远程传输系统的制作方法

专利名称：远程传输系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及媒体内容的远程上传，并且具体而言，涉及通过无 线通信网络进行所述媒体内容的远程上传。
背景技术：
媒体内容的远程上传在本领域中是已知的。通常使用这种上传来提供 对准备就绪的电视演播室外发生的新闻/体育事件的实时或接近实时的覆 盖。通常将摄像人员派遣到多个地点来拍摄实况事件，并且将视频/音频馈 给信号传送回对其进行广播的演播室。
新闻/体育组织使用无线宽带连接来将实况媒体内容传送回演播室。现
在参考图1A和1B，其示出了现有的用于提供实时远程广播的技术。
图1A示出了用于在远程地点拍摄新闻事件的摄像机5。通过线缆10 将摄像机5连接到卫星新闻采集(SNG)车15。 SNG车15具有位于其车顶上 的天线20，用于将广播数据传送到环绕地球轨道中的中继卫星25。然后， 中继卫星25将数据传送到电视演播室35处的接收盘状天线(recdving dish)30。
SNG车15—般包含多个装置(未示出)，例如，视频编码器、卫星调制 解调器和编辑站。这些装置用于处理数据并将数据传送到中继卫星25。然 后，SNG车15使用宽带连接来经由天线20将数据上传到卫星25。然后， 将数据下载到演播室35， 一般在演播室35中对数据进行编辑和广播。
图旧示出了将微波技术用于实况远程广播的方式。与图1A中的 SNG15在功能上相似，电子新闻采集(ENG)车16在传输之前对来自摄像机5的数据进行处理。然而，天线40使用微波传输而非中继卫星25来上传数 据，将数据上传到相对本地的微波中继站45。然后，经由互联网46或者有 线连接48将数据中继到演播室35。
卫星和微波技术具有类似的工作限制。例如，两个技术都要求"视线" 连接。为了上传广播数据，在天线20和中继卫星25之间必须具有无阻挡 的直线。类似地，为了使用微波技术，在天线40和微波中继站45之间必 须具有无阻挡的直线。因此，对于一些地点而言，使用这些技术是不合适 的。例如，这两种技术都不能用在地下室停车场中。高大建筑和/或其它地 形特征影响微波技术的可用性，并且在较小的程度上也影响卫星技术的可 用性。
另一个限制在于，这两种技术都需要负责中继安装的运营商的事先同 意。没有运营商对专用资源的供应，这两种技术都不能使用。
此外，SNG车15和ENG车16要求有可用的道路以接近远程广播地点。 存在较小的、被称为"便携体(flyaway)"的"可携带"单元，其可以用作SNG 车15和ENG车16的替代。可以使用包括例如飞机、直升机或所有的陆地 车辆之类的其它运输方式将便携体带到远程地点。然而，便携体仍然很笨 重并且难以用手将其运送到远处。 一般将便携体分为两个独立单元，每个 大约重40千克。
英国的Inmarsat公司推出了宽带全球区域网络(BGAN)的产品线，其与 便携体相比，明显较轻并且更加紧致。然而，这种产品受限于仅256千字 节/秒-512千字节/秒的上传带宽。

发明内容
根据本发明的优选实施例，提供了一种虚拟宽带传送单元，包括流 产生器，用于根据输入媒体数据流产生多个数据流；以及传输管理器，用 于对沿着多个传输信道向至少一个无线通信网络上传所述多个数据流进行 控制。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述输入媒体数据流包括下列各 项中的至少一项视频和音频数据。
此外，根据本发明的优选实施例，所述单元还包括视频编码器，用于对所述媒体数据流进行编码。
此外，根据本发明的优选实施例，所述至少一个无线网络是下列各项
中的至少一项移动蜂窝网络、WiFi网络、WiMax网络和卫星网络。
进一步地，根据本发明的优选实施例，所述流产生器包括数据分组产 生器，所述数据分组产生器包括下列各项中的至少一项前向纠错(FEC)处 理器，用于将FEC码提供给所述数据流；分组封装器，用于根据所述数据 流产生编号的数据分组；以及交织器，用于对所述数据分组进行重排。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述流产生器还包括队列缓冲 器，用于从所述分组产生器接收所述数据分组；以及重传队列，用于存储 所述分组的副本以用于重传。
此外，根据本发明的优选实施例，所述流产生器包括多个调制解调 器，用于传送所述多个数据流。
此外，根据本发明的优选实施例，每个所述调制解调器包括关联的调 制解调器管理器，并且其中，每个所述关联的调制解调器管理器包括用
于从所述数据分组产生器中抽取(pull)下一个所述数据分组以经由所述调制
解调器进行传输的模块。
进一步地，根据本发明的优选实施例，所述单元还包括反向信道， 用于接收与所述多个数据流的时间性(timdiness)和质量这两项中的至少一 项相关联的反馈。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述反馈包括下列各项中的至少 一项丢失的数据分组、重建的数据分组、接收的分组的序列号和时间戳、
