信息。在无线环境下，丢包除网络拥塞可能的影响外，无线链路由于多径效应、码间 干扰等原因也可能造成丢包。该控制协议将丢包原因简单归结于网络拥塞，即当发生丢包 时，该控制机制会将网络状态判断为拥塞，虽减小发送速率，但是丢包状况并没有得到如期 解决，如果无线丢包仍然存在，算法会判断"网络处于拥塞状态"，这样进入一个恶性循环， 发送端将不会再提高发送速率，发送速率只能维持在一个低水平，网络吞吐量大大降低，信 道的带宽利用率也下降。
[0004] 本发明能很好地解决上述问题，它借鉴了 TCP Veno应用于无线网络环境下区分拥 塞丢包和无线链路丢包原因的算法，提出了无线网络环境下基于RTCP协议反馈的W-TFRC 算法。
【发明内容】
[0005] 本发明目的是利用TCP Veno在无线网络环境下如何区分拥塞丢包和无线链路错 误丢包的技术，基于RTCP反馈报文获取有用网络状况信息，对有线网络中传输实时多媒体 应用广泛的TCP友好型速率控制机制--TFRC机制在无线网络环境下的应用进行改进，提 高TFRC在无线网络下的吞吐量，使得TFRC更适应无线网络的情况。
[0006] 本发明的技术方案是：本发明基于无线网络中RTCP反馈的速率控制机制，提出了 一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制，该机制利用TCP Veno在无线网络环境下区 分拥塞丢包和无线链路丢包原因的算法，在无线网络环境下，基于RTCP协议报文反馈，对 TFRC进行改进，提高其吞吐量。
[0007] 实施方法：本发明提出了一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制，其包 括如下步骤： 步骤1)发送方以某一初始速率1%向接收方发送数据； 步骤2)接收方将数据包丢失信息、时间戳等信息通过RTCP报文反馈给发送方； 步骤3)发送方根据反馈的信息计算回路往返时延RTT和回路最小往返时延BaseRTT ; 步骤4)发送方综合RTT，BaseRTT等参数，根据某一公式计算并推断出丢包是由于何种 原因造成(拥塞丢包还是无线链路错误丢包）； 步骤5)发送方区分出不同丢包原因，重新计算相关参数，代入公式计算发送速率Γ ; 步骤6)将发送速率调整至计算值； 步骤7)进入步骤2)，依次往复； 其中，上述的步骤4为借鉴TCP Veno区分拥塞丢包和无线链路错误丢包的方法，具体 操作步骤是： 首先，计算报文积压数iV。发送方测量两个速率，一个是连接发送速率的实际值，另一 个是期望值。分别用iktiwl和fxpeiJted表示。
【权利要求】
1. 一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制，其特征在于，包括如下步骤： 1) 发送方以某一初始速率 T 0 向接收方发送数据； 2) 接收方将数据包丢失信息、时间戳信息通过RTCP报文反馈给发送方； 3) 发送方根据反馈的信息计算回路往返时延RTT和回路最小往返时延BaseRTT (BaseRTT表示所有测量的往返时延中的最小值）； 4) 发送方综合RTT，BaseRTT参数，根据算法计算并推断出丢包是由于何种原因造成 (拥塞丢包还是无线链路错误丢包）； 5) 发送方区分出丢包原因后，重新计算相关参数，并计算发送速率Γ ; 6) 调整发送速率至上述计算值； 7) 进入步骤2,依次往复。
2. 根据权利要求1所述的一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制，其特征在 于：步骤4包括如下步骤： 1) 根据公式iV = Γ*(17Τ -BasafiFT)计算报文积压数IV ; 2) 将iV与某个门限值β相比较，当iV> β时,判断丢包为拥塞丢包；当iV <β时，判断 丢包为无线链路错误丢包。
3. 根据权利要求1所述的一种无线网络中实时多媒体传输速率控制机制，其特征在 于：步骤5包括如下步骤： 1) 对于过程中的一系列丢包，区分出各自的丢失原因； 2) 剔除无线链路错误丢包对丢包间隔的影响，重新计算各拥塞丢包之间的丢包间隔/ (相邻两个丢失事件发生时丢失的封包相差的序列号叫做丢失间隔)，其具体计算方法如图 1所示，图a为一段时间内无线链路中既有无线丢包又有拥塞丢包的实际情形，Ip 12…为 丢包间隔；而图b是改进前的TFRC协议判断丢包的情形，此时拥塞丢包和无线丢包并未区 分，它把无线丢包也当作拥塞丢包来处理；而图c则为改进的W-TFRC协议区分出无线丢包 和拥塞丢包，剔除无线丢包对计算丢包间隔interval的影响，即对每次丢包的原因做出裁 决，然后根据得到的Ip 12…可以得到新的丢包间隔Λ，及…，在示意图中，新的丢包间隔与 原来丢包间隔之间的关系为= L+ 13，乙=I4，A = 15+ 16+ ; 3) 然后根据公式 ^(1m) = yn1 = "vn ,1 1,1 > ^mean ~ maxC^Cl,n)?^(0/n-1)); P = 7^-(其中={1，1，1，1，0. 8, 0. 6, 0. 4, 0. 2};)来计算丢失事件率； rvm S 4) 更新公式 β 中的参数，计算出新的发送速率(其中， Γ表示传输速率，以byte/s为单位，s表示封包大小，以字节为单位，I?表示RTT(round trip time),以秒为单位,TRTO表示重传超时值，单位为秒，一般被设置为办^); 5) 发送方根据将发送速率调整至上述计算值。
【文档编号】H04W28/22GK104113884SQ201310134906
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月18日 优先权日:2013年4月18日
【发明者】王玉峰, 付鹏 申请人:南京邮电大学