使用fec反馈的自适应信息传递系统的制作方法

专利名称：使用fec反馈的自适应信息传递系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及数据传输系统，且更具体地，涉及用于改进通 过数据传输系统传输的信息质量的方法和装置。
背景技术：
最初开发因特网用于以小段(通常称为数据包)传送成批数据 (诸如文件和电子邮件)。虽然打算使其成为从不保证个别数据包 传递的尽力(best-effort)传递系统，尽管如此，其祐:i殳计得非常有 弹性，从而提供用于在个别组件失效时在其周围选路的方法。近年来，因特网已享有广泛声誉，这部分地是由于各种高速数 据传送技术的发展。即使使用这些高速技术，传送大数据文件(例 如，长文档、视频文件、音频文件，等)仍会非常耗时。例如，通 过标准DSL线路下载一部电影通常需要几个小时。因此，已开发出 或正在开发各种技术以试图最小化与数据传送有关的限制。此领域 的基础技术在于数据压缩，数据压缩减、被传送的文件/信息的大 小。在开发数据传送技术的过程中，开发者必须注意被传送数据的 类型以及对于数据的任何时效性要求。许多类型的数据必须在不被 改变的情况下完美传送(例如，文档、电子表格)。可将此数据压 缩，^f旦是压缩算法必须完全可逆以准确地恢复原始f大据文件。然而， 可使用有损耗的压缩算法来压缩4某体文件(例如，音频、视频、图
片等)，这些算法实际上在损害最终质量的情况下丢弃信息以减小文件大小。因此，可在感知质量(perceived quality )与文4牛大小之 间进行折衷。虽然使用有损耗的压缩技术会降级质量，但是可实现 的压缩量远比使用无损耗压缩高。时效性指是否需要实时数据流。尽管 一 些数据并非时间敏感 的，但是电话或视频会话实时发生且因此要求及时的数据传递。通 常也从远程服务器实时播放音频或视频文件。在这些方法中，以数 据包形式发送数据，其中最初发送刚刚够的数据以启动声音或图 像。随着时间的过去，在服务器处播放数据文件，并将数据文件"准 时"发送至客户才几用于呈现(presentation )。尽管数据包的任何重大百分比的损耗导致所传递数据(即，视 频和/或音频数据)的不可接受的质量等级，但是对于通过专用通道 (例如，电缆通道、磁盘播放器等)传送的数据这通常不是问题。 相反，通过因特网传送的数据遭受更高错误率的损失，较高错误率 主要是因为因特网流量的变化等级、变化的硬件能力(例如，连接 速度)和个别组件/技术故障。此外，构成基础因特网网络的组件中 的一或多个可遭受各种噪声或干扰源中的任4可一个的影响。许多公司已开发或正在开发通过因特网传递给终端用户的服 务(例如，按需(on-demand)电影、交互式3见频、游戏、4见频会 议、商业语音服务等)。为了使得这些服务可行，数据传输必须可 靠且具有非常高的质量。尽管质量和可靠性通常可通过过度供应 (over-provisioning)资源(例如，传输冗余、慢数据速率、在终点 的数据传送验证，等)来实现，但是在传送速率和总系统使用方面， 这些方法不方便且效率非常低。因此，已经开发了各种自适应技术， 其能够用于緩和硬件变化、重新安排数据传送路径以避免拥挤、保 护错误率和可用率免受变化，以及重新协商连接参数。经设计适用
于变化的网络条件的典型应用使用各种编码、压缩、带宽平滑、速 率整形和错误控制技术。一种通常采用的自适应方案改变视频和/或音频数据的信源率。 给定信源率与所传输数据质量之间的直接相关性，高信源率产生所 期望的质量等级。不幸地，在网络拥挤存在的情况下，高信源率也 导致数据包的损耗，从而导致即使不是全部数据流故障也严重降级 质量。由于可将速率减小以降低或消除拥挤，所以速率自适应技术 必须在减小的信源率所导致的质量损耗与较高信源率的潜在损耗 或总故障之间达到平《軒。正向纠错(FEC)技术将冗余数据添加至媒体流，从而允许在 接收器处在不需要与发送器联系或重发所丢失的数据的情况下修 复数据包损耗。