专利名称：处理丢包的方法、传输质量控制方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及处理丟包的方法、传输质量控制方法、装 置及系统。
背景技术：
移动网络中各种实时多媒体应用的出现以及移动用户与Internet的连接都需 要在未来的移动网络中支持服务质量(QoS, Quality of Service)。在当前和未来的 无线移动网络中，许多无线业务的提供都是基于无线通信网络与Internet的融合。 对该种类型的网络的分析可知，系统产生的丢包包括①有线网络中拥塞而引 起的分组丢失；②无线随机错误(包括无线链路中的传输错误(受衰落、多径 和阴影的影响)而引起的分组丢失或是比特错误)。而且在两种网络(有线和无 线)中，起主导作用的丟包原因是不同的。在有线IP分组网络中，由于网络质 量比较好，引起分组丢失的主要原因是网络节点的拥塞；而在无线网络中，分 组丟失很可能是由于链路比特错误所致。
目前分辨丟包的原因的 一种方式是基于端系统的源方法，例如通过发送一 些探测包来检测错误的性质，或采用一些启发式的方法。比如，通过观察包的 到达时间间隔(Piat, packet inter-arrival time)变化来判断丟包类型，当没有丟包时， 包的到达时间间隔是均匀的，当无线链路上出现丢包时，包的到达时间间隔是 不均匀的，且随着无线丟包个数的增加，包的到达时间间隔也相应变大，而出 现拥塞丢包时，包的到达时间间隔仍然接近没有丢包时的时间间隔，这样通过 观察丢包时包的到达时间间隔值就可以判断丢包类型。或者，利用Piat统计值 区分丢包类型，首先利用分组信息确定是否有丟包，若无丟包，则更新分组信 息，并记录最小分组间隔时间和平均分组间隔时间，若有丢包，则计算当前的平均包到达间隔时间，若大于平均分组间隔时间，则判为无线丢包，否则判为
拥塞丟包。又或者，通过计算包的单向延迟时间(Rott， relative one-way trip time) 来辨识丟包性质，通过利用迭代公式统计Rott的平均值和方差，在有线网络上 一次丟包事件通常只有一个丟包，并且拥塞丢包常常是因为较高的延时，所以 当Rott值大于一阈值(平均值和方差的差值)时，当前丢包就可判为拥塞丢包， 一次丟包事件中，连续丢包个数增加，表明出现较严重的拥塞，相应的Rott也 会增大，这时增大判定的阈值；这样当网络中出现丢包时，首先判断丟包个数， 根据丟包个数选择合适的判定阈值，利用Rott值和这个阈值进行比较，若Rott 值大于这个阈值，则判为拥塞丟包，否则判为无线丟包。
由于无线网络的复杂性，使得这些启发式方法的性能指标受网络拓朴和竟 争流数目的变化影响较大，当网络状态变化较大时，对丢包类型的判别错误率 较高，导致网络的带宽利用率下降。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种处理丟包的方法及装置，可提高丢包类 型判别的准确性。另外，本发明实施例还提供了一种多媒体传输质量控制方法 及系统，可根据准确性较高的丟包类型的辨别结果，进行速率控制设备发送速 率的控制，以改善多媒体的传输质量。
本发明实施例4是供的一种处理丢包的方法，包括
根据第一统计窗口中第一分组数据包的总丟包率、第二分组数据包的总丟 包率以及当前存储的所述第 一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包 的无线丟包率的比值，计算拥塞丢包率，其中，所述总丢包率包括无线丢包率 和拥塞丟包率；
将计算出拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞丢包率 大于所述阈值，判定所述第一统计窗口中的丟包为拥塞丢包，如果所述拥塞丢 包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗口中的丢包为无线丢包。
相应的，本发明实施例提供的一种处理丢包的装置，包括
8计算单元，用于#4居第一统计窗口中，第一分组凄t悟包的总丟包率、第二 分组数据包的总丟包率以及存储的所述第 一分组数据包的无线丢包率与所述第 二分组数据包的无线丟包率的比值，计算拥塞丟包率，其中，所述总丟包率包
括无线丟包率和拥塞丟包率；
判定单元，用于将所述计算单元计算出的拥塞丟包率，与预先设定的阈值 进行比较，如果所述拥塞丟包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口的丢包 为拥塞丢包，如果所述拥塞丟包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗 口的丟包为无线丢包。
相应的，本发明实施例提供的一种多媒体传输质量控制方法，其特征在于， 包括