以及对于重传数据的请求。
此外，根据本发明的优选实施例，所述传输管理器包括业务分析器， 用于分析所述反馈并且响应于所述分析对所述流产生器的组件的设置进行 调整。
此外，根据本发明的优选实施例，所述传输管理器包括用于搜索重 传队列以定位至少一个所述丢失的数据分组的副本、并且传送找到的副本 以进行重传的模块。
进一步地，根据本发明的优选实施例，所述组件包括下列各项中的至 少一项视频编码器、FEC(前向纠错)处理器、分组封装器、交织器、队列缓冲器和调制解调器管理器。
根据本发明的优选实施例，还提供了一种虚拟宽带接收机，包括用 于从多个数据连接接收多个媒体数据流的模块；以及组合引擎，用于将所
述数据流组合为单个媒体流。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述输入媒体数据流包括下列各
项中的至少一项视频和音频数据。
此外，根据本发明的优选实施例，所述数据流包括带有序列号的并 且一般以非序列顺序到达的一系列的数据分组。
此外，根据本发明的优选实施例，所述组合引擎包括抖动缓冲器，所 述抖动缓冲器包括存储空间，根据所述序列号以逻辑顺序将所述数据分组 插入所述存储空间中。
进一步地，根据本发明的优选实施例，所述抖动缓冲器还包括用于 观察逻辑接收窗口的模块，所述逻辑接收窗口包括与具有通常最近配给 (issue)的所述序列号的所述数据分组相关联的所述抖动缓冲器的区域；用于 观察逻辑重传窗口的模块，所述逻辑重传窗口包括与具有与所述逻辑接收 窗口相关联的那些序列号相比较早配给的所述序列号的所述数据分组相关 联的所述抖动缓冲器的区域；以及用于观察逻辑输出窗口的模块，所述逻 辑输出窗口包括与具有与所述逻辑接收窗口相关联的那些序列号相比较早 配给的所述序列号的所述数据分组相关联的所述抖动缓冲器的区域。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述数据分组还包括FEC分组。
此外，根据本发明的优选实施例，所述组合引擎还包括FEC解码器， 用于使用FEC数据来重建不正确地接收的数据分组，并且根据与所述重建 数据分组相关的所述序列号将所重建的数据分组插入到所述灵活抖动缓冲 器中。
此外，根据本发明的优选实施例，所述组合引擎还包括重传请求器， 用于对相关的所述序列号逻辑地位于所述重传窗口内的所述不正确地接收 的数据分组的重传进行请求。
进一步地，根据本发明的优选实施例，所述接收机还包括反向信道， 通过所述反向信道可以传送所述重传请求；以及反向信道管理器，用于控 制所述反向信道的操作。附加地，根据本发明的优选实施例，所述接收机统计信息收集器，用 于从所述灵活抖动缓冲器的操作中收集统计信息。
此外，根据本发明的优选实施例，所述统计信息包括与下列各项中的
至少一项相关联的所述序列号和时间戳所述数据分组、所述空空间(empty space)、所述重建的数据分组、以及所述重传请求。
此外，根据本发明的优选实施例，所述接收机还包括输出速率控制 器，用于对从所述输出窗口释放所述数据分组的速率进行调节。
进一歩地，根据本发明的优选实施例，所述接收机还包括视频解码
器，用于对包括在所述数据分组中的视频数据进行解码。
根据本发明的优选实施例，还提供了一种用于远程报道(report)的方法， 包括将在远程报道地点产生的视频数据组织为数据分组；以及经由多个 调制解调器通过至少一个无线网络向广播站上传所述数据分组。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述至少一个无线网络是下列各 项中的至少一项蜂窝网络、WIFI、 WIMAX或卫星。
此外，根据本发明的优选实施例，所述至少一个无线网络是至少两个 独立的蜂窝网络。
此外，根据本发明的优选实施例，所述至少两个独立的蜂窝网络使用 至少两个不同的移动电话技术。
进一步地，根据本发明的优选实施例，所述方法还包括接收与所述 上传的成功有关的反馈；分析所述反馈；以及响应于所述分析的结果，对 所述组织和所述多个调制解调器的操作性设置进行调整。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述方法还包括产生具有FEC 码的分组。
此外，根据本发明的优选实施例，所述方法还包括在所述传送之前，
对所述分组的顺序进行交织。
此外，根据本发明的优选实施例，所述方法还包括接收对于至少一 个丢失的数据分组的重传请求；以及重传所述至少一个丢失的数据分组。
根据本发明的优选实施例，还提供了一种方法，包括沿着多个信道 从远程报道地点接收数据分组，以及根据所述数据分组组合视频流。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述组合包括使用抖动缓冲器以逻辑顺序来布置所述数据分组。
此外，根据本发明的优选实施例，所述抖动缓冲器包括下列逻辑窗口 接收窗口、重传窗口和输出窗口。
此外，根据本发明的优选实施例，所述方法还包括发送对于与所述 重传窗口逻辑地相关的丢失的所述数据分组的重传请求。
