专利名称：错误恢复机制和包含错误恢复机制的网元的制作方法
技术领域：
在此提出的公开一般地涉及计算机网络，并且更特别地涉及计算机网络中的错误恢复机制。
背景技术：
流视频是流媒体的一个例子，并且流视频对于包丢失非常敏感。这种敏感性的一个原因是，即使只丢失一个视频流信息包通常也会导致可见的后果，这种后果有可能持续一秒或更长的时间。因此，希望有一种或者必须有一种针对高质量的视频传送服务的恢复已丢失的包的机制。
当需要可靠的数据传输时，数据网络通常采用传输控制协议(TCP)。当发生包丢失时，TCP提供重传机制，该机制包括避免网络不稳定性的回退(back-off)机制。当通信链路变得拥塞并且受到指定数目的错误(例如丢失了一个或多个包)的影响时，回退机制执行减小共享通信链路的数据流的传输速率的功能。对于高质量视频传送服务，TCP的缺点是不起作用，原因是视频流通常不能减缓到适于TCP的速率而不显著降低视频质量。
通常将用户数据报协议(UDP)用于流视频。但是，UDP的缺点是不可靠，这至少部分地是由于UDP不能提供任何传送保证、任何防止复制的保护和/或任何纠错机制。
各种已知可靠的传输机制都适合于在视频流的发起端与解码器之间使用。但是，这些已知可靠的传输机制的缺点是不能提供期望的可升级性。当将流多播给数以千计的解码器时，单一包的丢失通常会导致对数以千计的包进行重传。这种重传在广泛的网络范围上产生沉重的业务负担，这通常会导致拥塞、更多的包丢失以及潜在的网络不稳定性。
因此，一种至少部分地克服与传统的错误恢复机制和网络通信协议相关联的缺点的错误恢复机制是有用并且有利的。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于在接入节点中实现媒体流包的错误恢复的机制。在接入节点中集成错误恢复机制将丢失包重传限定在接入网络内，减小了通过核心网和汇聚网(aggregation network)的媒体流业务量，并降低了网络不稳定性的风险。所得到的这些优点对于DSL(数字用户线)接入网络来说是特别有价值的，原因是与网络的其余部分相比，DSL线路对误码(bit error)更敏感并因此对包丢失更敏感。因此，本发明的实施例有利地克服了与常规的错误恢复机制和网络通信协议相关联的一种或多种缺点。
在本发明的一个实施例中，提供了一种用于在接入节点中实现媒体流包的错误恢复的方法。该方法包括将媒体流的多个数据传输单元存储在接入节点的缓冲器中，接收重传将由指定用户媒体解码器设备接收的至少一个指定数据传输单元的请求，响应于接收到的重传请求而访问缓冲器内的该至少一个指定数据传输单元，并且响应于成功地访问该至少一个指定数据传输单元而从该接入节点发送该至少一个指定数据传输单元以便由该指定用户媒体解码器设备接收。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于在接入节点中实现媒体流包的错误恢复的方法。该方法包括访问可在媒体流解码器设备内访问的媒体流信息的完整性，响应于该访问已经确定不能从媒体流解码器设备内访问媒体流信息的所需部分，请求重传媒体流信息的所需部分以便由媒体流解码器设备接收，并且在执行请求重传之后并响应于成功地从接入节点的缓冲器内访问媒体流信息的所需部分，从接入节点接收媒体流信息的所需部分。
在本发明的另一个实施例中，提供一种接入节点，其包括至少一个数据处理设备、连接到该至少一个数据处理设备的缓冲器、连接到该至少一个数据处理设备的存储器以及可从该存储器访问并可由该至少一个数据处理设备处理的指令。该指令配置为使得该至少一个数据处理设备实现将媒体流的多个数据传输单元存储在缓冲器中，接收重传将由指定用户媒体解码器设备接收的至少一个指定数据传输单元的请求，响应于接收到的重传请求而访问缓冲器内的该至少一个指定数据传输单元，并且响应于成功地访问该至少一个指定数据传输单元而发送该至少一个指定数据传输单元以便由该指定用户媒体解码器设备接收。