根据第一统计窗口中第一分组数据包的总丟包率、第二分组数据包的总丢 包率以及当前存储的所述第 一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包 的无线丢包率的比值，计算拥塞丢包率；
将所述计算出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞 丢包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口的丟包为拥塞丟包，如果所述拥 塞丢包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗口的丢包为无线丢包；
根据所述计算出的拥塞丟包率，计算稳态吞吐量速率，并将所述计算出的 速率与数据包发送设备当前的发送速率进行比较，如果二者的差值大于第一预 设值，釆用乘性增加乘性减少拥塞控制算法对数据包的发送速率进行控制；如 果二者的差值小于或等于第一预设值，采用所述计算的稳态吞吐量速率对数据
包的发送速率进行控制。
相应的，本发明实施例提供的一种多媒体传输质量控制系统，包括 数据包接收设备，用于根据第一统计窗口中第一分组数据包的总丢包率、 第二分组数据包的总丟包率以及当前存储的所述第 一分组凝:据包的无线丢包率 与所述第二分组数据包的无线丢包率的比值，计算拥塞丟包率；并将所述计算 出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞丢包率大于所述 阈值，判定所述第一统计窗口的丟包为拥塞丟包，如果所述拥塞丢包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗口的丢包为无线丟包，并反^t所述拥塞丢
包率给数据包发送设备；
数据包发送设备，根据所述数据包接收设备反馈的拥塞丢包率，计算稳态 吞吐量速率，并根据所计算的稳态吞吐量速率与当前数据包的发送速率进行比 较，如果二者的差值大于第一预设值，采用乘性增加乘性减少拥塞控制算法对 发送的数据包进行发送速率控制；如果二者的差值小于或等于第一预设值，采 用所述计算的稳态吞吐量速率对发送的数据包进行发送速率控制。
本发明实施例基于无线信道特性(借助无线信道中两个长度不等的分组数 据包的无线丟包比值)来确定丢包类型，相对于现有技术的方案更准确，同时 本发明实施例方案可根据准确性较高的丢包类型的辨别结果，进行速率控制设 备发送速率的控制，以改善多媒体的传输质量。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动性的前4是下，还可以才艮据这些附图获得其他的附图。 图1是#4居本发明的处理丟包的方法的第一实施例流程示意图； 图2是^f艮据本发明的处理丟包的装置的第一实施例的结构组成示意图； 图3是才艮据本发明的处理丟包的方法的第二实施例流程示意图； 图4是才艮据本发明的处理丢包的装置的第二实施例的结构组成示意图； 图5是根据本发明的多Jf某体传输质量控制方法的第一实施例的流程示意图； 图6是根据本发明的多媒体传输质量控制系统的第一实施例的结构組成示 意图7是根据本发明的多媒体数据传输方法的一个举例的流程示意图； 图8a显示了在WLH网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，单 路数据流运行时的平均吞吐量的仿真比较结果；图8b显示了在WLH网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，单 路数据流运行时的拥塞丢包率的仿真比较结果；
图8c显示了在WLH网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，四 路数据流运行时的平均吞吐量的仿真比较结果；
图8d显示了在WLH网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，四 路数据流运行时的拥塞丢包率的仿真比较结果；
图9a显示了在WB网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，单路 数据流运行时的平均吞吐量的仿真比较结果；
图9b显示了在WB网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，单路 数据流运行时的拥塞丟包率的仿真比较结果；
图9c显示了在WB网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，四路 数据流运行时的平均吞吐量的仿真比较结果；
图9d显示了在WB网络中，不同无线信道误比特率/误字节率条件下，四路 数据流运行时的拥塞丟包率的仿真比较结果。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。
图1是根据本发明的处理丟包的方法的第一实施例流程示意图；如图1所 示，本实施例的处理丟包的方法包括
