一种网络实时视频会话媒体数据多径混合冗余传输方法_3

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P按Pe计油大到小的顺序 重新排序,得到集合Pp= {Ppl,Ρρ2···ΡρΓ··Ρρη}。
[0093] 路径Pi的QoS性能指标化rfi如式(4)所示:
C4)
[0094]
[00M]其中,α为影响因子系数。
[0096] 对于实时视频会话业务而言,主要影响其传输性能的QoS有时延Delay和带宽 Wi化h,而且其传输性能与时延Delay成反比,与带宽Wi化h成正比。
[0097] 步骤2.9:根据路径集合Pp中η条不完全相交的传输路径确定冗余系数R和非冗余 系数R/,且2<R+r如,在集合Ρρ中按化rfi由大到小得至化条冗余传输路径,得到冗余传输 路径集合Pr= {Prl,Pr2 · PrR},巧<=Pp,在集合Pp中按照化计1由大到小得到r条分发传输路 径,得到分发传输路径集合IV = |Pr'l,Pr'2…Pr'R' },G气。
[0098] 步骤2.10:创建并初始化子流发送缓冲区。
[0099] 步骤3:视频发送端将捕获的视频媒体数据按照视频编解码格式和应用层网络传 输协议进行封装。
[0100] 本实施方法中,实时视频会话双方协商的视频编解码格式为H.264,并采用实时传 输协议RTP进行封装,得到负载类型为H. 264的RTP数据包。
[0101] 步骤4:视频发送端将封装的视频媒体数据包进行I帖提取和冗余传输操作,将提 取的I帖数据包发送至冗余传输路径。
[0102] 步骤4.1:视频发送端创建并初始化发送缓冲区和I帖冗余缓冲区,将待发送的实 时视频媒体数据包存储至发送缓冲区。
[0103] 本实施方式中,网络实时视频会话媒体数据多径混合冗余传输方法的视频发送端 发送缓冲区的设置框图如图5所示,包括发送缓冲区、I帖冗余缓冲区、非关键帖发送缓冲区 和子流发送缓冲区。
[0104] 本实施方式中,创建并初始化发送缓冲区:发送缓冲区的各个存储位置为空,发送 缓冲区的大小根据路径的时延、抖动、吞吐量、丢包率、带宽等QoS参数动态调整,然后将视 频媒体数据包作为负载数据部分,封装在MPTP多径传输数据包中,并按递增顺序存储在发 送缓冲区。
[0105] 创建并初始化I帖冗余缓冲区:1帖冗余缓冲区的各个存储位置为空,I帖冗余缓冲 区用于存储待发送的I帖数据包,待发送的I帖数据包已经按照实时视频会话双方协商的视 频编解码格式和网络传输协议进行封装好,但由于仅有I帖,而无其他填充单元,则I帖冗余 缓冲区中的网络传输协议序列号是不连续的,但是是由小到大排列的。
[0106] 步骤4.2:视频发送端对发送缓冲区的视频媒体数据包进行I帖提取,并将提取出 的I帖数据包存储至I帖冗余缓冲区。
[0107] 本实施方式中,视频发送端解析发送缓冲区中的实时视频媒体数据包,对应用层 数据包的头域的负载类型进行分析,得到视频编解码格式,根据视频编解码格式,对应用层 数据包的负载部分进行格式分析,解析出数据包负载部分的帖类型,若该帖为I帖,则存储 至I帖冗余缓冲区。
[0108] 步骤4.3:视频发送端对I帖冗余缓冲区进行与冗余系数相等次数的读取操作,并 将该数据采用多径传输协议封装成I帖多径传输数据包,将其发送至冗余传输路径的子流 发送缓冲区,并利用传输层网络传输协议发送至网络中。
[0109] 本实施方式中,多径传输协议(MPTP)如图6所示,多径传输协议各字段的具体意义 如下:
[0110] 版本号:2bit,当前版本为1;
[0111] 类型:Ait,用于说明视频媒体数据分组的类型(媒体数据分组或者控制数据分 组);
[0112] 填充位:lbit,指示是否有非有效载荷的填充数据;
[0113] 面向特殊应用的MPTP类型:4bit,指示该类数据分组的特定应用;
[0114] 业务类型:4bit,指明不同的业务种类的传输需求;
[0115] 保留字段:4bit,置0,为新增功能预留;
[0116] 子流序列号:1化it,用于标识媒体数据分组在某条路径中的传输序号;
[0117] 路径标识符;3化it,用于标识一条传输路径,W区分多条不完全相交的传输路径, 标识媒体数据分组所在接收缓冲区;
[0118] 流序列号;32bit,用于唯一标识实时音视频媒体会话中媒体数据分组,表示视频 发送端发送媒体数据分组时,每发送一个媒体数据分组,序列号加1,接收端重组数据分组 还原成原始媒体数据时,也是根据该标识;
[0119] 负载数据;即为待传输的媒体数据分组,通常情况下,负载数据为经过特定协议封 装后的音频或视频数据包,如:负载数据可W是经过RTP协议封装后的H. 264编解码格式的 视频媒体数据包。
[0120] 本实施方式中,子流序列号和传输序列号按序递增,分别用于标识不同传输路径 上数据包的传输顺序和数据包的全局传输顺序。
[0121] 步骤5:视频发送端将封装的视频媒体数据包的非关键帖进行分发操作,将分发的 数据包发送至分发传输路径。
