專利名稱：基于混合器的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種基于混合器的實時傳輸協(xié)議(Real-time Transport Protocol，RTP)數(shù)據(jù)包配置方法。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)Internet已經(jīng)成為當(dāng)今信息社會的最重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施，同時，互聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用類型也在不斷變化，最初的以遠(yuǎn)程登陸(telnet)為主的應(yīng)用在經(jīng)歷了以文件傳輸(ftp)、主頁瀏覽(web)應(yīng)用為主的熱潮以后，正在逐漸向以音頻、視頻為主的實時多媒體應(yīng)用發(fā)展。
實時傳輸協(xié)議是為多媒體數(shù)據(jù)的實時傳輸而設(shè)計的傳輸協(xié)議，用于端到端的數(shù)據(jù)傳輸，具有復(fù)用和解復(fù)用功能，RTP與下層協(xié)議無關(guān)，任何可以建立端對端連接的協(xié)議都可以被RTP利用，RTP協(xié)議通常運行于用戶數(shù)據(jù)報(UDP)之上，也可以基于AAL5/ATM或IPX等其他無連接的通信協(xié)議。傳輸過程中，通常利用底層的UDP協(xié)議對實時音/視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行多播或單播，從而實現(xiàn)多點或單點的信息傳輸。網(wǎng)絡(luò)中多點之間的RTP數(shù)據(jù)傳輸、通信量的監(jiān)控、和身份識別功能由實時傳輸控制協(xié)議(Real-time Transport ControlProtocol，RTCP)來完成控制信息的管理。
在工作時，RTP協(xié)議從上層接收流媒體信息碼流(如H.263)，裝配成RTP數(shù)據(jù)包發(fā)送給下層，下層協(xié)議提供RTP和RTCP的分流，例如在UDP中，RTP使用一個偶數(shù)號端口，則相應(yīng)的RTCP使用其后的奇數(shù)號端口。RTP數(shù)據(jù)包沒有長度限制，它的最大包長只受下層協(xié)議的限制。
如圖1所示，RTP利用混合器(mixer)和解釋器(translator)來完成實時數(shù)據(jù)的傳輸，s1、s2、s3、和s4為數(shù)據(jù)源的發(fā)送端，r1為最終RTP包流的接收端。
其中，混合器是從一個或多個源中接收RTP包的中間系統(tǒng)，它將接收的這些包混合，并形成一個新的RTP包，一般來說，由于多個輸入流并不同步，所以混合器需要對這些輸入源進(jìn)行時間判斷，然后形成混合流自己的時間。這樣，一個混合器就可以作為一個同步源。
具體來說，混合器從由一個或多個源發(fā)出的RTP包中提取內(nèi)容，并將它們通過某種方式混合，然后從一個新的RTP包中送出。在這個過程中，數(shù)據(jù)格式可能被改變，而且由于多個輸入源的計時一般不會同步，所以混合器會對各個流的計時做出調(diào)整，并為組合流生成一個新的計時。在RTP包組合好后，混合器將被標(biāo)識成它所產(chǎn)生所有數(shù)據(jù)包的同步源。在該過程中，混合器如何組合數(shù)據(jù)格式如何調(diào)整計時器是關(guān)鍵。
此外，解釋器(又可稱為轉(zhuǎn)換器)是通過完整的同步源標(biāo)識符轉(zhuǎn)發(fā)RTP數(shù)據(jù)包的中間系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換器的主要作用是轉(zhuǎn)發(fā)RTP包而不改變各個數(shù)據(jù)包的同步源標(biāo)識符，例如，轉(zhuǎn)換器可以不執(zhí)行混頻，將多播復(fù)制到單播的重復(fù)裝置以及防火墻中應(yīng)用層的過濾器。
圖2示出了RTP中混合器的應(yīng)用。在圖2中，E表示終端，T表示解釋器，M表示混合器。如圖所示，解釋器T2同時收到E6、M1、E4、M3發(fā)來的數(shù)據(jù)，T2對數(shù)據(jù)不做處理，直接將所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端E7。使用者可以在不同的實時媒體傳輸應(yīng)用中組合使用混合器和解釋器，以滿足不同的應(yīng)用需要。
在相關(guān)技術(shù)中，來自同一源的數(shù)據(jù)流通過混合器時被加上新的SSRC(Synchronization Source，同步源)標(biāo)識，之后直接送到接收端，這樣處理存在以下缺陷(1)無線連接脆弱，誤碼率高；(2)無線連接的帶寬較??；(3)單元內(nèi)的有效帶寬動態(tài)改變，降低了系統(tǒng)的性能。
然而，目前尚未提出能夠在混合器中對RTP數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理、使得接收端容易地識別來自不同發(fā)送方的非同步到達(dá)的數(shù)據(jù)的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題而做出本發(fā)明，為此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種基于混合器的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法。