进一歩地，根据本发明的优选实施例，所述方法还包括跟踪所述组 合的性能统计信息；以及向所述远程报道地点传送所述性能统计信息。
附加地，根据本发明的优选实施例，所述性能统计信息包括用于从 所述远程报道地点上传所述数据分组的调制解调器的性能细节。
此外，根据本发明的优选实施例，所述性能细节包括下列各项中的至 少一项丢失的所述数据分组、无效的所述数据分组、对于所述数据分组 的重传请求、以及所述数据分组的传输时间长度。
此外，根据本发明的优选实施例，所述方法还包括分析所述性能统 计信息；根据所述分析来确定操作设置需要进行的改变；以及向所述远程 报道地点传送所述需要进行的改变。


在本说明书的结论部分具体地指出并清楚地请求保护了本发明的主
题。然而，通过参考下面的详细描述并同时阅读附图可以最好地理解本发
明的组织和操作方法及其目的、特征和优势，在附图中
图1A和1B是用于远程广播的现有技术系统的概要视图2是根据本发明构建和操作的新颖的虚拟宽带系统的概要视图3是根据本发明构建和操作的虚拟宽带发射单元的概要视图4是根据本发明构建和操作的分组交织器的输入和输出的概要视图5是作为图2中的系统的一部分来构建和操作的、通过多个调制解
调器的数据分组的流的概要视图6是根据本发明构建和操作的虚拟宽带接收单元的概要视图7是如同在根据本发明构建和操作的、在灵活抖动缓冲器中排序过
的到达的数据分组的概要视图；以及
图8A和8B是根据本发明构建和操作的灵活抖动缓冲器的概要视图。应当理解，为了说明的简化和清楚起见，附图中示出的元件未必按照 比例绘出。例如，为了清楚起见， 一些元件的尺寸可能相对于其它元件被 放大。此外，当认为合适时，在各个附图之间可能会重复使用一些附图标 记以指示对应的或者类似的元件。
具体实施例方式
在下面的详细描述中阐明了许多特定细节，以实现对本发明的彻底理 解。然而，本领域的技术人员将会理解可以在不具有这些特定细节的情况 下实施本发明。在其它实例中，为避免使本发明不够清晰，未对公知的方 法、程序和组件进行详细描述。
申请人已经认识到，蜂窝电话网络在进行远程媒体上传上具有很多优 势。例如，这种网络不需要视线连接，可以用在例如封闭的建筑物、地下 车库、狭窄的小巷和其它场合中。
应当理解，由移动网络运营商所提供的宽带服务往往是非对称的。运 营商通常为数据下载提供较大的带宽，而为上传数据提供仅有限的带宽。
例如，可以为数据下载提供1兆比特/秒，而为数据上传提供仅64千比特/
秒。申请人已经认识到可以一起协调使用多个蜂窝设备以创建"虚拟宽带" 上传连接。在这种虚拟宽带上传连接(虚拟宽带连接)中，设备的总上传容量 可以代表足够的组合带宽以促进总体的实况媒体的传输。
现在参考图2，其示出了根据本发明构建和操作的、用于通过蜂窝网络 对实况媒体数据进行远程传输的新颖的虚拟宽带系统100。类似于现有技 术，摄像机5用来在远程地点拍摄新闻事件。线缆10可以将摄像机5连接 到虚拟宽带上传单元110，虚拟宽带上传单元110可以操作多个蜂窝调制解 调器112来通过一个或多个蜂窝核心网络120传送媒体数据。每个调制解 调器112可以产生独立逻辑信道115，并且多个信道115可以组成虚拟宽带 连接118。
应当理解，根据信道115的数量，虚拟宽带连接118的组合上传容量 可以接近于卫星或微波的单个视线连接的上传容量。
从网络120处，可以经由互联网连接122、专线连接124、蜂窝网络连 接126或者任何上述连接的混合将数据传输到虚拟宽带接收机130。虚拟宽带接收机130可以位于演播室35内，然后演播室35可以将数据广播到电 视、互联网等。
网络120可以是从远程地点可接入的一个或多个蜂窝网络。应当理解， 一个或多个运营商可以提供这种网络并且网络120也可以使用一个以上的 技术。因此，应当理解，虚拟宽带连接118可以包括传送到一个或多个网 络运营商的多个信道115，其中每个网络运营商可以运营一个或多个可能使 用不同技术的网络。
可以经由多个路由(包括诸如互联网连接122、专线连接124和蜂窝 网络连接126等)将信道115传输到虚拟宽带接收机130。如下所述，虚拟 宽带接收机130可以接受来自多个源的数据以进行处理。
应当理解，现有的蜂窝通信系统被设计为提供移动连接性。因此，与 现有技术的卫星和微波系统相比，虚拟宽带单元110明显地更轻便并且更 易于运输。
现在参考图3，其详细说明了示例性虚拟宽带单元110。虚拟宽带上传 单元110可以包括视频编码器131、可配置流处理器140和业务分析器150。 如下所述，可配置流处理器140可以对来自于视频编码器131的输入视频 流135进行处理，以提供多个上传流195，多个上传流195的每一个对应一 个调制解调器112(图2)。业务分析器150可以基于经由一个或多个反向信 道190接收的流量统计信息反馈来对可配置流处理器140的设置进行配置。 还可以包括电池(未示出)以提供移动电源。