现在，转向本发明的特定方面，在至少一个实施例中，本方法包括将视频流信息存储于接入节点的缓冲器中。
在本发明的至少一个实施例中，评价或确定媒体流信息(例如包)包括分析存储于缓冲器中的视频流信息的标识符信息部分以识别视频流信息的所需部分的标识符信息。
在本发明的至少一个实施例中，请求重传包括由接入节点准备重传请求并发送重传请求以实现重传功能性。
在本发明的至少一个实施例中，重传请求指定至少一个数据传输单元的标识符信息，并且访问缓冲器中的该至少一个指定数据传输单元包括搜索该至少一个数据传输单元的标识符信息。
在本发明的至少一个实施例中，响应于确定不能从指定用户媒体解码器设备内部访问至少一个指定数据传输单元，从指定用户媒体解码器设备发送重传请求以便由接入节点接收。
通过进一步阅读以下具体描述、附图和所附权利要求，本发明的这些和其他目的、实施例、优点以及/或者区别将变得非常明显。
图1示出了根据本发明的用于实现对经过接入节点的媒体流数据传输单元的错误恢复的方法的实施例。
图2示出了根据本发明配置为实现对媒体流数据传输单元的错误恢复的接入节点的实施例。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的方法的实施例，在此称为方法100。方法100用于实现对经过接入节点的媒体流包的错误恢复。在此过程中，方法100有利地将丢失包传输限定在接入网络内，减小了通过核心网和汇聚网的媒体流业务量，并降低了网络不稳定性的风险。
方法100开始于操作102，接入节点执行操作102以接收媒体流包(即包)。在接收到媒体流包之后，接入节点执行操作104以发送包以便由用户媒体解码器设备(即解码器)接收，并执行操作106以将包存储于接入节点的缓冲器中。可以将这些包作为一个组或以顺序的方式来进行接收、发送和接收。这些包是根据本发明的数据传输单元的优选实现。这种数据传输单元的其他例子包括但不限于帧和信元。数据传输单元是根据本发明的媒体流信息的实施例。
在一个实施例中，将对应于最近几秒的媒体流的包存储于缓冲器中已经足以实现根据本发明的错误恢复功能性。在这种方式下，缓冲器具有足够的大小以使得解码器有足够的时间来确定包的组中一个或多个预期的包在传输期间(即在将这些包存储于缓冲器中之前的任意时间点上)已经丢失，请求重传，并使得接入节点的数据处理设备对重传请求(即所发送的请求包)作出响应。可以从功能上将根据本发明的缓冲器理解为延迟线或循环缓冲器。延迟线提供将计算好的延迟引入到信号传输中的功能性。循环缓冲器提供保持数据由一个处理写入并由另一个处理读取的功能性。在这些情况下，使用不允许彼此交叉的单独的读取指示器和写入指示器，以便未读取的数据不会被新的数据所覆盖。当循环缓冲器写满时，新的数据从缓冲器的初始位置开始写入。
接着，解码器执行操作108以接收包，并且随后执行操作110以确定是否存在所需的包(即媒体流信息的所需部分)。在此公开了，解码器可以通过任意多种方法实现这种确定。优选地，解码器配置为评价每个包的标识符信息。每个包包括唯一的序列标识符，从而使得解码器可以确定丢失了哪个包。在此公开了，可以将门限级别设定为，对于给定的包大小(即平均的包大小)，在解码器确定媒体流信息的所需部分已经丢失(例如未能由解码器接收)之前必然丢失了(即因丢失而不能从解码器内进行访问)确定数目的连续的包。因此，解码器评价多个包中的每个包的标识符信息以确定包的组中的一个预期的包是否已经丢失。
仍然参考图1，响应于解码器确定所需的包已经丢失，解码器执行操作112，以发送重传将由接入节点(即附近的接入节点)接收的所需包的请求。在此公开了，所需的包可以是单独的所需的包，或者是已经确定需要的一组包中的包。在一个实施例中，用于请求重传所需的包的操作112包括准备重传请求并发送重传请求以便由接入节点接收。典型地但并非一定地，发送请求给之前发送与该所需包相关的包的同一接入节点。
