一种保证无线多跳网络视频传输服务质量的传输调度方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于无线网络技术领域，涉及一种数据传输调度方法，具体涉及一种能保 证无线多条网络实时视频传输服务质量的传输调度方法。
【背景技术】
[0002] 随着视频编码和无线多跳网络的发展，在无线多跳网络下进行实时视频通信成为 发展趋势。但由于网络和设备之间的异构性，无线终端的带宽和显示能力各不相同。因而， 某些终端上高质量的码流如果不经过转换编码就无法满足其他终端设备要求。在无线多跳 网络中进行视频通信，接收方希望对收到的视频进行实时不间断，流畅的播放，即对网络的 服务质量保证提出很高的要求。由于多路径传输比单路径具有更好的灵活性，能够有效的 避免拥塞，加大网络的整体利用率，因此多路径传输在多跳网络中已被广泛研究用于实时 多媒体业务。
[0003] 在发送节点，视频流被编码器编码为N个码流，当N>1时，称之为多码流编码。这N个 码流由流量分配系统分别指定到由多路径路由协议发现的m条路径上进行网络传输。对传 统的多路径传输，发送节点将视频流简单地分块，并利用轮询等策略将这些数据块依次从 多条路径上发送出去。由于多条路径的延时不同，造成了数据包不是按照顺序的方式到达 接收节点。在接收节点收到包后不能立即播放，它需要等延时最长路径上的数据包到达后 首先对所有的乱序数据包进行重新排序，然后顺序播放。这种方法对接收节点的处理能力 和缓存能力要求较高，需要实时对数据包进行重新排序，同时需要等待较长时间，对用户来 说并不理想。所以应该在无线多跳网络中有一种实时的多路径视频传输方法，可以在不同 网络终端间通过多路径传输视频传输，当码流到达接收节点时，不需要通过重排序进行缓 冲和排序，可以直接回放。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有无线多跳网络视频传输技术中存在的问题，提出一种 保证无线多跳网络实时视频传输服务质量的传输调度方法。通过将视频文件根据网络中多 跳链路的传输和处理能力进行分割，按序从多条路径向目标节点发送，使得各个码流的比 例正好可以在各条链路上转码后，顺序到达接收节点。通过去除各条链路上各个码流的相 互等待来避免传统多路径传输中的接收端数据包乱序和重新排序的问题，有效减少了接收 端的启动延时和缓冲区需求，可以进行实时回放。
[0005] 为了解决上述技术问题采用的技术方案如下：
[0006] 为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
[0007] -种保证无线多跳网络实时视频传输服务质量的传输调度方法，在无线多跳网络 中，视频发送节点与接收节点之间存在多条通信链路，在视频文件传输时，将视频文件按照 这多条通信链路上的中继节点的转码处理能力、发送节点与中继节点之间链路的通信能 力、中继节点与接收节点之间链路的通信能力进行分配，并将分配后的视频文件按照顺序 从所述的多条通信链路上向目标节点发送。
[0008] 进一步地，在视频文件传输时，视频文件的具体分配和发送方式为：
[0009] 发送节点根据以下三项系统参数对视频文件进行分割，按序从多条通信链路上向 目标节点发送，使得各码流的比例正好可在各条通信链路上转码后，顺序达到接收节点：
[0010] ①每个中继节点相对于标准处理器的视频转码速度;②各条发送节点到中继节点 间链路相对于标准链路的传输速度、各条中继节点到接收节点之间的链路相对于标准链路 的传输速度；以及:③视频转码后的压缩比。
[0011] 进一步地，在视频文件传输时，发送节点与接收节点之间的多条通信链路上分配 的视频文件比例为：
[0012] 发送节点将视频文件划分为m个码流，记CU是发送节点分配给第m条路径的视频文 件百分比，则有：
[0013]
⑴ Μ
[0014] 在视频文件传输时，最优的码流传输时序为：
[0015]
(2)
[0016] 在上式中令：
[0017]
(3)
[0018] 可得：
[0019] ai = giCii-1 (4)
[0020] 由上式可得：
[0021]
(5) / -知
[0022]根据式（1)(5)可得：
[0023]
(6) f=2 /=2
[0024] 则可得发送节点应该给第一条链路发送的视频文件比例为：
[0025]
(7)
[0026] 根据式(4)可得其他链路上的视频文件比例分别为：
[0027]
⑶
[0028] 在式（1)至(8)中，yi为中继节点m相对于标准处理器的转码速度，Zl为即发送节点 和中继节点之间的链路相对于标准链路的传输速度，为中继节点和接收节点之间的链 路相对于标准链路的传输速度，供为转码后的压缩比，Tt。是整个视频文件转码过程在标准 处理器上完成的时间，T?是在标准链路上传输这个视频文件的全部输入数据的时间;K为视 频文件传输过程中的中继节点数目。
[0029] 本发明与现有技术相比具有以下技术特点：
[0030] 本发明通过将视频文件根据网络中多跳链路的传输能力和中继节点的转码处理 能力进行分割，按序从多条路径向目标节点发送，使得各个码流的比例正好可以在各条链 路上转码后，顺序到达接收节点。通过去除各条链路上各个码流的相互等待来避免传统多 路径传输中的接收端数据分组乱序和重新排序的问题，有效减少了接收端的启动延时和缓 冲区需求，可以进行实时回放。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明实时视频业务多路径传输体系结构；
[0032] 图2为本发明的无线多跳网络拓扑结构；
[0033] 图3为本发明中多码流传输时序图；
[0034] 图4为本发明的视频传输延时性能图。
【具体实施方式】
[0035]遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本发明提出一种可以保证无线多条网络实 时视频传输服务质量的传输调度方法，该方法可保证各条链路上的码流能按照顺序到达接 收节点，并且考虑链路的实际处理能力，使链路的应用效率最大化。
[0036]本发明的基本方案是：
[0037] -种保证无线多跳网络实时视频传输服务质量的传输调度方法，在无线多跳网络 中，视频发送节点与接收节点之间存在多条通信链路，在视频文件传输时，将视频文件按照 这多条通信链路上的中继节点的转码处理能力、发送节点与中继节点之间链路的通信能 力、中继节点与接收节点之间链路的通信能力进行分配，并将分配后的视频文件按照顺序 从所述的多条通信链路上向目标节点发送。
[0038] 本发明在发送节点到接收节点之间对视频文件进行发送时，主要考虑的是发送节 点到接收节点之间的所有中继节点的转码处理能力、发送节点与中继节点之间的链路通信 能力以及中继节点到接收节点之间的链路通信能力，按照这些条件对文件的传输进行合理 的分配，使每一条链路上都能分配到符合当前链路负载能力的码流，从而使各段链路的传 输效率最大化。另外，采用这种传输方法，可以同时考虑分割后的各码流到达接收节点的时 间，不仅使传输任务能够在最短的时间内完成，且当码流到达接收节点时，不需要通过重排 序进行缓冲和排序，能直接回放。
[0039]上述的中继节点的转码能力、各节点之间的链路通信能力，具体的一种考虑方式 是：
[0040] 在视频文件传输时，视频文件的具体分配和发送方式为：
[0041] 发送节点根据以下三项系统参数对视频文件进行分割，按序从多条通信链路上向 目标节点发送，使得各码流的比例正好可在各条通信链路上转码后，顺序达到接收节点：
[0042] ①每个中继节点相对于标准处理器的视频转码速度;②各条发送节点到中继节点 间链路相对于标准链路的传输速度、各条中继节点到接收节点之间的链路相对于标准链路 的传输速度；以及:③视频转码后的压缩比。
[0043] 如图2所示，为本发