由于该技术不使用数据重发，所以其主要优点在于 端对端速度。与FEC方案的主要折衷在于提供充足的冗余数据以补 偿预期的数据包损耗而不提供不利地影响传送速度的过多冗余数 据。通过基于客户机反馈来改变所应用的FEC的量，可将该技术最 优4匕以改变网络条件。另 一种自适应技术(称为不均匀(unequal)损耗保护)基于信 息的损耗敏感度来改变由发送器编码的FEC保护的数量。因此，对 重要数据(例如，离散余弦变换(DCT)的低位系数)提供比较不 重要数据多的保护。尽管已设计了各种速率自适应系统，但是这些系统通常设计为 基于在客户冲几系统处的凝:据包损井毛来自适应，从而导致终端用户周 期性地经历不可接受的数据质量(例如，漏失、被冻结的帧等)的 周期。因此，本技术中需要的是提供高速数据传送同时实现最佳质 量等级的速率自适应系统，该系统能够在经历tt据包损库毛之前自适 应。本发明l是供此方法和装置。 发明内容本发明提供用于最优化通过因特网、无线网络、基于卫星的网 络、专用通道或其他通信链if各的数据传送速率的方法和装置。最初， 由传送速率控制器来准备数据(例如，编码、整形等)，且随后将FEC算法应用于数据。在已传送数据之后，由应用层FEC解码器 来评估数据传送链路的质量，该解码器确定在数据传送期间是否出 现任何错误，并且如果检测到错误，则确定错误的量级(即，FEC 可校正块、FEC不可4交正块)。此信息用于产生反々贵消息，传送速 率控制器使用该反馈消息来为在那个时间点确定的链路质量进行 调整并最优化数据传送速率。当在终端用户数据恶化发生之前将反 馈发送给信源时，最佳使用达到目的。通过不断监控和评估链路质 量并向传送速率控制器提供反馈，可不断使得传送速率适应于变化 的链路质量。在本发明的一个实施例中，除了产生由传送速率控制器用于最 优化数据传送速率的反馈之外，应用层FEC解码器还产生由FEC 编码器用于最优化FEC算法的反馈。在本发明的另一实施例中，接收器产生反馈，该反馈增大FEC 解码器所产生的且由传送速率控制器用于改变数据传送速率的反馈。在本发明的另 一实施例中，物理层FEC解码器确定是否存在任 何FEC可校正块和/或FEC不可校正块，并使用此信息来产生由传 送速率控制器用于调整并最优化数据传送链路的反馈消息。在本发明的另一实施例中，物理层FEC解码器产生反馈，该反 馈增大应用层FEC解码器所产生的且由传送速率控制器用于改变 数据传送速率的反馈。
通过参考i兌明书和附图的剩余部分，可以实现对本发明特性和 优点的进一步理解。


图1用图表示出在诸如因特网的通信链路中普遍的变化错误阈值；图2用图表示出根据现有技术响应于终端用户系统处受监控的 数据包损耗的传送速率变化；图3用图表示出FEC算法对图2中所示的变化传送速率的影响；图4为本发明的图示；图5用图表示出响应于根据本发明的受监控的FEC可校正和 FEC不可4交正块的传送速率变化；图6为其中由传送速率控制器与FEC解码器^f吏用来自FEC解 码器的反々赍的可选实施例的图示；图7为其中FEC解码器与数据接收器提供反馈的可选实施例的 图示；图8为基于图4中所示的实施例的本发明的可选实施例的图 示，其中添加了来自链路层子系统的解调器内的至少 一个FEC解码 器的反馈； 图9为基于图6中所示的实施例的本发明的可选实施例的图 示，其中添加了来自链路层子系统的解调器内的至少 一个FEC解码 器的反馈；图10为基于图7中所示的实施例的本发明的可选实施例的图 示，其中添加了来自链路层子系统的解调器内的至少一个FEC解码 器的反馈；图11为^f吏用本发明的按需4见频(video-on-demand)系统的图示；图12为用在流视频服务器与图11的数字流管理系统之间的数 据格式的图示；图13为用于在发送器与接收器之间传送经FEC编码的数据的 十办;义的编码，侧的两个处理步骤的图示；图14为用于在发送器与接收器之间传送经FEC编码的数据的 协i义的解石马侧的两个处理步骤的图示；图15为用于在发送器与接收器之间传送经FEC编码的数据的 协议中的中间凄史据包的图示。