可配置流处理器140可以包括前向纠错(FEC)模块155、分组封装器 160、交织器165、队列产生器170、多个调制解调器管理器175、多个调制 解调器驱动器180和重传机构185。输入到可配置流处理器140的视频流 135可以是经编码的(例如，使用H.264编码)或者未编码的。
起初，FEC处理器155可以将视频流135的数据分为多个分组，并且 其可以利用FEC码添加额外的分组。FEC码包括当需要时可以用来对丢失 或不正确的分组进行重建的信息。在示例性FEC方案中，FEC处理器155 可以将附加的分组的10%添加到流中。如果一些分组丢失或被不正确地接 收，FEC码可以用来重建丢失的分组。应当理解，在FEC群组(grouping) 中FEC的比例和分组的数量可以是可配置的。 一旦新的信道115(图2)被打开， 一般地就可以执行配置。因此， 一旦新的信道被打开或者现有信道被
改变时就可以执行重配置。FEC处理器155可以使用任何合适的算法，例 如Reed-Solomon算法。
分组封装器160可以将序列号和时间戳添加到每个视频和FEC分组中。
然后，分组到达交织器165。交织可试图使由传输中断造成的分组丢失 的影响最小化。分组可能被"重排"(shuffle)，产生可以降低给定传输错误引 起的连续分组的丢失的输出顺序。现在简要地参考图4，示出了交织器165 的操作。输入分组队列166可以具有以(由分组封装器160分配的分组号来 确定的)连续顺序l、 2、 3、 4等接收的分组。输出分组167是"经交织的"； 顺序己经被随机化，使得连续的分组号不再彼此相邻。在图4中，输出分 组167具有顺序4、 7、 12、 1、 5等。
返回到图3，然后将经交织的分组167传送到队列产生器170，在队列 产生器170中，所述经交织的分组167保持在队列中直到由多个调制解调 器管理器175中的一个将分组从队列中抽取出来为止。典型地，对每个调 制解调器112(图2)可具有一个调制解调器管理器175。对每一个调制解调器 管理器175，可存在关联的调制解调器驱动器180。调制解调器驱动器180 可以管理用来传送分组的单个调制解调器112。
在由调制解调器管理器175将分组抽取出来之后，可以将其物理数据 的副本传送给重传队列185，将该副本保留在重传队列185中直到新的分组 请求重传队列185的空间为止。因此，在最初由调制解调器管理器175中 的一个将分组抽取出来之后的一段时间中，分组仍然可用于重传。重传机 构185可以在重传队列185中搜索重传所需的分组。 一旦找到所需的分组， 该分组可以被移动到队列的头部，从而相关调制解调器管理器175可以尽 快地重传该分组。
现在简要地参考图5，其示出了调制解调器管理器175从队列产生器 170中抽取分组和将这些分组传送到调制解调器驱动器180的方式。队列产 生器170可以包括输出缓冲器171和缓冲器控制器172。如图所示，输出缓 冲器171可以包含等待被调制解调器管理器175抽取的交织的分组173。示 出了四个调制解调器管理器175A、 175B、 175C和175D。每个调制解调器 管理器175(A、 B、 C、 D)可以与一个调制解调器驱动器180(A、 B、 C、 D)相关联，每个调制解调器管理器进而管理一个相关联的调制解调器112(A、 B、 C、 D)。
每个调制解调器112可以具有不同的性能特性。例如，调制解调器112B 可以具有最高连接速度。调制解调器112C可以具有类似的速度，但是具有 更高的观察出错率。调制解调器112D可以相对较慢，但是出错非常少。调 制解调器112A可以是高质量、现有技术的调制解调器，但是其可以连接到 当前出错率高的核心网络120(图2)。因此，应当理解，多种因素可能影响 给定调制解调器112的实际性能。这些因素可以包括，诸如调制解调器 速度、调制解调器可靠性、连接质量、操作许可限制以及网络拥塞。还应 当理解，这些因素可能并非保持不变；在短时间过程内给定调制解调器112 可能表现不同的性能水平。
因此，可以配置每个调制解调器管理器175来根据当前主要条件下的 理想速率来向其关联的调制解调器驱动器180进行"馈送"。因此，根据图5 示出的实例，调制解调器管理器175B可以分配有很高的速率；示出的十七 个分组173中的七个可以通过调制解调器驱动器180B来传送。调制解调器 管理器175C和175D可能分配有较低速率，其每一个分别仅将四个分组173 传递到调制解调器管理器180C和180D。调制解调器管理器175A可能分配 有更低的速率。其可能仅将两个分组173传递到调制解调器驱动器180A。
因此，每个调制解调器管理器175可能以不同的速率查询缓冲器控制 器172以获取下一个可用分组173。应当理解，在这种方式中，将经交织的 分组173在调制解调器112之间进行不公平地分配，因此，有效地进行了 第二次交织处理。
在由调制解调器管理器175抽取分组173时，缓冲器控制器可以在已 抽取分组表174中记录分组号以及传送该分组用于传输的调制解调器管理 器175。如下所述，可以使用表174来分析单个调制解调器112的性能。