存在用于实现这种重传请求的已知的且适当的机制。这种机制的一个例子是自动重复请求(ARQ)方案。ARQ通常用于传统的数据通信网络中。ARQ是用于数据传输的错误控制协议，其中接收机检测消息中的传输错误并经由称为ARQ的消息自动地请求从发射机进行重传。通常，当发射机接收到ARQ时，发射机重传消息，直到消息得以正确地接收或超过预定的重传次数仍然存在错误。
为了限制一再重复的重传请求，接入节点和/或解码器可以配置为对于给定的所需包只执行规定数目的(即有限的)重传请求。当处于这种限度或在这种限度之下时，执行重传请求。当超出这一限度时，不执行重传请求，并且拒绝随后的对同一所需包的重传请求。
在解码器执行操作112以发送重传所需包的请求之后，接入节点执行操作114以接收重传请求。在此之后，接入节点执行操作116以从缓冲器内访问该所需包，并且响应于成功地从缓冲器内访问所需包，执行操作118以发送所需包以便由解码器接收。在一个实施例中，从缓冲器内访问所需包包括搜索已知对应于该所需包的标识符信息(例如所需包的序列号)。
现在转向确定所需包的存在的操作110，响应于解码器确定所需包未丢失，解码器采取不同的操作过程。响应于解码器确定所需包未丢失，只要向该操作提供包，解码器就继续进行这种确定。
图2示出了根据本发明的接入节点的实施例，在此称为接入节点200。下面将更详细地讨论，接入节点200配置为执行根据本发明的错误恢复功能性。例如，接入节点200适当地配置为能够执行以上参考图1讨论的方法100。
接入网络节点200包括数据处理设备205、存储器210、缓冲器220、面向网络的网络接口225以及面向CPE(客户端设备)的网络接口226。数据处理设备205、存储器210、缓冲器220、面向网络的网络接口225以及面向CPE的网络接口226是互连的，以便在其间实现交互。面向网络的网络接口225从上游的源接收媒体流包，并且面向CPE的网络接口226转发媒体流包以便由下游的客户端设备接收。
存储器210中驻留了指令230，这些指令用于执行根据本发明的错恢复功能性以及其他功能性。指令230可以从存储器210中访问并且可以由数据处理设备205处理。将指令230配置为使得数据处理设备205能够实现将媒体流的多个包存储在缓冲器中的操作，接收重传将由指定用户媒体解码器设备接收的至少一个指定包的请求的操作，响应于接收到的重传请求而访问缓冲器内的该至少一个指定包的操作，以及响应于成功地访问该至少一个指定包而从该接入节点发送该至少一个指定包以便由该指定用户媒体解码器设备接收的操作。
在此公开了，本发明可以包括可选的功能性。在这种可选功能性的一个实施例中，流媒体包具有与其相关联的前向纠错(FEC)包。将媒体包和FEC包发送到接入节点，但是只将流媒体包转发给用户媒体解码器设备(例如机顶盒)。接入节点的缓冲器存储FEC包而不是媒体包。当用户媒体解码器设备确定一个或多个所需的包已经丢失时，用户媒体解码器设备能够请求恢复已丢失的媒体包所需的数目的FEC包。这种FEC包功能性降低了接入节点中的存储要求。在这种方式下，FEC包是根据本发明的媒体流的数据传输单元的实施例并且是根据本发明的媒体流信息的实施例。
在以上详细描述中，已经参考了附图，这些附图形成描述的一部分，并且其中通过图示示出了可以实现本发明的特定实施例。已经足够详细地描述了这些实施例及其某些变型，以使得本领域的普通技术人员能够实现本发明的实施例。应当理解，在不偏离本发明公开的本质或范围的情况下，可以采用其他适当的实施例并且可以进行逻辑的、机械的、化学的和电学的改变。为避免不必要的细节，这些描述省略了本领域的普通技术人员公知的某些信息。因此，以上详细描述并非旨在限于在此阐述的特定形式，相反，以上详细描述旨在覆盖可以合理地包括在所附权利要求的本质和范围内的那些变更、修改和等价形式。
权利要求