步骤S100，才艮据第一统计窗口中，第一分组数据包的总丟包率、第二分组 数据包的总丢包率以及当前存储的所述第 一分组凄t据包的无线丟包率与所述第 二分组数据包的无线丟包率的比值，计算拥塞丢包率，其中，所述第一分组数 据包的长度和所述第二分组凄t据包的长度不相同，所述总丟包率包括无线丢包 率和拥塞丢包率；
具体实现中，为了及时反应网络的状态变化，可采用基于有限长窗口记录
ii数据包的丢失。比如所述的第一统计窗口可为一个有限长的滑动窗口，其长度
可设为L，其内记录第一数据包的丟包(比如，长度较短，后续可称之为小包) 和第二数据包(比如，长度较长，后续可称之为大包)的丢包。当有一个新的 丟包发生后，滑动窗口会把最旧的一个丟包记录去掉，并添加最新的丢包。
具体实现中，设^^为小包的丟包率，户二g为小包的拥塞丟包率，W。"为小
包的无线丟包率，^^为大包的丢包率，P二g为大包的拥塞丟包率，P二"d为大包 的无线丟包率，P来表示在一定的无线信道状况下，户L和^w的比值，根据
网络特性，
尸COrtg"= 尸co"g ^V"rtc= P X ^Vflwd
_P =+户腦d
丄 丄 Zi 5 S
由(3)和(4),得，
由(1)和(5)得到大包和小包的拥塞丟包的总丟包率，
Si S 么-
p 二 + P咖g = 2户,g = (p — 1) 引入一个变量Dec表示拥塞丢包占丟包总数的比率，即拥塞丢包率，贝'J,
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
则，具体实现中，可直接依据7式计算拥塞丢包率。
步骤S101,将所述计算出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如 果所述拥塞丢包率大于所述阈值，执行步骤S102;如果所述拥塞丢包率小于等 于所述阈值，执行步骤S103; -
12步骤S102,判定所述第一统计窗口中的丟包为拥塞丢包，结束；
步骤S103,判定所述第 一统计窗口中的丢包为无线丢包。
本实施例，基于无线信道特性(借助无线信道中两个长度不等的分组数据 包的无线丢包比值)来确定丢包类型，相对于现有技术的方案更准确。
图2是才艮据本发明的处理丢包的装置的第一实施例的结构组成示意图；该 实施例的装置可用于实施第一实施例的处理丟包的方法，如图2所示，本实施 例的处理丟包的装置包括计算单元20和判定单元22，其中
所述计算单元20,用于根据第一统计窗口中，第一分组数据包的总丟包率、 第二分组数据包的总丟包率以及存储的所述第 一分组数据包的无线丢包率与所 述第二分组数据包的无线丟包率的比值，计算拥塞丟包率，其中，所述第一分 组数据包的长度和所述第二分组数据包的长度不相同，所述总丢包率包括无线 丟包率和拥塞丢包率；
所述判定单元22，用于将所述计算单元20计算出的拥塞丟包率，与预先设 定的阈值进行比较，如果所述拥塞丟包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗 口的丟包为拥塞丟包，如果所述拥塞丟包率小于等于所述阈值，则判定所述第 一统计窗口的丢包为无线丟包。
本实施例，基于无线信道特性(借助无线信道中两个长度不等的分组数据 包的无线丢包比值)来确定丟包类型，相对于现有技术的方案更准确。
图3是根据本发明的处理丟包的方法的第二实施例流程示意图；如图3所 示，本实施例的处理丟包的方法包括
步骤S300,统计第一统计窗口中，第一分组数据包的总丟包率、第二分组 数据包的总丢包率、并获取当前存储的第一分组数据包的无线丟包率与所述第 二分组数据包的无线丟包率的比值；
步骤S301，根据所述统计的总丢包率和获取的比值信息，依照公式<formula>formula see original document page 13</formula>计算拥塞丟包率；
步骤S302,将所述计算出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞丟包率大于所述阈值，执行步骤S303，如果所述拥塞丢包率小于等于所述阈值，执行步骤S304;,
步骤S303,判定所述第一统计窗口中的丟包为拥塞丢包，将所述当前存储的第一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丢包率的比值，更新为所述第一分组数据包的长度和所述第二分组数据包的长度的比值；方法结束。
步骤S304，则判定所述第一统计窗口中的丢包为无线丢包，依据迭代公式
A ="A—i+(l-^)^^" (8)，将所述当前存储的第一分组数据包的无线丢包率
TV"—戸
与所述第二分组凄史据包的无线丟包率的比值进^f于更新，其中，
所述"，为更新后所存储的第一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组