还应当理解，如上文所述，在给定上传会话过程期间，每个调制解调 器112的性能可能会改变。进一步应当理解，在上传会话过程期间，涉及 的所有调制解调器112的整体性能趋势可能也会改变。因此，根据本发明 的优选实施例，业务分析器150(图3)可以分析进行中的上传会话的实际性 能统计信息，以改进可配置IP流处理器140的设置。
17返回图3，多个反向信道190可以从虚拟宽带接收机130(图2)将性能 数据传递给业务分析器150。该数据可以包括，诸如分组到达的时间戳、 丢失分组号、出错的分组号和重传分组的请求。
业务分析器150可以将这些重传请求传送给重传机构185。应当理解， 由于可以经由多个反向信道190的每一个传送副本数据，重传机构185可 能接收到所述重传请求的多个副本。因此，重传机构185可以跟踪所述请 求的接收，并且忽略掉任意副本。然后，机构185可以如前文所述地处理 所述请求。
业务分析器150也可以査询队列产生器170的已抽取分组表174，来将 经由反向信道190接收的分组号与处理原始分组的调制解调器管理器175 相关联。业务分析器150可以分析该信息以检测调制解调器112中的性能 趋势。若调制解调器112的出错率、丢失的分组或延迟较高或在升高，业 务分析器150可以指示相关的调制解调器管理器175降低其速率或者甚至 关闭其相关的调制解调器112。类似地，响应于出错、丢失的分组和/或延 迟下降的情况，业务分析器150可以指示相关的调制解调器管理器175提 高其相关的调制解调器112的传输速率。
业务分析器150还可以寻求在调制解调器管理器175之间对速率进行 平衡。例如，如果多个调制解调器管理器175被指示降低速率，则可以指 示其它调制解调器管理器175提高它们的速率以补偿整体吞吐量的预期下 降。
业务分析器150还可以识别整体性能趋势。例如，当前统计信息可能 指示丢失了较少的(若有的话)分组。在这种情况下，业务分析器150可以指 示交织器165降低交织水平。另一个示例性趋势可能包括检测到整体上较 高的出错水平。在这种情况下，业务分析器150可以指示FEC处理器155 提高FEC开销或者改变从编码器131处接收的视频数据的压缩率。
整体较高的出错和丢失分组的水平可以导致所有调制解调器管理器 175的组合速率可能不足以以及时的方式来传送所有的视频流135的情况。 在这种情况下，业务分析器150可以使用反馈信道198来指示视频编码器 131(图3)提高压縮率以降低处理后传送视频流135所需的带宽。
现在参考图6，其详细说明了根据本发明的优选实施例来构建和操作的虚拟宽带接收机130。接收机130可以包括组合引擎200、输出速率控制 器220、分组解封装器225和反馈管理器250。
组合引擎200可以经由连接122、 124和/或126接收多个流201以进行 处理。然后，可以将标记为206的组合流传送给输出速率控制器220，其进 而可将组合流传送给分组解封装器225以移除额外的分组信息。然后，可 以将得到的媒体数据流230从虚拟宽带接收机130输出到TV站35(图2)。 反馈管理器250可以从组合引擎200接收重传请求，并且可以收集输入流 201的统计信息。反馈管理器250还可以通过反向信道190将重传请求和统 计信息提供给业务分析器150(图3)。
如上文所述，可以从多个不同的连接(诸如互联网连接122、专线连 接124和/或蜂窝网络连接126等)接收多个流201。与用来传输的连接无关， 可以以流201中的分组到达的顺序将所述分组输入到组合引擎200。
组合引擎200可以包括灵活抖动缓冲器(smart jitter buffer)205、 FEC 解码器215和重传请求器210。 FEC解码器215可以是任何合适的FEC解 码器，诸如本领域所公知的并且与虚拟宽带上传单元110中所用的FEC相 兼容的FEC解码器。灵活抖动缓冲器205可以服务于两个目的其可以作 为对流201的分组进行"解交织"的区域，并且其可以提供FEC解码器215 和重传机构210在解析丢失分组时使用的框架。
现在简要地参考图7，其示出了将来自流201的分组203放置在灵活抖 动缓冲器205中的方式。灵活抖动缓冲器的示例性大小可以是100-1000毫 秒。将四个输入流201A、 201B、 201C和201D示出为从0到24的时间戳， 其中O是最右时间戳。因此，在时间戳0到达的分组#3可以是要被处理的 第一个分组203。
灵活抖动缓冲器205可以具有连续编号的接收位(bin),它们在图7中 标记为从1到17。接收到每个分组203时，根据其分组号将其放置在关联 的接收位中。因此，首先到达的分组約可被放置在接收位3中。因此，尽 管分组到达的顺序是3、 5、 8、 4、 7，但是存储在缓冲器205中的分组可以 代表原始顺序的分组203。
在图7的实例中，仍然丢失了分组l、 2和6。因此，缓冲器205可以 标识未到达的分组。现在参考图8A和8B，其示出了 FEC解码器215和重传请求器210利 用灵活抖动缓冲器205的方式。图8A示出了重传请求器210将缓冲器205 逻辑地分为三个窗口的方式，三个窗口是输出窗口211、重传窗口212和 接收窗口 213。输出窗口 211可以存储要作为序列分组流206被传送的数据。
