專利名稱：一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡視頻傳輸領域，尤其涉及到網(wǎng)絡環(huán)境變化過程中確保視頻質(zhì)量的網(wǎng)絡視頻傳輸。
背景技術：
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IP網(wǎng)基于統(tǒng)計復用和分組交換技術，在需要同時傳輸語音、數(shù)據(jù)以及視頻等多種業(yè)務時，其傳統(tǒng)的“盡力傳遞”機制暴露出很多問題，其中最重要的一點就是無法為每一種業(yè)務提供端到端的帶寬保證，會導致較大的傳輸延時和抖動。為此，必須通過技術手段對IP網(wǎng)進行優(yōu)化，以減少網(wǎng)絡本身對傳輸效果的影響，這些技術手段目前已經(jīng)發(fā)展為IP體系中的一個重要分支，就是服務質(zhì)量(QoS)。網(wǎng)絡QoS技術分為三類，包括盡力而為服務、集成服務、差分服務，其中差分服務應用最廣泛。在差分服務中，網(wǎng)絡根據(jù)每一個數(shù)據(jù)包的QoS標記對數(shù)據(jù)包進行分類、排隊和管理。這些標記可以是IP地址、TCP端口號或IP數(shù)據(jù)包中的特定字段。
實際的網(wǎng)絡規(guī)劃要求網(wǎng)絡設備(如路由器)能夠借助于復雜的流量管理系統(tǒng)，通過多種技術提供QoS保證機制，根據(jù)業(yè)務類型劃分不同的優(yōu)先等級，然后根據(jù)這些優(yōu)先級別分配網(wǎng)絡資源。為了保證視頻業(yè)務的帶寬，路由器必須能夠在通過的IP數(shù)據(jù)流中識別出視頻業(yè)務數(shù)據(jù)包并對其分類，然后再通過擁塞管理機制提供帶寬保證和優(yōu)先傳遞服務。這樣，在網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時，就可以保證語音和視頻業(yè)務的傳輸效果了。
除了網(wǎng)絡應該提供良好的QoS保障機制外，傳輸系統(tǒng)設備本身也應該具有良好的QoS性能才能真正保證傳輸效果，這種性能主要體現(xiàn)在傳輸設備本身對惡劣網(wǎng)絡環(huán)境的適應能力。設備本身對惡劣網(wǎng)絡環(huán)境的適應能力將對傳輸效果產(chǎn)生較大的影響，這些適應能力包括IP優(yōu)先權設置、IP包排序、IP包重復控制、IP包抖動控制、丟包重傳以及速率自動調(diào)整等。
現(xiàn)有技術提供QoS保障機制的方式是:先發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，待數(shù)據(jù)包接收完畢后檢驗是否丟包，如果丟包則重發(fā)，若無丟包則繼續(xù)發(fā)送?，F(xiàn)有技術有以下缺點:首先，要在丟包發(fā)生后才調(diào)整視頻數(shù)據(jù)的速率，這時候圖像失真已經(jīng)產(chǎn)生了，已經(jīng)對用戶的使用體驗產(chǎn)生影響，偏向于事后補救類的QoS技術；其次，這方面的QoS技術通常的實現(xiàn)不是丟一個數(shù)據(jù)包，就做出反饋，降低速率，而是需要對一段時間來進行統(tǒng)計，計算丟包率，根據(jù)丟包率來確定是否降低速率，這段時間通常是需要幾秒，也就是系統(tǒng)恢復時間較長，影響用戶的使用；最后，現(xiàn)有視頻傳輸通常采用RFC標準的RTP和RTCP協(xié)議，RTP協(xié)議負責傳輸媒體數(shù)據(jù)，RTCP負責傳輸控制信息，包括丟包率等網(wǎng)絡狀況信息，RTCP數(shù)據(jù)包一般周期為5秒發(fā)送一次，只發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，而RTCP也是采用UDP的，也會出現(xiàn)丟包，如果丟失了，那么就必須等下一個RTCP的發(fā)送周期時間，終端設備才能收到網(wǎng)絡狀況信息，而且會造成丟包率統(tǒng)計的未能及時，終端設備不能準確判斷網(wǎng)絡狀況，調(diào)整合適的速率。
發(fā)明的目的:
本發(fā)明的目的在于提供支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法， 在網(wǎng)絡環(huán)境剛開始變差的時候就調(diào)整視頻數(shù)據(jù)的速率，使得視頻數(shù)據(jù)的速率跟網(wǎng)絡環(huán)境匹配，增強用戶使用體驗。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法包括以下步驟:
al)終端設備A在發(fā)送視頻數(shù)據(jù)包的時候，獲取本機的時間Tl，將Tl標記在RTP數(shù)據(jù)頭部擴展信息一并發(fā)到終端設備B。
bl)終端設備B收到標記了時間Tl的RTP數(shù)據(jù)記錄本機時間T2。