数据包的无线丢包率的比值，所述A-i为所述当前存储的第 一分组数据包的无线
丢包率与所述第二分组凄史据包的无线丟包率的比值，^1，所述#_;7/为第 一分组数据包的长度和所述第二分组数据包中长度较长的分组数据包的长
度，所述W—;w为第 一分组数据包的丟包数目和所述第二分组数据包中长度较短的分组数据包的丟包数目。
本实施例，步骤S300中所述获取的当前存储的所述第一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值可为设置的初值即所述第一分组数据包的长度和所述第二分组数据包的长度的比值；也可为步骤S303更新后的所述第一分组数据包的长度和所述第二分组数据包的长度的比值；也可
为步骤S304更新后的。
本实施例，基于无线信道特性(借助无线信道中两个长度不等的分组数据包的无线丟包比值)来确定丟包类型，相对于现有技术的方案更准确。
图4是根据本发明的处理丢包的装置的第二实施例的结构组成示意图；本实施例的装置可用于实现处理丟包的方法，如图4所示，本实施例的装置包括存储单元40、计算单元42、判定单元44以及更新单元46,其中所述存储单元40，用于存储所述第一分组数据包的无线丢包率与所述第二 分组数据包的无线丟包率的比值，所述比值的初值为所述第一分组数据包的 长度和所述第二分组数据包的长度的比值；
所述计算单元42,用于根据第一统计窗口中，第一分组数据包的总丟包率、 第二分组数据包的总丢包率以及所述存储单元40当前存储的所述第一分组数据 包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，计算拥塞丟包率， 其中，所述第一分组数据包的长度和所述第二分组数据包的长度不相同，所述 总丟包率包括无线丢包率和拥塞丟包率；仍参考图4，所述计算单元42进一步 包括统计获取单元421和计算子单元423，其中
所述统计获取单元421，用于统计所述第一分组数据包的总丢包率、所述第 二分组数据包的总丢包率、并获取所述存储单元40当前存储的第一分组数据包 的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值；
所述计算子单元423,用于根据所述统计获取单元421统计和获取的信息，
依照公式Dgc^2 ^^";,,,计算拥塞丟包率，其中，
所述Dec为需计算的拥塞丟包率，所述"为所述当前存储的第一分组数据 包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，所述/为所述第
一分组数据包和所述第二分组数据包中长度较短的^t据包的总丢包率，所述^ 为所述第 一分组数据包和所述第二分组数据包中长度较长的数据包的总丢包 率。
所述判定单元44,用于将所述计算单元42计算出的拥塞丢包率，与预先设 定的阈值进行比较，如果所述拥塞丟包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗 口的丟包为拥塞丢包，如果所述拥塞丢包率小于等于所述阈值，则判定所述第 一统计窗口的丢包为无线丟包；
所述更新单元46,用于当所述判定单元44判定所述第一统计窗口的丟包为 拥塞丟包时，将所述存储单元40当前存储的第一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，更新为所述第 一分组数据包的长度和
所述第二分组数据包的长度的比值；
当所述判定单元44判定所述第一统计窗口的丢包为无线丢包时，依据迭代
公式A = "A一 +G-^)^^ ，将所述存储单元40当前存储的第一分组数据包
TV—戸
的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值更新为Pf ,其中，
所述 〃,为更新后所存储的第一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组 数据包的无线丟包率的比值，所述A"为所述当前存储的第 一分组数据包的无线
丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，OSd^l,所述^ —^为 第 一分组数据包的长度和所述第二分组数据包中长度较长的分组数据包的丟包 数目，所述W —戸为第一分组数据包的长度和所述第二分组数据包中长度较短 的分组数据包的丢包数目。
本实施例，基于无线信道特性(借助无线信道中两个长度不等的分组数据 包的无线丢包比值)来确定丟包类型，相对于现有技术的方案更准确。
图5是根据本发明的多媒体传输质量控制方法的第一实施例的流程示意图； 如图5所示，本实施例的多媒体传输质量控制方法包括
步骤S500，才艮据第一统计窗口中，第一分组数据包的总丢包率、第二分组 数据包的总丟包率以及当前存储的所述第 一分组数据包的无线丢包率与所述第 二分组数据包的无线丢包率的比值，计算拥塞丢包率，其中，所述第一分组数 据包的长度和所述第二分组数据包的长度不相同，所述总丟包率包括无线丢包 率和拥塞丢包率；
