一种无线自组网视频通信方法及其终端与流程

本发明涉及自组网领域，尤其涉及一种无线自组网视频通信方法及其终端。

背景技术：

高度灵活的无线自组网不仅支持点对点、点对多点，还支持多点对多点，因此成为移动视频监控、指挥和控制或移动机器人等应用中理想的无线通信手段。无线自组网一般具有传输带宽有限、误码率高和链路变化频繁等特点,而多媒体数据传输尤其是视频流传输对带宽的要求较高,对延迟、丢包与误码比较敏感,故研究无线自组网的视频通信问题,不仅要根据无线自组网的通信特点,充分利用其有限的资源，还需要设计一个切实有效的视频通信方案。迄今为止,无线自组网的视频通信依然是一个开放的研究热点问题。视频通信对带宽需求大，然而无线自组网的网络拓扑可能随用户移动而实时变化，导致网络传输带宽发生变化，甚至剧烈变化。现有的无线自组网视频通信技术无法实时判断节点间是否具备高带宽条件，因此无法有效、稳定地提供视频通信服务。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无线自组网视频通信方法及其终端。

本发明采用的技术方案是：

一种无线自组网视频通信方法，其包括以下步骤：

步骤1，为每个通信终端分别配置可编辑的逻辑标识号，逻辑标识号具有唯一性，且作为视频通信的主叫号码和被叫号码；

步骤2，设定满足视频通信所需的最低速度R，终端可连接测量周期为Tc的值，终端可通信测量检测周期Tv的值，且Tv＞Tc；

步骤3，每个通信终端每隔Tc周期搜索并维护本机连接终端列表Lc，本机连接终端列表Lc记录自组网内每个可与本机网络连接的终端信息；

步骤4，每个通信终端每隔Tv周期将本机连接终端列表Lc与本机通信终端列表Lv作比较，并更新本机通信终端列表Lv；

步骤5，任一通信终端以主叫终端身份从本机通信终端列表Lv的实时信息选择一通信终端作为被叫终端发起视频通信呼叫，

步骤6，该被叫终端接收视频通信呼叫请求并参考该被叫终端的通信终端列表Lv进行相应的应答处理，

步骤7，建立视频通信连接后，通信双方实时检测本机连接终端列表Lc与本机通信终端列表Lv并执行对应的视频通信呼叫终止策略。

进一步地，步骤1中逻辑标识号为固定位数的阿拉伯数字。

进一步地，逻辑标识号为固定位数(如3位数)的阿拉伯数字。

进一步地，作为一种较优实施方式，步骤2中最低速率R为2M比特/秒，终端可连接测量周期Tc为1秒，终端可通信测量检测周期Tv为3秒。

进一步地，步骤4中更新本机通信终端列表Lv方法如下：

当终端i在通信终端列表Lv却不在连接终端列表Lc中时，则将终端i从通信终端列表Lv中清除；

当终端i同时在通信终端列表Lv和连接终端列表Lc两个列表中时，则测量终端i与本机的连接速率ri；当ri＜R，则将终端i从通信终端列表Lv中清除；

当终端i在连接终端列表Lc却不在通信终端列表Lv中时，则测量终端i与本机的连接速率ri；当ri≥R，则将终端i加入通信终端列表Lv中。

进一步地，步骤5中主叫终端的本机通信终端列表Lv的通信目录中动态显示所有可与本机进行视频通信的通信终端的逻辑标识号，主叫终端从通信目录中选择一个通信终端，并发起视频通信的呼叫请求；该呼叫请求以主叫终端的逻辑标识号作为主叫号码，以被叫终端的逻辑标识号作为被叫号码；该呼叫请求以主叫号码所对应的物理地址作为源地址，以被叫号码所对应的物理地址作为目的地址，并利用自组网路由协议从主叫终端依次经过该自组网路径的各个中间节点发往被叫终端。

进一步地，步骤6中被叫终端收到该呼叫请求，并从中解析出主叫号码，识别出主叫终端并进行应答处理：

当被叫终端正在视频通信，则向主叫终端回复被叫正忙的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当主叫终端不在被叫终端的本机通信终端列表Lv中，则向主叫终端回复被叫无法连接的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当主叫终端在被叫终端的本机通信终端列表Lv中，且被叫终端空闲，则被叫终端振铃，继而被叫终端进行接听处理。