具体实施方式
数据通道遭受由各种时变源(诸如外部噪声或干扰、路由器拥 挤、链路拥挤等)引起的错误，所有这些导致与通道相关联的时变 的4晉误率。该时变的镅-i吴率控制通道的可允许的^:据传送速率。如 果通过通道的数据传送速率足够低，那么可无错误地传送数据。然 而，随着通过通道的传送速率的增加，那么最终速率将足够高以使
得通道的错误特性将引起数据被破坏或丟失。因此，通道的错误率 建立错误阈值。图l用图表说明错误阈值(例如，线IOI)的概念。如所示， 错误阈值随时间变化。只要传送速率保持在错误阈值IOI之下，数 据传送就无错误。每次传送速率超出阈值101进入区域103,则丢 失或破坏数据。数据破坏或丢失的程度由传送速率保持在阈值101 之上的时间长度和传送速率超出阈值101的量来决定。给定错误阈值的时变性质，经良好设计的数据传送系统将可控 地改变数据传送速率，从而将传送速率最大化至通道的错误阈值容 许的水平，从而最优化所传送的数据的质量。图2用图表说明根据 现有技术的时变的传送速率(即，虚线201)的概念。如所示，数 据传送系统不断"测试，，通道的能力以确定由通道的镅-溪阈值(线 101)所给出的最大可容许数据传送速率。更具体地，现有技术系 统监控由终端用户接收的数据，向传送速率控制器提供反馈。只要 终端用户正在接收所有所传送的数据包，传送速率控制器就将继续 增加传送速率，从而试图最优化传送速率(例如，线201的部分203 )。 每次数据接收器确定在数据传送期间已丢失数据，即，传送速率已 超出错误阈值(例如，位置205)，就将反馈提供给传送速率控制器， 该反馈引导该速率控制器减小传送速率。随后减小传送速率(例如， 线201的部分207)直至系统不再经历数据包丢失。不幸地，直至 将传送速率降低至错误阈值之下的水平，发送给终端用户的数据受 到严重降级，通常达到不可接受的程度(例如，音频漏失、视频漏 失等)。提供用于在数据传送期间代替丢失的数据包的方法的FEC技 术允许数据传送速率超出通道的错误阈值而终端用户不经历任何 数据降级。数据传送速率可超出错误阈值的程度取决于数据流中所 包括的冗余数据的量。图3示出了将FEC技术应用于图2的速率自
适应方案的效果。如所示，FEC技术将错误阈值从原始水平(即， 线101)增加至较高水平(即，线301)。因此，如果数据传送速率(即，线303)超出阈值101，但是保持在阈值301之下，那么所 丢失的数据包可被代替。不幸地，由于现有技术系统的反馈机制监 控所丟失的数据包且不能区分经FEC校正与未经FEC校正的数据 包，所以现有技术系统将仍偶尔超出通道的经FEC增强的错-溪阈值(例如，位置305),从而导致不可接受的数据丢失。图4为示出本发明的方块图。如所示，在准备数据401(即， 视频数据、音频数据、非多媒体数据等)以用于通过传送速率控制 器403传输之前，通过正向纠错(FEC )编码器405来编码所准备 的数据。随后在将数据发送至终点目的地之前，经由传输层407(即， 诸如因特网、专用通道等的通信链路)通过FEC解码器409和数据 *接收器411发送数据。应该理解，FEC解码器409可与lt据4妻收器 411分离或包含于数据接收器411内。FEC解码器409确定在所传 送的数据中是否存在任何错误且如果存在错误，那么在将数据发送 至接收器411之前将所丢失的数据校正至可能的程度。此外，根据 本发明，FEC解码器409将关于传输层407所提供的链路质量(即， 4普i吴出J见、4晉误质量和/或4晉误类型(例如，FEC可才交正数据包、 FEC不可校正数据包))的反馈413提供给传送速率控制器403。由 于反馈413,传送速率控制器403调整传送速率(优选地在传送速 率超出FEC解码器409的能力之前)以校正错误。因此，接收器 411发送至终点的彩:据通常具有较高的感知质量，因为系统能够最 小化不可恢复的数据包损耗的任何出现。图5示出了将本发明的速率自适应方案应用于先前描述的错误 阈值的效果。由于本发明利用来自FEC解码器的反^t赍，所以系统可 区别在不经历任何损耗(即，在错误阈值101之下的传送速率)的 情况下传送的数据与由FEC算法校正(即，在经FEC增强的错误