步骤S501,将所述计算出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如 果所述拥塞丟包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口中的丟包为拥塞丟包， 如果所述拥塞丟包率小于等于所述阔值，则判定所述第一统计窗口中的丢包为 无线丟包；
步骤S500和步骤S501与处理丟包的方法的第一实施例相同，在此不赘述。步骤S502，才艮据所述拥塞丟包率，计算稳态吞吐量速率；
__^_
具体实现中，可依据公式<formula>formula see original document page 17</formula>
算稳态吞吐量速率，其中，
所述rate为稳态吞吐量速率(比如稳态TCP吞吐量速率)，TU为数据包的大小；rtt为包往返时间(Round Trip Time); tout为重传超时时间(timeout),仿真中取tout:4RTT; p是总拥塞丢包率。其中，/ 的计算参考前述公式6。
步骤S503，将所述计算出的速率与数据包发送设备当前的发送速率进行比较，如果二者的差值大于第一预设值，执行步骤S504;如果二者的差值小于或等于第一预设值，执行步骤S505;
步骤S504,采用乘性增加乘性减少拥塞控制算法对凄t据包的发送速率进行控制，方法结束。
步骤S505,釆用所述计算的稳态吞吐量速率对数据包的发送速率进行控制。
本实施例基于无线信道特性(借助无线信道中两个长度不等的分组数据包的无线丢包比值)来确定丟包类型，相对于现有技术的方案更准确，同时本发明实施例方案可根据准确性较高的丟包类型的辨别结果，进行速率控制设备发送速率的控制，以改善多々某体的传输质量。
图6是根据本发明的多媒体传输质量控制系统的第一实施例的结构组成示意图；本实施例的系统可用于实现第一实施例的多媒体传输质量控制方法，如图6所示，本实施例的系统包括数据包发送设备62和凝:据包接收设备60,其中
所述数据包接收设备60,用于根据第一统计窗口中，第一分组数据包的总丟包率、第二分组数据包的总丟包率以及当前存储的所述第 一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，计算拥塞丟包率；将所述计算出的拥塞丟包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞丟包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口的丢包为拥塞丢包，如果所述拥塞丢包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗口的丢包为无线丢包；并周期反々责拥塞丟包率给所述数据包发送设备62。
所述数据包发送设备62用于根据所述数据包接收设备60反馈的拥塞丢包 率，计算稳态吞吐量速率，并根据所述稳态吞吐量速率与速率控制设备当前的 发送速率进行比较，如果二者的差值大于第一预设值，则采用乘性增加乘性减 少拥塞控制算法对自身发送的数据包进行发送速率控制；如果二者的差值小于 或等于第一预设值，则采用所述计算的稳态吞吐量速率对自身发送的数据包进 行发送速率控制。
本实施例基于无线信道特性(借助无线信道中两个长度不等的分组数据包 的无线丟包比值)来确定丟包类型，相对于现有技术的方案更准确，同时本发 明实施例方案可根据准确性较高的丟包类型的辨别结果，进行速率控制设备发 送速率的控制，以改善多媒体的传输质量。
图7是根据本发明实施例提供的多媒体数据传输方法的一个举例的流程示 意图。如图7所示，该方法包括
步骤S700,发送端初始化；初始化操作包括设置初始数据发送速率、参 数a、 b、 d、 q、 Gl、 Gs、 Dth值；丟包记录队列长度(即第一丟包统计窗 口)后，进入慢启动过程；其中，所述a和b是MIMD(a,b)模型的速率增加和减 少参数，0<a， b<l。 d为常数，0《"<1。 Gl和Gs分别为发送端发送的第一分 组数据包的长度和第二分组数据包的长度，Dth为拥塞丢包的阈值。
步骤S701,当々某体流发送进入稳态时(有丢包发生)，接收端统计N_pl，
N_ps,,， Z， p及获取P。
步骤S702,接收端按照公式Z)ec = 2~~# —s,,计算Dec值。
步骤S703,接收端判断当前丢包的性质(即判断Dec是否大于Dth)。如果 Dec〉Dth,则判为拥塞丟包，否则判为无线丟包。
步骤S704,若是拥塞丟包，则更新/ ;否则不更新。
步骤S705,在每个采样时刻点t(具体实现中，采样间隔」t-q'RTT， q>0,
18是常数)，根据当前丢包性质判断结果(拥塞丢包或无线丟包)，更新Pt，具体
的，当判定为无线丟包时，按A:"A一+(l-")^^式更新Pt;而当判定为