应当理解，窗口211、 212和213相对于灵活抖动缓冲器205并不固定 在静态的位置。替代地，可以用要从灵活抖动缓冲器205输出的最近分组 203处开始的偏移来动态地定义这些窗口。因此，图8A代表时间中的一个 快照，其中，输出窗口 211存储等待输出的示例性的六个分组，其中，分 组#1可以是线上的第一个。 一旦将分组#1添加到序列分组流206中，输出 窗口 211可以移位以包括分组#2-7。
因此，还应当理解， 一旦分组203被放置在灵活抖动缓冲器205中， 分组203不会改变其物理位置。实际上，窗口2U、 212和213的持续移位 可以导致沿着缓冲器"移动"的错觉。因此，应当理解，下文中关于灵活抖动 缓冲器205内的分组203的运动和前进(procession)的任何论述可能仅指代 通过窗口211、 212和213的移位来定义的逻辑运动。
如上文所论述的，分组203可能不以序列顺序到达，特别是在传输前 对分组进行了交织以及经由多个连接和信道对所述分组进行发送和/或接收 的情况下。因此，当接收到分组203时，可以根据分组的分组号的顺序将 它们放置在接收窗口 213中。接收窗口 213的示例性大小是50-400毫秒。 在这个步骤中，不采取任何动作来替代丢失的分组203;可以合理地假设任 何丢失的分组仍然会到达而无需额外的处理。例如，在图8A中，由于分组 #17在分组16-23之后进行传送(例如，由于交织)，该分组可能还未到达。 因此，重传窗口213可以很大，例如，200_1000毫秒。
然后，分组203可以进入重传窗口212。该窗口可以定义请求对丟失的 分组203进行重传的机会窗口。如上文所述，由于丢失的分组在任何情况 下都仍然可能到达，所以在该阶段之前没有必要请求重传。相反地，在该 阶段之后，请求重传可能为时已晚，这是由于重传请求需要一定的周转时 间才能完成请求必须首先到达虚拟宽带单元IIO(图2)，并且然后重传的 分组203必须仍然及时到达以添加到序列分组流206中。因此，重传阈值 214可以定义一点，在该点处，对于给定分组203重传请求不再是可行的选
20根据图8A中的示例性数据，重传窗口212中分组#10丢失。因此，可 以观察重传窗口 212的重传请求器210可以提交重传请求到反馈管理器 250。只要在重传窗口 212中"定位"了丢失的分组弁IO，重传请求器210就可 以提交一个或多个这种请求。这种请求的定时可以是可配置的。
应当理解，重传窗口212的大小和位置可以是可配置的。例如，当丢 失分组率较低时，可以使用较小的窗口212,诸如仅200毫秒的窗口。如果 虚拟宽带单元110具有快速调制解调器，由于用于重传的周转时间更快， 可以降低输出窗口 211的大小。因此，应当理解，重传窗口 212的大小和 位置可以有效地确定窗口 211和213的大小和位置。
然后，分组203可以进入输出窗口 211。如上文所述， 一旦丢失分组 203已经到达输出窗口211,不在为其传送重传请求。然而，应当理解，丢 失的分组203仍然可能到达并且被放置在输出窗口 211中。例如，可能从 重传窗口213中已经在前地提交了分组弁2的重传请求。如果分组#2及时到 达，仍然可以根据其序列号将其放置在输出窗口211中。
图8B示出了 FEC解码器215将缓冲器205分为三个窗口的方式，这 三个窗口类似于重传请求器210所使用的窗口输出窗口 216、活动窗口 217和接收窗口218。可以将输出窗口216定义为开始于FEC阈值219，并 且输出窗口216可以产生序列分组流206。再一次地，应当理解，下文中有 关灵活抖动缓冲器205中分组203的运动或前进的任何论述可以仅指代窗 口216、 217和218的移位所定义的逻辑移动。
输出窗口 216和接收窗口 218可以在功能上分别等价于针对重传请求 器210定义的窗口211和213。当处在接收窗口218中时，不处理丢失的分 组203的问题，并且对于己经通过FEC阈值219并且进入输出窗口216的 丢失的分组203不进行进一步的处理。然而，类似于窗口 212和窗口 211 和213之间的关系，窗口 216和218的大小和位置由活动窗口 217的大小 和位置所确定。因此，尽管窗口 216和218在功能上类似于窗口 211和213， 其各自的大小和位置是不同的。
可以使用已经到达的并且己经被放置在灵活抖动缓冲器205中的其它 分组203的FEC码来重建活动窗口217中的丢失的分组。因此，活动窗口217的大小和位置可以是重建给定分组203所需要的时间量和使用的FEC 百分比的函数。
例如，图8B示出了窗口217的大小为示例性的十个分组203。其可以 说明将FEC百分比定义为需要九个接收到得分组203来重建第十个分组(例 如，丢失的分组#10)的情况。图8B还示出了输出窗口216的示例性大小为 五个分组203。其可以说明重建丢失的分组所需的时间可以接近于输出五个 分组203花费的时间的情况。