阈值301之下的传送速率)的数据。因此，传送速率(即，虚线501) 一超出错误阔值101 (例如，位置503 )就开始自适应。因此，FEC 算法能够恢复所丢失的数据(例如，部分505),从而如果没有完全 消除不可接受的数据损耗那么将数据损耗最小化。在本发明的描述中，使用术语数据速率控制器(即，控制器403 ) 和数据接收器(即，接收器411),因为传送速率控制器和数据接收 器的确切性质取决于数据401的类型以及用于在传输层上传送数据 的压缩技术的类型。本领域技术人员将会很好理解，虽然一些数据 类型(例如，视频数据、音频数据)适合于有损耗的压缩技术，但 是其他数据类型(例如，文档、电子表格等)要求传送完整、不经改变的位流或要求使用无损耗的压缩技术。此外，如果实时播放数 据流，那么必须以及时方式发送信息。然而，对于非实时数据，可 简单地通过使用速率整形设备减慢数据包的传输来减小数据流的 速率。图6为示出本发明的另一实施例的方块图。如先前实施例中一 样，系统包括传送速率控制器403、 FEC编码器405、传输层407 (例如，诸如因特网的通信链路)、FEC解码器409和接收器411。 在此实施例中，FEC解码器409不仅向传送速率控制器403提供反 馈601以调整数据传送速率，而且向FEC编码器405提供反馈以调 整寻皮添加至经编码的凄丈据流的冗余凄t据的数量。因此，系统600以 数据传送速率的变化和经编码数据的全部容错性(resiliency)的变 化来补偿错误率的变化。因此，如果错误率相对平坦，即，仅观察 到较小变化，那么系统能够以具有最小FEC编码的高传送速率运 作。相反，如果错误率变化很大或很快，那么系统能够以具有较高 程度的FEC编码的减小的传送速率来运作，从而最小化丢失的数据 包并维持数据保真度。
图7中所示的系统700示出了利用来自FEC解码器409的反馈 601与来自凝:据4妄收器411的反馈701的本发明的一个实施例。优 选地，FEC解码器409将反馈601 (即，FEC性能反馈)提供给先 前所i仑述的FEC编码器405和传送速率控制器403。类似地，优选 地将来自数据接收器411的反馈701 (即，错误率反馈)提供给FEC 编码器405和传送速率控制器403。在以上示出和i仑述的实施例中，所要求的FEC优选为由可用于 任何通道类型的数据子系统应用和检查的应用层FEC。如本领域，技术人员所熟知，最后一英里(last mile)通道或系 统(其将数据通信的最后伸展(stretch)提供至终端用户家中或商 务中(即，教:据的最终目的地))通常具有比网络的其余部分高的 错误率。因此，此段将在物理层中也包括一个或多个FEC编码器/ 解码器。图8至10中所示的实施例分别基于图4、 6和7中所示的 实施例。这些实施例中的每一个也包括物理层，物理层包括物理发 射器、物理接收器和物理介质801 (即，物理通道/通信链路，诸如 用于DSL的双绞线铜电话线或混合光纤/同轴电缆)。物理发射器包 括至少一个FEC编码器803和调制器805。物理接收器包括至少一 个FEC解码器807和解调器809。反馈811 (即，FEC性能反々责) 增大来自所示的应用层FEC解码器409的反馈413。类似地，反馈 811增大来自图9中所示的应用层FEC解码器409的反々责601。类 似地，反々赍811分别增大来自图IO中所示的应用层FEC解码器409 和数据-接收器411的反々责601和701。应该理解，由于物理层可在 物理发射器内包括级联FEC编码器且在物理4妄收器内包括级联 FEC解码器，所以反々贵811可来自图8至10中所示的单一物理层 FEC解码器或来自多个级联物理层FEC解码器。此外，尽管并不 是优选的，但是可将反馈811用作唯一 FEC反馈以用于本发明的操