Cl)終端設備B在發(fā)送下一個RTP數(shù)據(jù)包時，先獲取本機當前時間T3，然后計算延時，T4 = T3-T2，將T5 = T1+T4標記在RTP數(shù)據(jù)頭部擴展信息發(fā)送至終端設備A。
dl)終端設備A收到附帶T5的來自終端設備B的RTP數(shù)據(jù)后，提取T5，然后獲取本機當前時間T6，計算延時T7 = T6-T5。
el)終端設備A計算的時間T7就是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間RTT。
fl)設定一個標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間SRTT，當實際網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間小于或等于標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間時表示網(wǎng)絡狀況良好，返回到步驟al)繼續(xù)發(fā)送，當實際網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間大于標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間時表示網(wǎng)絡狀況不良，先調(diào)整音/視頻速率，再返回到步
驟al)繼續(xù)發(fā)送。
需要說明的是上述時間T1、T2、T3、T4、T5、T6，其中Τ1、Τ2、Τ3、Τ5、Τ6為時間點，而Τ4、Τ7為時間段。而時間點Τ1、Τ2、Τ3、Τ5、Τ6均是基于一定終端的本機時間，其中Τ1、Τ5、Τ6為基于終端A的本機時間；Τ2、Τ3為基于終端B的本機時間。Τ4、Τ7這兩個時間段含義如下:Τ4是終端B接收到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進行處理所花費的時間；Τ7則是數(shù)據(jù)往返于網(wǎng)絡所花費的時間。
本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法中設定了一個標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間SRTT，當網(wǎng)絡環(huán)境沒有發(fā)生任何異常時，如前所述Τ7(數(shù)據(jù)往返于網(wǎng)絡所花費的時問)小于或等于SRTT，而一旦發(fā)生網(wǎng)絡擁塞或者網(wǎng)絡環(huán)境突然變差，數(shù)據(jù)往返于網(wǎng)絡所花費的時間Τ7就會突破SRTT。此時就需要降低視頻速率進行傳輸，比如降低視頻圖像的分辨率、降低視頻圖像的幀率、降低視頻圖像的質(zhì)量。
圖1為本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法的視頻傳輸過程示意圖。
圖2為本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法的流程圖。
具體實施方式
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下面結合說明書附圖來說明本發(fā)明一種支持3G無線網(wǎng)絡的三網(wǎng)融合智能終端的具體實施方式
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圖1為本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法的視頻傳輸過程示意圖，圖中設備A和設備B是對等的，時間軸沿著垂直方向，而水平方向的箭頭所指方向為視頻傳輸?shù)姆较?。從圖中可以看出在終端設備A的本機Tl時刻，終端設備A向終端設備B發(fā)送數(shù)據(jù)包RTP (Tl)，在Τ5時刻， 終端設備B向終端設備A發(fā)送數(shù)據(jù)包RTP (Τ5)。Τ5 = Τ1+Τ4，Τ4 =T3-T2，T4做為一個時間段，Τ5在Tl的基礎上加上一個時間段Τ4，所以Τ5也是針對終端設備A的本機時間。
圖2為本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法的流程圖，終端設備A在發(fā)送視頻數(shù)據(jù)包的時候，先獲取本機的時間Tl，將Tl標記在RTP數(shù)據(jù)頭部擴展信息一并發(fā)到終端設備B。當終端設備B收到標記了時間Tl的RTP數(shù)據(jù)記錄終端B的本機時間Τ2，同時終端B對接收到的數(shù)據(jù)精選處理，然后準備發(fā)送，終端設備B在發(fā)送下一個RTP數(shù)據(jù)包時，先獲取終端B的本機時間Τ3，然后計算延時，Τ4 = Τ3-Τ2，將Τ5 = Τ1+Τ4標記在RTP數(shù)據(jù)頭部擴展信息發(fā)送至終端設備Α。終端設備A收到附帶Τ5的來自終端設備B的RTP數(shù)據(jù)后，提取Τ5，然后獲取終端A本機當前時間Τ6，計算延時Τ7 = Τ6-Τ5。