专利名称：基于卫星链路的双向视音频实时传输方法
技术领域：
本发明涉及一种双向视频、音频实时传输的方法，特别是涉及一种通过卫星链路进行双向视频、音频实时传输的方法。
背景技术：
信息社会里计算机网络和视频、音频技术的应用使信息的交互变得越来越迅捷、直观，人们通过各种途径，如PSTN、ISDN、光纤、因特网等，进行视频会议、远程医疗、远程教学等以往不可能实现的事情。但是，在一些特定情况下，如野外作业、军事侦察等，上述各种信息传输途径不能被有效利用，而卫星通讯则没有地域限制，帮助人们轻松实现远距离的互联互通。
以往，视频、音频传输方法多采用硬件编解码，即需要在PC机内安装一块专门的压缩解压缩卡，不仅成本昂贵，并且连接技术复杂；同时随着计算机主板技术、总线技术等升级换代的速度不断提高，需要更换新的压缩解压缩卡的频率也越来越快，成本压力越来越大。如目前市场上常见的采用此类传输方法的设备为美国PictureTel公司生产的PictureTel 550型产品，它是一种基于PC机的视频会议系统，它就使用了硬件编解码的方式，升级换代较困难。本发明则采用了软件编解码的方式，不但大大降低了系统成本，而且不受硬件技术更替的影响，当编解码算法改进时，只需更换相应的软件模块即可，使得升级换代变得容易。
发明内容
本发明就是为了解决上述不足，将双向视频、音频的实时传输通过卫星系统来完成，同时对传输信号的编解码系统做了改进，将硬件编解码变成了软件编解码的方式。
本发明目的是这样实现的本发明提供的一种基于卫星链路进行双向视频、音频实时传输的方法，包括以下步骤首先，由发送端的PC机采集视频、音频数据，然后该PC机对视频数据和音频数据进行压缩，并将压缩后的视频数据和音频数据复合起来以利于同步和网络传输；接着该PC机将此复合数据及接收端PC机的IP地址和端口号通过发送端的通讯链路传向卫星链路，再经过接收端的通讯链路发送到具有相应IP地址以及相应的端口号PC机上，接收端PC机经过视频、音频数据的解复合、解压缩，在接收端PC机上显示相应的图象信息，同时播放声音。
本发明的优点在于该方法不仅可以节约成本，提高系统更新换代速度，而且可以实现点对点、一点对两点的实时双向视音频传输，在每台PC上还可同时接收解码1-3路视音频信号流。对于CIF图象格式(352*288分辨率)，解码帧率可以达到15帧/秒以上，占用带宽不到300Kb/s(其中音频流占64K带宽)。图象清晰流畅，视感较佳。调制解调器还完成针对整个卫星信道的RS编码与解码，从而提高卫星信道工作的可靠性，降低信道的误码率。
附图1为系统结构示意图；附图2为通信链路组成示意图；附图3是发送端程序的流程图；附图4是接收端程序的流程图。
图面说明如下1-ODU单元(卫星室外单元) 2-IDU单元(卫星室内单元 即卫星调制解调器)3-路由器 4-集线器5-卫星天线具体实施方式
实施例整个系统的硬件部分由PC机、通信链路、卫星链路相互连接而成。如图1所示。通信链路负责各PC机之间数据的交互通信，卫星链路为租用的卫星公司提供的通信链路，负责接收由通信链路发来的数据，并将接收到的数据发往与目的PC机相连的通信链路。从图1中可以看到，整体结构为星形，每台PC机也可以演化成为一个星形的子网或具有多个子网的局域网。实际使用时可以有无数个PC机终端，图中仅画出三个。
在每台PC机中运行视频、音频的编解码和通信软件，并配置声卡、视频采集卡、音箱、话筒和摄象头，声卡负责声音的采集和播放，视频采集卡和摄象头负责视频图象的采集，音箱和话筒分别接到声卡的声音输出和输入接口。
附图2为通信链路组成示意图，它由ODU单元1(卫星室外单元)、IDU单元2(卫星室内单元，即卫星调制解调器)、路由器3、集线器4和卫星天线5构成。ODU单元1主要用于将接收的射频信号下变频至中频信号，传给IDU单元2进行解调处理，同时将IDU单元2传送来的的中频信号进行上变频，变成射频信号，送给卫星天线5发送出去。IDU单元2主要用于完成对接收、发送信号的调制与解调处理，以及卫星通信的数据流与地面通信网络的信令变换以及物理连接转换。路由器3和集线器4负责将PC机与IDU单元2连接起来。
PC机(或由多台PC机构成的局域网)通过集线器与路由器的10/100BASE-T接口相连，把数据送到路由器的V.35外接口或从该接口接收数据。路由器与IDU单元2之间通过V.35电缆连接两个单元的V.35接口，从而完成数据交换。在该连接中，路由器3作为数据终端设备(DTE)，接受同步时钟并根据指定波特率通信；IDU单元2作为数据电路端接设备(DCE)，提供同步时钟和指定通信速率。IDU单元2用两根中频电缆与ODU单元1连接，以实现调制、解调的双向传输。ODU单元1用射频电缆与卫星天线5建立连接。本方案中的IDU单元2使用的是EFData公司生产的SDM300A型调制解调器，路由器3是华为公司的Quidway2631型路由器。