作(即，除去应用层FEC编码器405、应用层FEC解码器409和 反馈413/601 )。例示性实施例在本发明的优选实施例中，数据401包括视频和/或音频数据， /人而将其自身提供给各种有损库毛的压缩^支术(例如，MPEG-2、MPEG-4、 WM-9、 MP3、 AAC等)中的任何一种。因此，传送速 率控制器403为适当压缩的视频编码器(例如，代码转换器)或适 当的音频编码器(例如，代码转换器)且接收器411为适当压缩的 视频或音频解码器。虽然将会理解本发明可利用用于控制数据传送速率的各种熟 知技术/设备中的任何一种且确切性质取决于数据类型和所选的压 缩技术，但是图11至15提供了一个例示性系统。如所示出的，数 据传送系统为按需视频系统，其在Telco/DSL基础设施1101上运行。 图11并非打算包括所有，而是想要展示此系统的主要部件以及本 发明的一个实施。在此实施例中，路由器1103、数字用户线访问多 路复用器(DSLAM ) 1105、 DSL配线1107和DSL调制解调器1109 构成先前图中所描述的通道(即，传输层407)。在用户现场，系统 还包括IP感知的(IP-aware)机顶盒(STB) 1111，其提供FEC解 码和性能数据反馈。FEC解码和性能数据反馈功能也可由单独、独 立的、位于STB 1111之前的教:据流中的i殳备提供。用户现场还包 括监控器或电视机1113。在此实施例中，流视频服务器1117与随后的设备1119之间的 协议1115使用MPEG-2传输流(TS )数据包，其各自具有188字 节、每个UDP帧压缩7个且在UDP/IP帧中携带。在所示出的实施 例中，i殳备1119为凄t字流管理系统(i者如，Terayon DM6400 CherryPicker )，优选地，设备1119在会话管理器1121的控制下
提供传送速率控制和FEC编码功能。即4吏未通过IETF RFC描述图 12中详细展示的协议1115，在数字^L频业中也熟知该协议1115。协议1123用于在发送器与接收器之间传输经FEC编码的数据。 协议1123在图13和14中展示的编码与解码侧上分别需要两个处 理步骤。第一处理步骤^f吏用FEC算法，例如，ITU标准J.83附录A 中定义的Reed-Solomon块FEC算法。其具有188字节的固定块大 小和16字节的奇偶校验，从而形成204字节的输出块大小。因此， 可才交正每个块高达8字节的4晉i吴。此对应于204的A和8的r。图 15中说明所得到的数据包。协议1123的第二处理步骤是内部数据包字节交错器 (interleaver)。由于Reed-Solomon编；马允i午才交正其代i石马字内高达丁 个字节，所以需要此步骤。当DSL通道获得位错误时，所使用的 CRC (参见以下协议1127)将引起整个UDP数据包被丢弃，从而 导致丢失所有7个代码字的所有字节。因此，由于FEC算法必须能 够重新创建整个数据包，所以优选地必须将凄t据展开(spread out) 以使得来自任何代码字的至多r字节在任一 UDP数据包中。交错 器处理步骤通过交错来自 一组源数据包的字节以创建一组新的源 数据包来完成此任务。因此，虽然数据量未改变，4旦是以这种方式 混合(shuffle)(即，交错)数据以最小化所丟失的数据包的影响。 应该理解，可用各种方式来执4于交4普过程。可使用诸如RTP的标准协议而不是4吏用上述协议来压缩数据 以使得存在具有时间戳和/或序列号的报头。此方法将使得能尽早发 现数据包损耗(即，ATM层将默默地丢弃未通过CRC检查的数据 包)。应该理解，如果^f吏用不同方法，那么将必须相应;也》务改参考 图，例如，添加另一'J、块以用于数据包报头产生。浆液中的固型组分的粒度构成相同。因而，制造本发明的烧结体薄片 时，作为对烧结体薄片的晶粒大小最有影响的要素，优选将成型为未 煅烧的薄片状成型体(胚片)之前的浆液中、所含的固型组分的粒度 构成，调节到所述的合适范围内。