进一步地，被叫终端进行接听处理的具体方法为：

当被叫终端进行接听处理拒绝接听，则向主叫终端回复被叫拒绝接听的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当被叫终端进行接听处理超过规定时间(如1分钟)仍未接听，则回复被叫接听超时的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当被叫终端进行接听处理在规定时间接听，则接纳本次呼叫请求，并在自组网内建立主叫终端到被叫终端进行接听处理的视频通信连接链路。

进一步地，步骤7中视频通信呼叫终止策略具体如下：

当主叫终端或被叫终端主动发起终止视频通信的呼叫请求时，则终止视频通信；

当主叫终端不在被叫终端的本机连接终端列表时，则终止视频通信；

当被叫终端不在主叫终端的本机连接终端列表时，则终止视频通信；

当主叫终端在被叫终端的本机连接终端列表中却不在被叫终端的本机通信终端列表时，被叫终端仅播放主叫终端的语音信号，并提示连接速率低；且在主叫终端在规定时间内重新进入被叫终端的本机通信终端列表时继续视频通信，否则终止本次视频通信；

当被叫终端在主叫终端的本机连接终端列表中却不在主叫终端的本机通信终端列表时，主叫终端仅播放被叫终端的语音信号，并提示连接速率低；且在被叫终端在规定时间内重新进入主叫终端的本机通信终端列表时继续视频通信，否则终止本次视频通信。

本发明还公开了一种无线自组网视频通信终端，应用了所述一种无线自组网视频通信方法，视频通信终端包括视频通信模块、无线自组网通信模块和电池供电模块，

视频通信模块包括触摸屏、摄像头、麦克风、扬声器和主控模块，触摸屏负责显示所接收的图像视频信号并提供按键输入功能，摄像头负责采集并生成图像视频信号，麦克风负责将声信号转换成电信号，扬声器负责将电信号转换成声信号；主控模块负责控制并驱动触摸屏、摄像头、麦克风、扬声器的功能，并向用户提供视频通信服务；

无线自组网通信模块包括射频模块、基带模块和路由模块；

射频模块负责放大天线接收的高频信号，并将基带模块生成的信号通过天线发射出去；

基带模块负责信号调制和解调，将射频模块提供的模拟信号解调成数据报文，并发送给路由模块处理；将路由模块生成的数据报文调制成模拟信号，并发送给射频模块；

路由模块负责解析所接收的数据报文，并根据自组网路由协议终结该数据报文的网络传输，或选择网络的下一跳节点继续传输该数据报文；或者生成数据报文，并根据自组网路由协议，向网络的下一跳节点发送该数据报文；

电池供电模块实现终端在移动便携状态能长时间持续供电。

进一步地，视频通信终端在无线自组网中具有三种不同的工作模式，分别为视频通信状态、中间转发状态和待机状态三种状态；视频通信状态：进行视频通信的主叫终端和被叫终端处于视频通信状态；中间转发状态：仅根据自组网路由协议，转发主叫终端和被叫终端通信数据，处于中间转发状态的视频通信终端不显示视频通信信息并作为自组网的中间节点；待机状态：不参与视频通信数据转发作为自组网的其它节点存在。

进一步地，一个无线自组网络中可同时存在多个视频通信连接。一个视频通信终端可同时位于无线自组网的多个视频通信连接中并分别处于不同的工作模式，且一个视频通信终端同一时刻在不同的视频通信连接中可同处于中间转发状态或者待机状态，但一个视频通信终端不能在多个视频通信连接中同处于视频通信状态。

本发明采用以上技术方案，充分利用无线自组织网络的移动性、自适应灵活组网、多跳中继、抗毁自愈等优点，提出一种高带宽、可快速建立的无线自组网视频通信系统。该系统无需事先部署移动基站、回传网络、核心网等建设周期较长的通信设施，即可开展视频通信业务，适合应急通信、山地通信、水上/海上通信，以及各种移动通信网络难以部署地区的视频通信。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1为本发明本机通信终端列表的生成及更新流程示意图。

图2为本发明的无线自组网视频通信的网络结构示意图；

图3为本发明的无线自组网视频通信连接示意图；

图4为本发明的视频通信终端的结构示意图；

图5为本发明的无线自组网通信模块的结构示意图。

图6为本发明的视频通信终端的视频通信模块的结构示意图；

具体实施方式

如图1-6之一所示，本发明公开了一种无线自组网视频通信方法，其包括以下步骤：

步骤1，为每个通信终端分别配置可编辑的逻辑标识号，逻辑标识号具有唯一性，且作为视频通信的主叫号码和被叫号码；进一步地，步骤1中逻辑标识号为固定位数的阿拉伯数字。例如001、020、980，该逻辑标识号可编辑，并作为视频通信的主叫号码和被叫号码。在一个无线自组网内，每个终端的逻辑标识号具有唯一性，不能与其它终端相同。