拥塞丟包时，按A:A)更新Pt,其中/ 。=^7。
步骤S706，每隔固定时间，接收端将丟包率^告知发送端(利用实时传输协 议(RTP， Real-time Transport Protocol) /实时传输控制协议(RTCP， Real-time Transport Control Protocol)实时传^T妨4义)。
步骤S707，发送端在收到接收端发送的丟包率P，当获知该反馈周期没有 包丢失的情形下(RTCP反馈包中有指示)，发送端的速率控制完全依靠乘性增 加乘性减少MIMD (a,b)拥塞控制算法来调整，即调高为(a + 1)倍。
MIMD(a，b)拥塞控制算法描述如下
a和b是MIMD(a,b)模型的速率增加和减少参数，0<a, b<l。设，在当前拥 塞控制周期(一个或若干个RTT时间)1^ ，发送端的发送速率为R。若在该拥塞周 期内没有包丟失发生，则发送端的发送速率提高为(a+l)*R,否则，发送端的 发送速率降低为(l-bfR。
步骤S708 ,当发送端获知有丟包发生，则用于根据公式
的发送速率R进行比较如果有较大的差别(比如，差别大于30%)，则并不采 用这个rate对发送端的速率进行控制，而是用MIMD(a，b)拥塞控制算法进行控 制；比如，当rate〉R,则将发送端的速率调高为(a+l)倍，如果rate〈R,则降 低为(1-b)倍。如果rate与R差别不是太大(比如，差别小或等于30% ),则 采用这个rate对发送端速率控制。这样^L保证了发送速率调整的平稳性。
下面结合本发明提出的多媒体数据传输方法(简称为CMBD算法)的NS2 仿真结果及附图，对本发明CMBD与现有的TCP、 TFRC、 ZigZag、 SPLD、 Biaz 以及OMNI等算法进行比较说明。
更新稳态吞吐量速率rate,对得到的rate与当前仿真网络拓朴介绍无线最后一跳网络(WLH, Wireless last-hop )和无线骨干网(WB, Wireless backbone)。其中，所述WLH网络，最后一跳是带宽为150Kb、延时为10ms的无线链路，其余均为有线链路，当有一或两路媒体流传输时，有线共享链路的带宽设置为260Kb;当有多路々某体流同时传输时，有线共享链路带宽设置为无线链路带宽总和的86% ，延时为60ms。所以在WLH网络中，当多流并行发送时，有线共享链路是瓶颈；当只有单个流时，无线最后一跳链路为瓶颈。而在无线骨干网络中，骨干路由器R1和R2之间为无线共享链路,其它均为有线链路。无线骨干网络中有线链路的带宽为10Mb,延时为1ms;无线共享链路的带宽为400Kb (单路流)或800Kb (多路流)，延时为60ms,因此，在无线骨干网络中，瓶颈在无线共享链路上。
性能测试指标NS2仿真主要比较各种算法的吞吐量和拥塞丢包率两个指标。我们用TP表示各种流运行时网络总的吞吐量，TP ( % )表示网络带宽的利用率，即实际吞吐量与网络带宽的比值；CER表示因为拥塞引起的丟包率。
在所有实验中，每个数据流在预热时段后传输1000秒。CMBD算法的参数设置:&=1/5, b=l/10, d=0.9, q =0.5,阈值Dth=0.8,Gl=1016Bytes, Gs-508Bytes,丢包记录队列的长度=32,初始发送速率为32Kbps。
在WLH网络上，分别运行单或多路TCP、 TFRC、 ZigZag、 SPLD、 Biaz、CMBD和OMNI数据流。图8a-图8d分别显示了在不同无线信道误比特率/误字节率条件下，单路和四路数据流运行时的平均吞吐量和拥塞丢包率的仿真比较结果。
由图8a-图8d可以看出，在各种信道误比特率/误字节率条件下，OMNI的吞吐量总是最大(带宽利用率最高)，但同时它的拥塞丟包率也较高。本文方法CMBD的吞吐量(带宽利用率)仅次于OMNI,明显好于其他算法。TCP和TFRC由于把所有丢包都判为拥塞丢包，过度降低发送速率，导致吞吐量低下。随着无线信道误比特率的增加，CMBD方法的性能优势越发明显，吞吐量保持较高水平，同时拥塞丢包率也较低。
相应的，在WB网络上，分别运行单或多路TCP、 TFRC、 ZigZag、 SPLD、
20Biaz、 CMBD和OMNI数据流。图9a-图9d分别显示了单或多路流的平均吞吐 量和拥塞丢包率。
从图9a-图9d中可以看出，CMBD算法的吞吐量在多数情况下要高于其它 算法(OMNI除外)。随着无线比特错误率不断增大，无线环境变得恶劣，这些 算法的性能差异也越发明显。CMBD算法的吞吐量在绝大多数情况下均高于其 它算法(OMNI除外)，表明了其在该种网络中用于多媒体传输的优越性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。 其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory, ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory, RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之 权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵萃的范围。