应当理解，重传窗口 212和活动窗口 217的大小和位置都是示例性的。 可以根据特定的要求和/或主要条件来配置其它的大小和位置。还应当理解， 可以在操作期间对大小和位置进行重配置，以对变化的条件和/或出错率进 行补偿。还应当进一步理解，重传请求器210和FEC解码器215可以同时 使用同一个灵活抖动缓冲器205。因此，机构210和215优先可以具有可配 置的设置，以避免冲突和/或冗余操作。
回到图6，可以将来自于组合引擎200的序列分组流206传送到输出速 率控制器220。应当理解，序列分组流206可以最终旨在用于电视的实况广 播。因此，输出速率控制器220可以调节释放序列分组流206的速率，以 维持适当的广播速率。
然后，可以将控制器220的输出传送给分组解封装器225，在其中对包 括例如分组号和时间戳的分组开销进行移除。然后，可以把得到的媒体流 230进行广播和/或保存以备后用。
反馈管理器250可以包括统计信息收集器255和反向信道管理器260。 统计信息收集器255可以从灵活抖动缓冲器205接收持续的分组统计信息 流。这些统计信息可以包括，例如丢失/重建的分组的数量、以及接收的 分组的时间戳和分组号。然后，统计信息收集器255可以将这些统计信息 传送给反向信道管理器260。可以在很少或没有预处理的情况下将这些统计 信息以其本来状态进行传送。最终由业务分析器150(图3)来对这些统计信 息进行处理和分析。然而，根据本发明的可选的优选实施例，也可以在反 馈管理器250中包括这些处理。
反向信道管理器260也可以从重传请求器210处接收重传请求。然后， 反向信道管理器260可以经由反向信道190将这些统计信息和重传请求传
22送到虚拟宽带单元IIO(图3)。反向信道190可以是到虚拟宽带单元110的 任何合适的连接。
如上文所讨论的，通过使用这些分组统计信息，业务分析器150可以 对多个连接115(图2)的质量和流进行优化，从而创建虚拟宽带连接118。应 当理解，这种优化与虚拟宽带接收机130的出错检验和校正特征的组合可 以为系统100提供增强的端对端服务质量。
在本发明的可选实施例中，连接115也可以使用非蜂窝无线技术。例 如，可以替代蜂窝网络或者附加于蜂窝网络来使用WiFi和/或WiMax和/ 或卫星(例如，BGAN)技术以将虚拟宽带单元110连接到互联网。类似地， 虚拟宽带接收机130也可以使用WiFi和/或WiMax和/或卫星来接收流 201(图6)。
在本发明的另一个可选实施例中，虚拟宽带接收机130可以是位于远 程地点的移动单元。其可以通过……接收流20权利要求
1、一种虚拟宽带传送单元，包括流产生器，用于根据输入媒体数据流产生多个数据流；以及传输管理器，用于对沿着多个传输信道向至少一个无线通信网络上传所述多个数据流进行控制。
2、 如权利要求l所述的单元，其中，所述输入媒体数据流包括下列各 项中的至少一项视频数据和音频数据。
3、 如权利要求1所述的单元，还包括 视频编码器，用于对所述媒体数据流进行编码。
4、 如权利要求l所述的单元，其中，所述至少一个无线网络是下列各 项中的至少一项移动峰窝网络、WiFi网络、WiMax网络和卫星网络。
5、 如权利要求l所述的单元，其中，所述流产生器包括数据分组产生器，所述数据分组产生器包括下列各项中的至少一项前向纠错(FEC)处理器，用于将FEC码提供给所述数据流； 分组封装器，用于根据所述数据流产生编号的数据分组；以及 交织器，用于对所述数据分组进行重排。
6、 如权利要求5所述的单元，其中，所述流产生器还包括 队列缓冲器，用于从所述分组产生器接收所述数据分组；以及 重传队列，用于存储所述分组的副本以用于重传。
7、 如权利要求5所述的单元，其中，所述流产生器包括 多个调制解调器，用于传送所述多个数据流。
8、 如权利要求7所述的单元，其中，每个所述调制解调器包括关联的调制解调器管理器，并且其中，每个所述关联的调制解调器管理器包括用于从所述数据分组产 生器中抽取下一个所述数据分组以经由所述调制解调器进行传输的模块。
9、 如权利要求l所述的单元，还包括反向信道，用于接收与所述多个数据流的时间性和质量这两项中的至 少一项相关联的反馈。
10、 如权利要求9所述的单元，其中，所述反馈包括下列各项中的至少一项丢失的数据分组、重建的数据分组、接收的分组的序列号和时间戳、 以及对于重传数据的请求。
11、 如权利要求9所述的单元，其中，所述传输管理器包括 业务分析器，用于分析所述反馈并且响应于所述分析对所述流产生器的组件的设置进行调整。
12、 如权利要求10所述的单元，其中，所述传输管理器包括 用于搜索重传队列以定位至少一个所述丢失的数据分组的副本、并且传送找到的副本以进行重传的模块。
13、 如权利要求11所述的单元，其中，所述组件包括下列各项中的至 少一项视频编码器、FEC处理器、分组封装器、交织器、队列缓冲器和调制解调器管理器。
14、 一种虚拟宽带接收机，包括用于从多个数据连接接收多个媒体数据流的模块；以及组合引擎，用于将所述数据流组合为单个媒体流。
15、 如权利要求14所述的单元，其中，所述输入媒体数据流包括下列 各项中的至少一项视频和音频数据。