步骤2，如图1所示，设定满足视频通信所需的最低速度R，终端可连接测量周期为Tc的值，终端可通信测量检测周期Tv的值，且Tv＞Tc；进一步地，作为一种较优实施方式，步骤2中最低速率R为2M比特/秒，终端可连接测量周期Tc为1秒，终端可通信测量检测周期Tv为3秒。

步骤3，每个通信终端每隔Tc周期搜索并维护本机连接终端列表Lc，本机连接终端列表Lc记录自组网内每个可与本机网络连接的终端信息，包括终端的物理地址及所对应的逻辑标识号；

步骤4，每个通信终端每隔Tv周期将本机连接终端列表Lc与本机通信终端列表Lv作比较，并更新本机通信终端列表Lv。本机通信终端列表Lv初始时为空，该列表将记录每个可与本机进行视频通信的终端信息，包括终端的物理地址及所对应的逻辑标识号。

进一步地，步骤4中更新本机通信终端列表Lv方法如下：

当终端i在通信终端列表Lv却不在连接终端列表Lc中时，则将终端i从通信终端列表Lv中清除；

当终端i同时在通信终端列表Lv和连接终端列表Lc两个列表中时，则测量终端i与本机的连接速率ri；当ri＜R，则将终端i从通信终端列表Lv中清除；

当终端i在连接终端列表Lc却不在通信终端列表Lv中时，则测量终端i与本机的连接速率ri；当ri≥R，则将终端i加入通信终端列表Lv中。

步骤5，任一通信终端以主叫终端的身份从其本机通信终端列表Lv的实时信息选择一通信终端作为被叫终端b发起视频通信呼叫，

进一步地，步骤5中主叫终端a的本机通信终端列表Lv的通信目录中动态显示所有可与本机进行视频通信的通信终端的逻辑标识号，主叫终端a从通信目录中选择一个通信终端作为被叫终端b，并发起视频通信的呼叫请求；该呼叫请求以主叫终端a的逻辑标识号作为主叫号码，以被叫终端b的逻辑标识号作为被叫号码；该呼叫请求以主叫号码所对应的物理地址作为源地址，以被叫号码所对应的物理地址作为目的地址，并利用自组网路由协议从主叫终端a依次经过该自组网路径的各个中间节点发往被叫终端b。

步骤6，该被叫终端b接收视频通信呼叫请求并参考该被叫终端b的通信终端列表Lv进行相应的应答处理。进一步地，步骤6中被叫终端b收到该呼叫请求，并从中解析出主叫号码，识别出主叫终端a并进行应答处理：

当被叫终端a正在视频通信，则向主叫终端a回复被叫正忙的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当主叫终端a不在被叫终端b的本机通信终端列表Lv中，则向主叫终端a回复被叫无法连接的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当主叫终端a在被叫终端b的本机通信终端列表Lv中，且被叫终端b空闲，则被叫终端b振铃，继而被叫终端b进行接听处理。

进一步地，被叫终端b进行接听处理的具体方法为：

当被叫终端b进行接听处理拒绝接听，则向主叫终端a回复被叫拒绝接听的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当被叫终端b进行接听处理超过规定时间(如1分钟)仍未接听，则回复被叫接听超时的提示，并拒绝本次呼叫请求；

当被叫终端b进行接听处理在规定时间接听，则接纳本次呼叫请求，并在自组网内建立主叫终端a到被叫终端b进行接听处理的视频通信连接链路。

步骤7，建立视频通信连接后，通信双方实时检测本机连接终端列表Lc与本机通信终端列表Lv并执行对应的视频通信呼叫终止策略。进一步地，步骤7中视频通信呼叫终止策略具体如下：

当主叫终端a或被叫终端b主动发起终止视频通信的呼叫请求时，则终止视频通信；

当主叫终端a不在被叫终端b的本机连接终端列表时，则终止视频通信；

当被叫终端b不在主叫终端a的本机连接终端列表时，则终止视频通信；

当主叫终端a在被叫终端b的本机连接终端列表中却不在被叫终端b的本机通信终端列表时，被叫终端b仅播放主叫终端a的语音信号，并提示连接速率低，建议用户调整接听位置的画面提示，不再播放a的连续视频画面；且在主叫终端a在规定时间(如1分钟内)内重新进入被叫终端b的本机通信终端列表时继续视频通信，否则终止本次视频通信；