[0122] 步骤5.1:视频发送端创建并初始化非关键帖发送缓冲区,并将非关键帖数据包存 储至非关键帖发送缓冲区中。
[0123] 本实施方式中,创建并初始化非关键帖发送缓冲区,初始化非关键帖发送缓冲区 的各个存储位置为空,用于存储经过I帖提取操作之后,未被识别为I帖的视频媒体数据分 组。
[0124] 步骤5.2:视频发送端对非关键帖发送缓冲区进行读取操作,每次只读取一个非关 键帖数据包,并将该数据采用多径传输协议封装成非关键帖多径传输数据包,采用轮询方 式,发送至分发传输路径的子流发送缓冲区,并利用传输层网络传输协议发送至网络中。
[0125] 本实施方式中,根据路径的时延、抖动、吞吐量、丢包率、带宽等QoS参数,对非关键 帖发送缓冲区进行读取,并将存放在非关键帖发送缓冲区的实时视频数据发送至用于分发 传输的分发传输路径的子流缓冲区。
[0126] 步骤6:视频接收端对接收到的不同传输路径的数据包分组进行冗余剔除和重组 操作,得到按序排列的实时视频媒体数据包,并按照实时视频会话双方协商的视频编解码 格式和应用层网络传输协议进行实时视频数据分组回调解码操作,得到原始的视频媒体数 据。
[0127] 步骤6.1:视频接收端创建子流接收缓冲区和重组缓冲区。
[0128] 本实施方式中,网络实时视频会话媒体数据多径混合冗余传输方法的视频接收端 接收缓冲区的设置框图如图7所示,包括子流接收缓冲区和重组缓冲区。
[0129] 本实施方式中,创建子流接收缓冲区,在视频接收端创建一个或多个子流接收缓 冲区,初始化子流接收缓冲区的各个存储位置为空,用于接收相应路径的实时视频数据包。
[0130] 本实施方式中,创建重组缓冲区,初始化重组缓冲区的各个存储位置为空,重组缓 冲区用于存储按序排列的实时视频媒体数据包,并完成数据重组。
[0131] 步骤6.2:视频接收端监听接收Socket,接收不同传输路径的实时视频数据分组, 解析实时视频数据分组,对实时视频数据分组的合法性进行验证,将合法的实时视频数据 分组存储至相应路径的子流接收缓冲区中。
[0132] 步骤6.3:视频接收端采用轮询方式查找每个子流接收缓冲区,提取实时视频数据 分组,对实时视频数据分组进行冗余剔除操作,并将冗余剔除后的实时视频数据分组存储 至重组缓冲区,进行重组操作,并对重组后的视频数据分组进行回调解码,得到原始的视频 媒体数据,如图8所示。
[0133] 步骤6.3.1:视频接收端采用轮询的方式查询每个子流接收缓冲区,判断该子流缓 冲区是否为空,若是,执行步骤6.3.6,否则提取实时视频数据分组i的序号FSNi,执行步骤 6.3.2。
[0134] 本实施方式中,轮询的方式查询具体为:视频接收端定期统计每个子流接收缓冲 区中的实时视频数据分组的接收情况,得到不同传输路径对应的子流接收缓冲区的轮询优 先级序列,视频接收端根据轮询优先级序列查询每个子流接收缓冲区。
[0135] 步骤6.3.2:将实时视频数据分组的序号FSNi与重组缓冲区大小的进行模运算,得 到数值m,即m = FSNi mod Ni,查询重组缓冲区中m位置存储的实时视频数据分组的序号Bm。
[0136] 本实施方式中,m表示的是接收缓冲区中的m位置,即第m个存储空间。
[0137] 步骤6.3.3:若8。=-1,则该重组缓冲区为空,则令8。=。5扣,将实时视频数据分组1 存储到重组缓冲区m位置中,返回步骤6.3.1。
[013引步骤6.3.4:若Bm辛-1且FSNi>Bm,则令Bm=FSNi,将实时视频数据分组i存储到重组 缓冲区111位置中,令1 = 1+1,返回步骤6.3.1。
[0139] 步骤6.3.5:若Bm辛-1且FSNi < Bm,则舍弃序号为FSNi的实时视频数据分组,令i = i +1,返回步骤6.3.1。
[0140] 步骤6.3.6:对存储在重组缓冲区的数据包利用多径传输协议格式街封装,并按照 实时视频会话双方协商的视频编解码格式和网络传输协议进行实时视频数据分组回调解 码操作,得到原始的视频媒体数据。
[0141] 步骤6.3.6.1:访问重组缓冲区并判断重组缓冲区是否为空,若不为空,执行步骤 6.3.6.2,否则执行步骤6.3.6.3。
[0142] 步骤6.3.6.2:在重组缓冲区中查找序号为FSNi的实时视频媒体数据包,剔除其多 径混合冗余传输协议首部,并按照视频编解码格式和应用层网络协议对其解码,并令FSNi =尸5扣+1,返回步骤6.3.6.1。
[0143] 步骤6.3.6.3:停止查找,回调解码结束,得到原始的视频媒体数据。
[0144] 综上所述,本发明通过对于实时视频媒体数据采用多径混合冗余传输可W有效地 避免单点拥塞造成的丢包、抖动、乱序等现象,从机制上提高了传输可靠性,并且采用关键 帖冗余传输和非关键帖分发传输的机制,有效地降低了高带宽需求的视频媒体数据对每条 传输路径的带宽需求,大大提升了传输效率和业务的体验
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