本发明中发送端PC机可向一至两个接收端PC机发送视音频数据；接收端PC机可同时接收一至三路发送端PC机发送来的视音频压缩数据流。附图4和附图5分别是发送端和接收端PC机中程序的流程图。
附图3中，当程序开始运行后，发送端PC机从声卡采集由话筒传入的音频数据，从视频采集卡采集由摄象头传入的视频数据；对视频数据进行H.263算法压缩，对音频数据进行G.711算法压缩，然后将压缩后的视频数据和音频数据复合起来以利于同步和网络传输；接着判断是否要发送数据到两台接收端PC机上，如是则将复合后的视频音频数据通过发送端的通讯链路传向卫星链路，再经过接收端的通讯链路，发送到对应两台接收端PC机的IP地址以及相应的端口号上，如不是则只向一台PC机发送复合数据；发送完毕，继续采集下一视频音频数据。
附图4中，当程序开始运行后，接收端PC机处于等待状态，直到有压缩后的视频音频复合数据经发送端的通讯链路通过卫星链路，再经过接收端的通讯链路传送到接收端PC机上，接收端PC机最多可以接收三路即三台发送端PC机发来的数据流，分别对应三个不同的端口号，有三个不同的窗口显示接收到的图象信息；接收端PC机接收到数据后，首先根据数据流所带的状态字判断其目的端口号，经过视频音频数据的解复合、视频数据的H.263算法解压缩和音频数据的G.711算法解压缩过程，将图象信息显示到接收端PC机相应的窗口，同时播放声音；然后继续接收下一组传来的数据。
权利要求
1.一种基于卫星链路双向视、音频实时传输方法，其特征是包括以下步骤先由发送端的PC机采集视频、音频数据，然后该PC机对视频数据和音频数据进行压缩，并将压缩后的视频数据和音频数据复合起来以利于同步和网络传输；接着该PC机将此复合数据及接收端PC机的IP地址和端口号通过发送端的通讯链路传向卫星链路，再经过接收端的通讯链路发送到具有相应IP地址以及相应的端口号PC机上，接收端PC机经过视频、音频数据的解复合、解压缩，在接收端PC机上显示相应的图象信息，同时播放声音。
2.如权利要求1所述的基于卫星链路进行双向视频、音频实时传输的方法，其特征是发送端PC机可同时向一至两个接收端PC机发送视音频数据。
3.如权利要求1所述的基于卫星链路进行双向视频、音频实时传输的方法，其特征是接收端PC机可同时接收一至三路发送端PC机发送来的视音频压缩数据流。
4.如权利要求1所述的基于卫星链路进行双向视频、音频实时传输的方法，其特征是发送端和接收端PC机可以演化成为一个星形的子网或具有多个子网的局域网。
5.如权利要求1所述的基于卫星链路进行双向视频、音频实时传输的方法，其特征是通讯链路由卫星室外单元(1)、卫星室内单元(2)、路由器(3)、集线器(4)和卫星天线(5)构成，卫星室外单元(1)主要用于将接收的射频信号下变频至中频信号，传给卫星室内单元(2)进行解调处理，同时将卫星室内单元(2)传送来的的中频信号进行上变频，变成射频信号，送给卫星天线(5)发送出去，卫星室内单元(2)主要用于完成对接收、发送信号的调制与解调处理，以及卫星通信的数据流与地面通信网络的信令变换以及物理连接转换，路由器(3)和集线器(4)负责将PC机与卫星室内单元(2)连接起来。
全文摘要
本发明涉及一种基于卫星链路双向视音频实时传输方法。该方法包括以下步骤先由发送端的PC机采集视频、音频数据，然后PC机对视、音频数据进行压缩，并将压缩后的视、音频数据复合起来以利于同步和网络传输；接着PC机将此复合数据及接收端PC机的IP地址和端口号通过发送端的通讯链路传向卫星链路，再经接收端的通讯链路发送到有相应IP地址及相应的端口号PC机上，接收端PC机经视、音频数据的解复合、解压缩，在接收端PC机上显示相应图象信息，播放声音。该方法取代了传统的方式，采用了软压缩的方式对实时传输的视、音频数据进行编解码，降低了系统成本，简化了安装技术，使系统升级换代变得更迅速。
文档编号H04N7/20GK1452085SQ02117228
公开日2003年10月29日 申请日期2002年4月18日 优先权日2002年4月18日
发明者李茂堂, 李保铨, 高志鹏, 乔成斌, 李明峰 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心