当被叫终端b在主叫终端a的本机连接终端列表中却不在主叫终端a的本机通信终端列表时，主叫终端a仅播放被叫终端b的语音信号，并提示连接速率低，建议用户调整接听位置的画面提示，不再播放被叫终端b的连续视频画面；且在被叫终端b在规定时间内重新进入主叫终端a的本机通信终端列表时继续视频通信，否则终止本次视频通信。

本发明还公开了一种无线自组网视频通信终端，应用了所述一种无线自组网视频通信方法。如图2所示，在无线自组网的一个视频通信连接中，通信终端按所处不同的工作模式，可划分为以下三种状态：

①视频通信状态，所对应的终端：进行本次视频通信的主叫终端和被叫终端。

②中间转发状态，所对应的终端：仅根据自组网路由协议，转发主叫和被叫终端通信数据，本机不显示视频通信信息的各个自组网中间节点。

③待机状态，所对应的终端：不参与本次视频通信数据转发的其它自组网节点。

一个无线自组织网络中可以同时存在多个视频通信连接。一个终端可以位于网络的多个视频通信连接中，并可因此而同时处于多种工作状态。一个终端可以处于某个连接的视频通信状态，也可以同时处于其它连接的中间转发状态或待机状态，但不能在多个连接中同时处于视频通信状态。同样，一个终端可以处于某个连接的中间转发状态，也可以同时处于其它连接的中间转发状态或待机状态，或某个连接的视频通信状态；可以处于某个连接的待机状态，也可以同时处于其它连接的中间转发状态或待机状态，或某个连接的视频通信状态。

如图3所示，终端B在视频通信连接1中处于中间转发状态，在视频通信连接2中处于视频通信状态，在视频通信连接3中处于待机状态。终端A、C在视频通信连接1中处于视频通信状态，而在视频通信连接2、3中处于待机状态。终端D、G在视频通信连接1中处于待机状态，而在视频通信连接2、3中处于中间转发状态。

视频通信终端包括视频通信模块、无线自组网通信模块和电池供电模块，

如图6所示，视频通信模块包括触摸屏、摄像头、麦克风、扬声器和主控模块，触摸屏负责显示所接收的图像视频信号并提供按键输入功能，摄像头负责采集并生成图像视频信号，麦克风负责将声信号转换成电信号，扬声器负责将电信号转换成声信号；主控模块负责控制并驱动触摸屏、摄像头、麦克风、扬声器的功能，并向用户提供视频通信服务；

具体地，如图4所示，当终端处于视频通信状态时，视频通信模块负责从无线自组网通信模块接收视频通信数据，并显示视频画面，播放语音信息；同时将本机所接收的视频画面、语音信息发送给无线自组网通信模块。

当终端处于视频通信状态时，无线自组网通信模块负责从无线自组织网络中接收发往本机的视频通信数据，并将其转发给本机的视频通信模块；同时将本机视频通信模块所接收的视频通信数据发送到无线自组织网络。

当终端处于中间转发状态时，无线自组网通信模块仅负责接收视频通信数据，并根据自组网路由协议，将该数据转发到无线自组织网络的下一跳终端。

如图5所示，无线自组网通信模块包括射频模块、基带模块和路由模块；

射频模块负责放大天线接收的高频信号，并将基带模块生成的信号通过天线发射出去；

基带模块负责信号调制和解调，将射频模块提供的模拟信号解调成数据报文，并发送给路由模块处理；将路由模块生成的数据报文调制成模拟信号，并发送给射频模块；

路由模块负责解析所接收的数据报文，并根据自组网路由协议终结该数据报文的网络传输，或选择网络的下一跳节点继续传输该数据报文；或者生成数据报文，并根据自组网路由协议，向网络的下一跳节点发送该数据报文；

电池供电模块实现终端在移动便携状态能长时间持续供电。

本发明采用以上技术方案，充分利用无线自组织网络的移动性、自适应灵活组网、多跳中继、抗毁自愈等优点，提出一种高带宽、可快速建立的无线自组网视频通信系统。该系统无需事先部署移动基站、回传网络、核心网等建设周期较长的通信设施，即可开展视频通信业务，适合应急通信、山地通信、水上/海上通信，以及各种移动通信网络难以部署地区的视频通信。