根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境設定一個標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間SRTT，當實際網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間小于或等于標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間時表示網(wǎng)絡狀況良好，返回到步驟al)繼續(xù)發(fā)送，當實際網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間大于標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間時表示網(wǎng)絡狀況不良， 先調(diào)整視頻速率，在發(fā)送。
權利要求
1.一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法其特征在于包括以下步驟: al)終端設備A在發(fā)送視頻數(shù)據(jù)包的時候，獲取本機的時間Tl，將Tl標記在RTP數(shù)據(jù)頭部擴展信息一并發(fā)到終端設備B。
bl)終端設備B收到標記了時間Tl的RTP數(shù)據(jù)時記錄本機時間T2。
Cl)終端設備B在發(fā)送下一個RTP數(shù)據(jù)包時，先獲取本機時間T3，然后計算延時，T4 =T3-T2，將T5 = T1+T4標記在RTP數(shù)據(jù)頭部擴展信息發(fā)送至終端設備A。
dl)終端設備A收到附帶T5的來自終端設備B的RTP數(shù)據(jù)后，提取T5，然后獲取本機當前時間T6，計算延時T7 = T6-T5。
el)終端設備A計算的時間T7就是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間RTT。
Π)設定一個標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間SRTTO，當實際網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間小于或等于標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間時表示網(wǎng)絡狀況良好，返回到步驟al)繼續(xù)發(fā)送，當實際網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間大于標準網(wǎng)絡數(shù)據(jù)往返時間時表示網(wǎng)絡狀況不良，先調(diào)整音/視頻速率，再返回到步驟al)繼續(xù)發(fā)送。
2.根據(jù)權利要 求1所述一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法，其特征在于所述時間Tl、時間T2、時間T3、時間T5、時間T6為時間點。
3.根據(jù)權利要求1所述一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法，其特征在于所述時間T4、時間T7為時間段。
4.根據(jù)權利要求1所述一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法，其特征在于所述終端A和終端B為對等終端。
5.根據(jù)權利要求1所述一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法中步驟fl中的調(diào)整視頻速率，其特征在于所述調(diào)整音/視頻速率的方式包括:降低音頻質(zhì)量、降低視頻圖像的分辨率、降低視頻圖像的幀率、降低視頻圖像的質(zhì)量。
全文摘要
IP網(wǎng)絡是“盡力而為”的網(wǎng)絡，它不提供網(wǎng)絡服務質(zhì)量QoS(Quality ofService)保證機制。本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法通過在RTP頭部加入擴展信息來檢測網(wǎng)絡傳輸環(huán)境，在網(wǎng)絡環(huán)境剛開始變差但還未發(fā)生丟包時就及時調(diào)整視頻數(shù)據(jù)的速率來匹配實時網(wǎng)絡環(huán)境，從而防止了丟包情況的出現(xiàn)，本發(fā)明一種支持QoS的網(wǎng)絡視頻傳輸方法對網(wǎng)絡狀況信息反饋速度快，周期短，終端設備可以及時準確地作出判斷，調(diào)整恰當?shù)乃俾?，增強了用戶的體驗。
文檔編號H04N21/643GK103220585SQ20121049095
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權日2012年11月26日
發(fā)明者陳鋒, 陳達文 申請人:佛山絡威網(wǎng)絡技術有限公司