16、 如权利要求14所述的单元，其中，所述数据流包括 带有序列号的并且一般以非序列顺序到达的一系列的数据分组。
17、 如权利要求16所述的接收机，其中，所述组合引擎包括抖动缓冲器，所述抖动缓冲器包括存储空间，根据 所述序列号以逻辑顺序将所述数据分组插入所述存储空间中。
18、 如权利要求17所述的接收机，其中，所述抖动缓冲器还包括 用于观察逻辑接收窗口的模块，所述逻辑接收窗口包括与具有通常最近配给的所述序列号的所述数据分组相关联的所述抖动缓冲器的区域；用于观察逻辑重传窗口的模块，所述逻辑重传窗口包括与具有与所述逻辑接收窗口相关联的那些序列号相比较早配给的所述序列号的所述数据分组相关联的所述抖动缓冲器的区域；以及用于观察逻辑输出窗口的模块，所述逻辑输出窗口包括与具有与所述逻辑接收窗口相关联的那些序列号相比较早配给的所述序列号的所述数据分组相关联的所述抖动缓冲器的区域。
19、 如权利要求18所述的接收机，其中，所述数据分组还包括 FEC数据。
20、 如权利要求19所述的接收机，其中，所述组合引擎还包括 FEC解码器，用于使用FEC数据来重建不正确地接收的数据分组，并且根据与所述重建数据分组相关的所述序列号将所重建的数据分组插入到 所述灵话抖动缓冲器中。
21、 如权利要求19所述的接收机，其中，所述组合引擎还包括重传请求器，用于对于相关的所述序列号逻辑 地位于所述重传窗口内的所述丢失的数据分组的重传进行请求。
22、 如权利要求21所述的接收机，还包括-反向信道，通过所述反向信道可以传送所述重传请求；以及 反向信道管理器，用于控制所述反向信道的操作。
23、 如权利要求22所述的接收机，还包括统计信息收集器，用于从所述灵活抖动缓冲器的操作中收集统计信息。
24、 如权利要求23所述的接收机，其中，所述统计信息包括与下列各 项中的至少一项相关联的所述序列号和时间戳所述数据分组、所述空空间、所述重建的数据分组、以及所述重传请求。
25、 如权利要求18所述的接收机，还包括输出速率控制器，用于对从所述输出窗口释放所述数据分组的速率进 行调节。
26、 如权利要求14所述的接收机，还包括视频解码器，用于对包括在所述数据分组中的视频数据进行解码。
27、 一种用于远程报道的方法，包括 将在远程报道地点产生的视频数据组织为数据分组；以及 经由多个调制解调器通过至少一个无线网络向广播站上传所述数据分组。
28、 如权利要求27所述的方法，其中，所述至少一个无线网络是下列各项中的至少一项蜂窝网络、WIFI、 WIMAX或卫星。
29、 如权利要求27所述的方法，其中， 所述至少一个无线网络是至少两个独立的蜂窝网络。
30、 如权利要求29所述的方法，其中，所述至少两个独立的蜂窝网络使用至少两种不同的移动电话技术。
31、 如权利要求27所述的方法，还包括 接收与所述上传的成功有关的反馈； 分析所述反馈；以及响应于所述分析的结果，对所述组织和所述多个调制解调器的操作性 设置进行调整。
32、 如权利要求27所述的方法，还包括 产生具有FEC码的分组。
33、 如权利要求27所述的方法，还包括 在所述上传之前，对所述分组的顺序进行交织。
34、 如权利要求27所述的方法，还包括接收对于至少一个不正确接收的所述数据分组的重传请求；以及 重传所述至少一个不正确接收的数据分组。
35、 一种方法，包括沿着多个信道从远程报道地点接收数据分组，以及 根据所述数据分组组合视频流。
36、 如权利要求35所述的方法，其中，所述组合包括使用抖动缓冲器来以逻辑顺序排列所述数据分组。
37、 如权利要求35所述的方法，其中，所述抖动缓冲器包括下列逻辑 窗口-接收窗口、重传窗口和输出窗口。
38、 如权利要求37所述的方法，还包括发送对于与所述重传窗口逻辑地相关的丢失的所述数据分组的重传请求。
39、如权利要求35所述的方法，还包括 跟踪所述组合的性能统计信息；以及 向所述远程报道地点传送所述性能统计信息。
40、 如权利要求39所述的方法，其中，所述性能统计信息包括 用于从所述远程报道地点上传所述数据分组的调制解调器的性能细节。
41、 如权利要求40所述的方法，其中，所述性能细节包括下列各项中 的至少一项丢失的所述数据分组、无效的所述数据分组、对于所述数据分组的重传请求、以及所述数据分组的传输时间长度。
42、如权利要求39所述的方法，还包括 分析所述性能统计信息；根据所述分析来确定需要对操作设置进行的改变；以及 向所述远程报道地点传送所述需要进行的改变。
全文摘要
一种虚拟宽带传送单元(图2)，包括流产生器，用于根据输入媒体数据流产生多个数据流；以及传输管理器，用于对沿着多个传输信道(112)向至少一个无线通信网络上传所述多个数据流进行控制。一种虚拟宽带接收机(35)，包括用于从多个数据连接接收多个媒体数据流的模块；以及组合引擎，用于将所述数据流组合为单个媒体流。
文档编号H04L12/56GK101584157SQ200780041678
公开日2009年11月18日 申请日期2007年8月26日 优先权日2006年9月26日
发明者A·科亨, R·H·瓦永 申请人:利弗有限公司