1.一种方法，包括将媒体流的多个数据传输单元存储在接入节点的缓冲器中；接收重传将由指定用户媒体解码器设备接收的至少一个指定数据传输单元的请求；响应于接收到的所述重传请求而访问所述缓冲器内的所述至少一个指定数据传输单元；以及响应于成功地访问所述至少一个指定数据传输单元而从所述接入节点发送所述至少一个指定数据传输单元以便由所述指定用户媒体解码器设备接收。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述重传请求指定所述至少一个数据传输单元的标识符信息；以及访问所述缓冲器内的所述至少一个指定数据传输单元包括搜索所述至少一个数据传输单元的所述标识符信息。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于确定不能从所述指定用户媒体解码器设备内访问所述至少一个指定数据传输单元，从所述指定用户媒体解码器设备发送重传请求以便由所述接入节点接收。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述确定包括分析所述指定用户媒体解码器设备所接收的数据传输单元的标识符信息，以识别所述至少一个指定数据传输单元的标识符信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其中发送所述重传请求包括准备重传请求，所述重传请求指定了指示所述至少一个数据传输单元的至少一个标识符信息以及指示包括所述至少一个指定数据传输单元的一组数据传输单元的标识符信息。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述重传请求指定所述至少一个数据传输单元的标识符信息；以及访问所述缓冲器中的所述至少一个指定数据传输单元包括搜索所述至少一个数据传输单元的所述标识符信息。
7.一种接入节点，包括至少一个数据处理设备；缓冲器，其连接到所述至少一个数据处理设备；存储器，其连接到所述至少一个数据处理设备；以及可以从所述存储器访问并由所述至少一个数据处理设备处理的指令，其中将所述指令配置为使得所述至少一个数据处理设备能够实现将媒体流的多个数据传输单元存储在所述缓冲器中；接收重传将由指定用户媒体解码器设备接收的至少一个指定数据传输单元的请求；响应于接收到的所述重传请求而访问所述缓冲器内的所述至少一个指定数据传输单元；以及响应于成功地访问所述至少一个指定数据传输单元而发送所述至少一个指定数据传输单元以便由所述指定用户媒体解码器设备接收。
8.根据权利要求7所述的接入节点，其中所述重传请求指定所述至少一个数据传输单元的标识符信息；以及访问所述缓冲器中的所述至少一个指定数据传输单元包括搜索所述至少一个数据传输单元的所述标识符信息。
9.根据权利要求7所述的接入节点，还包括响应于确定不能从所述指定用户媒体解码器设备内部访问所述至少一个指定数据传输单元，从所述指定用户媒体解码器设备发送重传请求以便由所述接入节点接收。
10.根据权利要求9所述的接入节点，其中所述确定包括分析所述指定用户媒体解码器设备所接收的数据传输单元的标识符信息，以识别所述至少一个指定数据传输单元的标识符信息。
全文摘要
本发明提供了一种用于在接入节点中实现媒体流包的错误恢复的方法。该方法包括将媒体流的多个数据传输单元存储在接入节点的缓冲器中，接收重传将由指定用户媒体解码器设备接收的至少一个指定数据传输单元的请求，响应于接收到的重传请求而访问缓冲器内的该至少一个指定数据传输单元，并且响应于成功地访问该至少一个指定数据传输单元而从该接入节点发送该至少一个指定数据传输单元以便由该指定用户媒体解码器设备接收。
文档编号H04L1/08GK1881865SQ20061005704
公开日2006年12月20日 申请日期2006年3月13日 优先权日2005年4月1日
发明者兰德尔·B·夏普, 本·克罗斯比 申请人:阿尔卡特公司