权利要求
1、一种处理丢包的方法，其特征在于，包括根据第一统计窗口中第一分组数据包的总丢包率、第二分组数据包的总丢包率以及当前存储的所述第一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丢包率的比值，计算拥塞丢包率，其中，所述总丢包率包括无线丢包率和拥塞丢包率；将计算出拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞丢包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口中的丢包为拥塞丢包，如果所述拥塞丢包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗口中的丢包为无线丢包。
2、 如权利要求1所述的处理丢包的方法，其特征在于，所述当前存储的所 述第 一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值的 初值为所述第 一分组数据包的长度和所述第二分组数据包的长度的比值；所述方法还包括当判定所述第一统计窗口的丟包为拥塞丢包时，将所述当前存储的第一分 组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，更新为所 述第 一分组数据包的长度和所述第二分组数据包的长度的比值；当判定所述第 一 统计窗口的丢包为无线丢包时，依据迭代公式A = + (1 -")^^ ，将所述当前存^f诸的第一分组数据包的无线丢包率与所W一戸述第二分组数据包的无线丢包率的比值进行更新，其中，所述"，为更新后存储的第一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数 据包的无线丟包率的比值，所述!为所述当前存储的第 一分组数据包的无线丟 包率与所述第二分组数据包的无线丢包率的比值，0SdSl，所述AA—p/为 第 一分组数据包的长度和所述第二分组数据包中长度较长的分组数据包的丢包 数目，所述W —;^为第一分组数据包的长度和所述第二分组数据包中长度较短的分组数据包的丢包数目。
3、 如权利要求2所述的处理丢包的方法，其特征在于，所述根据所述丟包 统计窗口中第一分组数据包的总丢包率、第二分组^t据包的总丟包率以及所述 当前存储的第 一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率 的比值，计算拥塞丟包率包括统计所述第一分组数据包的总丢包率、所述第二分组数据包的总丢包率、 并获取当前存储的第 一分组数据包的无线丟包率与所述第二分组数据包的无线 丟包率的比值；根据所述统计的总丟包率和所述获取的比值，依照公式 ￡>gC = 2 ,，计算拥塞丢包率，其中，所述Dec为需计算的拥塞丢包率，所述P为所述当前存储的第一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，所述^为所述第一分组数据包和所述第二分组数据包中长度较短的数据包的总丢包率，所述, 为所述第 一分组数据包和所述第二分组数据包中长度较长的数据包的总丢包 率。
4、 一种多媒体传输质量控制方法，其特征在于，包括 根据第一统计窗口中第一分组数据包的总丟包率、第二分组数据包的总丟包率以及当前存储的所述第 一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数据包 的无线丟包率的比值，计算拥塞丟包率；将所述计算出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞 丢包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口的丟包为拥塞丢包，如果所述拥 塞丟包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗口的丢包为无线丢包；根据所述计算出的拥塞丟包率，计算稳态吞吐量速率，并将所述计算出的 速率与数据包发送设备当前的发送速率进行比较，如果二者的差值大于第 一预 设值，采用乘性增加乘性减少拥塞控制算法对数据包的发送速率进行控制；如果二者的差值小于或等于第一预设值，采用所述计算的稳态吞吐量速率对数据 包的发送速率进行控制。