所述原料粉末以及浆液、糊或捏合物中的固型組分的粒度构成是 指，使用以下方法测量的数值。即、原料粉末的粒度构成是，使用堀场制作所制造的激光衍射式粒度分布测量装置"LA-920",在蒸馏水中 将添加了分散剂的0.2质量％的偏磷酸钠水溶液作为分散介质，在大约 100cm3的该分散介质中，加入原料粉末0.01 ~ 0.5质量％ ,进行1分钟 的超声波处理并使其分散后的测量值。而且，浆液、糊或捏合物中的 固型组分的粒度构成是，作为分散介质使用与浆液、糊或捏合物中的 溶剂相同组成的溶剂，在100cn^的该分散介质中，加入使各个浆液、 糊或捏合物为0.1 ~ 1质量％的量，并同样进行1分钟的超声波处理而 使其分散后的测量值。而且，成型为本发明的烧结体薄片时，对于由所述原料粉末、粘 合剂以及分散介质构成的浆液、糊或捏合物，通过刮刀法或挤压成型 法铺延在支撑板或载体薄膜上，从而成型为薄片状，将其干燥使分散 介质挥发后获得了胚片，并将其切断通过冲压等制成合适的大小后， 放在塔板上的多孔质放置台，在1300 ~ 1450°C的温度下加热煅烧1 ~ 5 个小时的程度。对这里所用的粘合剂的种类没有特别限制，可以适当选择使用现 有的已知有机质或无机质的粘合剂。作为有机质的粘合剂，例如有乙 烯类共聚物、苯乙烯类共聚物、丙烯酸酯类以及曱基丙烯酸酯类共聚 物、乙酸乙烯类共聚物、马来酸类共聚物、聚乙烯醇缩丁醛类树脂、
包括(i)低密度奇偶校验检查(LDPC )， ( ii)低密度生成矩 阵(LDGM )， ( iii )Bose画Chaudhuri-Hochquenghem (BCH)编石马， (iv ) turbo编码和(v )巻积编码。FEC算法的关键要求在于 解码过程提供指示关于未经校正、FEC可校正和FEC不可校 正凄t据的结果的状态。-_相对于图11至15所描述的系统使用丢弃具有任 何位错误的数据包的链路层。在这种系统中，FEC必须能够 通过在其他数据包中包括冗余信息来重新构造数据包。对于该 实例中所^使用的小块Reed-Solomon FEC编码，需要交4昔。对 于其他FEC方法，可能不需要交错来实现此任务。如果链路 层不丢弃具有位错误的数据包，那么存在更多对于FEC算法 的选择，因为可校正单一数据包内的小错误。-数据传送速率控制-存在各种用于改变数据传送速率 的熟知方法，所有这些方法可与本发明一起l吏用。-发明适用性—如先前所指出,本发明不限于因特网， 而是可与各种其他网络技术(例如，无线网络、基于卫星的系 统等)中的任何技术一起使用。此外，本发明不限于特定链路 层技术，例如，DSL、电缆-TV/本地-MPEG、电缆-TV/Docsis等。-传输协议-本发明适用于任何传输协议。-^L频编码—本发明可与支持改变4见频流速率的任^可#见 频编码4支术(例如，MPEG-2、MPEG-4(也称为H.264或AVC )、 WM-9 (也称为SMPTE VC-1 )等) 一起使用。-FEC反馈协议_尽管FEC反馈的使用对于本发明而言 是关键的，但是可同样使用各种协议中的任何协议以将此反馈 输送回至源。
熟悉本才支术领域的人员应该理解，可在不偏离本发明的4青神或 基本特征的情况下用其他特定形式实施本发明。以上描述了 一些可 能的变化。因此，本文的公开和描述旨在说明而非限制权利要求中 阐明的本发明的范围。
权利要求
1. 一种用于调整数据传送速率的系统，所述装置包括数据源；传送速率控制器，其连接至所述数据源并且输出具有第 一传送速率的数据流；正向纠错(FEC )编码器，其连接至所述传送速率控制器， 所述FEC编码器将FEC算法应用于所述凄t据流；通信链路，其连4妄至所述FEC编码器，其中在由所述FEC 编码器应用所述FEC算法之后，通过所述ii/f言链路传输所述 经编码的凄t据流；FEC解码器，其连4妻至所述通信链路且4妾收所述经编码 的数据流，所述FEC解码器向所述传送速率控制器提供关于 通信链路质量的反馈，其中所述传送速率控制器响应于所述反 馈来调整所述第一传送速率；以及接收器，其连接至所述FEC解码器，所述接收器输出经 解码的数据流。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述传送速率控制器还包 括速率整形器。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述FEC解码器校正在 传输中丟失的任何数据的至少一部分
4. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述FEC解码器向所述 FEC编码器提供次级反馈，以及其中，所述FEC编码器响应 于所述次级反馈来调整所述FEC算法。
5. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器向所述传送速 率控制器提供次级反馈，以及其中，所述传送速率控制器响应 于所述次级反馈来调整所述第一传送速率。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器向所述FEC 编码器提供次级反馈，以及其中，所述FEC编码器响应于所 述次级反馈来调整所述FEC算法。
7. 根据权利要求1所述的系统，还包括物理层，所述物理层包括调制器，所述调制器包括第二 FEC编码器，所述第二 FEC 编码器将第二 FEC算法应用于所述经编码的凄t据流；第二通信链路，其连接至所述第二FEC编码器；以及第二FEC解码器，其连接至所述第二通信链路，所述第 二 FEC解码器向所述传送速率控制器提供关于次级数据传送 通道质量的次级反々贵，其中，所述传送速率控制器响应于所述 次级反馈来调整所述第一数据传送速率。
8. —种用于调整数据传送速率的系统，所述装置包括数据源；所述数据选自由视频数据和音频数据构成的组；数据编码器，其连接至所述数据源并且输出第一传送速 率的经编码的数据流；正向纠错(FEC)编码器，其连接至传送速率控制器，所 述FEC编码器将FEC算法应用于所述经编码的凄t据流；通信链路，其连4妄至所述FEC编码器，其中，在由所述 FEC编码器应用所述FEC算法之后，通过所述通信链路传输 所述经编码的ft据流；FEC解码器，其连接至所述通信链路并且接收所述经编 码的数据流，所述FEC解码器向所述数据编码器提供关于通 信链路质量的反馈，其中所述数据编码器响应于所述反馈来调整所述第一传送速率；以及压缩:规频解码器，其连4妻至所述FEC解码器，所述压缩 一见频解码器输出经解码的教:据流。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述数据编码器为代码转 换器。
10. 才艮据权利要求8所述的系统，其中，所述FEC解码器4交正在 传输中丢失的任何数据的至少一部分。
11. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述FEC解码器向所述 FEC编;马器4是供次级反々贵，以及其中，所述FEC编石马器响应 于所述次级反馈来调整所述FEC算法。
12. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述压缩4见频解码器向所 述数据编码器提供次级反馈，以及其中，所述数据编码器响应 于所述次级反馈来调整所述第 一传送速率。
13. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述压缩视频解码器向所 述FEC编码器才是供次级反々贵，以及其中，所述FEC编码器响 应于所述次级反々贵来调整所述FEC算法。
14. 根据权利要求8所述的系统，还包括物理层，所述物理层包括调制器，所述调制器包括第二 FEC编码器，所述第二 FEC 编码器将第二 FEC算法应用于所述经编码的lt据流；第二通信链路，其连接至所述第二FEC编码器；以及第二FEC解码器，其连接至所述第二通信链路，所述第 二 FEC解码器向所述tt据编码器提供关于次级^:据传送通道质量的次级反馈，其中，所述数据编码器响应于所述次级反馈 来调整所述第 一数据传送速率。
15. —种用于优化从源通过通信链路至目的地的凄t据的lt据传送 速率的方法，所述方法包4舌以下步骤设置用于传送所述数据的第一数据传送速率；用FEC编码器编码所述凄史据；通过所述通信链路传送所述数据；用FEC解码器解码所述凄t据以确定通过所述通信链路传 送的所述数据的质量特性；用所述FEC解码器生成反々责消息，所述反々贵消息对应于 所述质量特性；响应于所述反馈消息将所述数据传送速率从所述第 一数 据传送速率调整至第二数据传送速率；以及将所述数据发送至接收器。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一数据传送速率 设置步骤还包括编码所述数据的步骤，以及其中，所述方法还 包括在所述数据发送步骤之后解码所述数据的步骤。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一数据传送速率 设置步骤还包括将速率整形器应用于所述数据的步骤。
18. 才艮据权利要求15所述的方法，其中，所述质量特性确定步骤 包括确定在通过所述通信链路传送的所述数据中的错误发生 和错误量级的步骤。
19. 根据权利要求15所述的方法，还包括校正通过所述通信链路 传送的所述数据内至少第 一类型的错误的步骤。
20. 才艮据权利要求15所述的方法，其中，在所述质量特性确定步 骤之前执行所述镅H吴4交正步骤。
21. 4艮据权利要求15所述的方法，还包括响应于所述反4t消息调 整所述FEC算法的步骤。
22. 根据权利要求15所述的方法，还包括在所述数据发送步骤之 后生成第二反^t贵消息的步骤。
23. 根据权利要求22所述的方法，还包括响应于所述第二反馈消 息将所述数据传送速率从所述第二数据传送速率调整至第三 数据传送速率的步骤。
24. 根据权利要求22所述的方法，还包括响应于所述第二反馈消 息调整所述FEC算法的步骤。
25. 根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤在所述质量特性确定步骤之前将第二 FEC算法应用于所 述数据；通过第二通信链路传送所述数据；确定通过所述第二通信链路传送的所述^:据的第二质量 特性；以及生成对应于所述第二质量特性的第二反馈消息，其中， 所述数据传送速率调整步骤响应于所述反馈消息和所述第二 反馈消息将所述数据传送速率从所述第一数据传送速率调整 至所述第二数据传送速率。
全文摘要
本发明提供一种用于最优化通过诸如因特网的传输层(即，通信链路)的数据传送速率的方法和装置。最初，由传送速率控制器来准备用于传输的数据，且随后由正向纠错(FEC)编码器来编码数据。在通过传输层传送数据之后，由FEC解码器来评估数据传送链路的质量，该解码器确定在数据传送期间是否出现任何错误，并且如果检测到错误，则确定错误的量级(即，FEC可校正数据包、FEC不可校正数据包)。此信息用于生成反馈消息，传送速率控制器使用该反馈消息来为在那个时间点确定的链路质量而调整并最优化数据传送速率。通过不断监控和评估链路质量并向传送速率控制器提供反馈，可不断使得传送速率适应于变化的链路质量。除了生成由传送速率控制器用于最优化数据传送速率的反馈之外，FEC解码器还可生成由FEC编码器用于最优化FEC算法的反馈。如果需要，那么来自链路层解调器内的FEC解码器的反馈和/或来自接收器的反馈可用于增大由FEC解码器生成的反馈。
文档编号H03M13/00GK101124728SQ200680001904
公开日2008年2月13日 申请日期2006年1月5日 优先权日2005年1月6日
发明者保罗·艾伦·林德, 法布里斯·米歇尔·雷蒙德·基纳尔, 罗伯特·詹姆斯·凡泰利 申请人:特瑞阳通讯系统有限公司