5、 一种处理丢包的装置，其特征在于，包括计算单元，用于根据第一统计窗口中，第一分组数据包的总丟包率、第二 分组数据包的总丟包率以及存储的所述第一分组数据包的无线丟包率与所述第 二分组数据包的无线丢包率的比值，计算拥塞丢包率，其中，所述总丟包率包 括无线丢包率和拥塞丟包率；判定单元，用于将所述计算单元计算出的拥塞丟包率，与预先设定的阈值 进行比较，如果所述拥塞丟包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口的丢包 为拥塞丟包，如果所述拥塞丟包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗 口的丟包为无线丢包。
6、 如权利要求5所述的处理丢包的装置，其特征在于，还包括 存储单元，用于存储所述第 一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，所述比值的初值为所述第一分组数据包的长度和 所述第二分组数据包的长度的比值；更新单元，用于当所述判定单元判定所述第一统计窗口的丟包为拥塞丟包 时，将所述存储单元当前存储的第 一分组^t据包的无线丢包率与所述第二分组 数据包的无线丟包率的比值，更新为所述第 一分组数据包的长度和所述第二分 组数据包的长度的比值；当所述判定单元判定所迷第一统计窗口的丟包为无线丟包时，依据迭代公式<formula>formula see original document page 4</formula>将所述存储单元当前存储的第一分组数据包的无线戸丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值更新为,其中，所述为更新后所存储的第一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组 数据包的无线丢包率的比值，所述A-i为所述当前存储的第 一分组数据包的无线 丟包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，0《d S1,所述7V —/ /为第 一分组数据包的长度和所述第二分组数据包中长度较长的分组数据包的丟包 数目，所述W —戸为第一分组数据包的长度和所述第二分组数据包中长度较短 的分组凄t据包的丟包数目。
7、 如权利要求6所述的处理丟包的装置，其特征在于，所述计算单元包括 统计获取单元，用于统计所述第一分组数据包的总丟包率、所述第二分组数据包的总丟包率、并获取当前存储的第一分组数据包的无线丟包率与所述第 二分组数据包的无线丢包率的比值；计算子单元，用于根据所述统计获取单元统计的总丢包率和获取的比值信息，依照公式压r2 /￡ ,，计算拥塞丢包率，其中，所述Dec为需计算的拥塞丟包率，所述/ 为所述当前存4诸的第一分组数据 包的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，所述；/为所述第 一分组数据包和所述第二分组ft据包中长度较短的it据包的总丢包率，所述/ 为所述第 一分组数据包和所述第二分组数据包中长度较长的数据包的总丟包 率。
8、 一种多媒体传输质量控制系统，其特征在于，包括 数据包接收设备，用于根据第一统计窗口中第一分组数据包的总丢包率、第二分组数据包的总丢包率以及当前存储的所述第 一分组凝:据包的无线丟包率 与所述第二分组数据包的无线丟包率的比值，计算拥塞丟包率；并将所述计算 出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞丟包率大于所述 阈值，判定所述第一统计窗口的丢包为拥塞丢包，如果所述拥塞丢包率小于等 于所述阈值，则判定所述第一统计窗口的丢包为无线丢包，并反^t责所述拥塞丢 包率给数据包发送设备；数据包发送设备，根据所述数据包接收设备反馈的拥塞丢包率，计算稳态 吞吐量速率，并根据所计算的稳态吞吐量速率与当前lt据包的发送速率进行比 较，如果二者的差值大于第一预设值，采用乘性增加乘性减少拥塞控制算法对发送的数据包进行发送速率控制；如果二者的差值小于或等于第一预设值，采 用所述计算的稳态吞吐量速率对发送的数据包进行发送速率控制。
全文摘要
本发明实施例公开了处理丢包的方法、传输质量控制方法、装置及系统。其中，所述处理丢包的方法，包括根据第一统计窗口中，第一分组数据包的总丢包率、第二分组数据包的总丢包率以及当前存储的所述第一分组数据包的无线丢包率与所述第二分组数据包的无线丢包率的比值，计算拥塞丢包率；将所述计算出的拥塞丢包率，与预先设定的阈值进行比较，如果所述拥塞丢包率大于所述阈值，判定所述第一统计窗口中的丢包为拥塞丢包，如果所述拥塞丢包率小于等于所述阈值，则判定所述第一统计窗口中的丢包为无线丢包。采用本发明实施例可提高丢包类型判别的准确性。
文档编号H04L12/56GK101686100SQ20081019877
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年9月25日
发明者庄宏成, 董育宁, 赵海涛 申请人:华为技术有限公司;南京邮电大学