該方法包括步驟S302，在實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的頭部中預(yù)先設(shè)置擴展字段、貢獻(xiàn)源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源計數(shù)字段，并由發(fā)送源將實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包發(fā)送給混合器；步驟S304，混合器對實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包進(jìn)行混合操作，并在實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的頭部中設(shè)置以下中的一個或多個與混合器對應(yīng)的混合器標(biāo)識符、與發(fā)送源對應(yīng)的同步源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表；以及步驟S306，混合器增加擴展字段和貢獻(xiàn)源計數(shù)字段的值，并傳輸實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包。
其中，通過擴展字段來標(biāo)識實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包經(jīng)過的混合器的數(shù)量；通過貢獻(xiàn)源計數(shù)字段來標(biāo)識實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包中的貢獻(xiàn)源標(biāo)識符的數(shù)目。
在步驟S304中，通過混合器標(biāo)識符來標(biāo)識混合器；通過同步源標(biāo)識符來標(biāo)識發(fā)送源。并且，同步源標(biāo)識符是隨機生成的，并且相同的發(fā)送源發(fā)送的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包具有相同的同步源標(biāo)識符。
此外，在步驟S304中，通過貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表來標(biāo)識在實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包中對有效負(fù)荷起作用的貢獻(xiàn)源，其中，貢獻(xiàn)源用于使能混合器。其中，貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表至少包含所傳輸?shù)膶崟r傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的類型和編碼方法，還可以進(jìn)一步包括時間戳，通過時間戳來標(biāo)識發(fā)送源發(fā)送實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的時間。
在步驟S306之后，進(jìn)一步包括以下處理混合器將實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮斩耍唤邮斩烁鶕?jù)混合器標(biāo)識符、同步源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表中的一個或多個來解析實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包。
通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案，可以在混合器中對實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包頭進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)識，使接收端容易地識別來自同一發(fā)送源的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的速度，降低了誤碼率與網(wǎng)絡(luò)延遲。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的傳輸流程的示意圖；
圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的混合器在實時傳輸協(xié)議中的應(yīng)用的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于混合器的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法的流程圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于混合器的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法中混合器標(biāo)識符結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
在實際應(yīng)用中，并非所有站點都收到相同格式的媒體數(shù)據(jù)，例如，一個地方的參與者只能低速接入會議，而其他大部分參與者都能享受高速連接。此時，通過在只能低速接入的地方設(shè)置混合器，由混合器對收到的RTP數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，可以使得接收端能夠容易地識別來自相同發(fā)送源的數(shù)據(jù)包。
在本實施例中，提供了一種基于混合器的RTP數(shù)據(jù)包配置方法。RTP數(shù)據(jù)包由RTP頭和不定長的連續(xù)媒體數(shù)據(jù)組成，本實施例中的方法主要對RTP頭進(jìn)行了相應(yīng)處理。
在實際應(yīng)用根據(jù)本實施例的方法時，混合器對輸入的音頻包重新進(jìn)行同步，重建發(fā)送方產(chǎn)生的20ms的固定間隔，將已重建的音頻流混合為單一的流，將音頻編碼轉(zhuǎn)換為低帶寬格式，最后通過低帶寬連接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包流(package stream)。這些包可能被單播到一個接收方，也可能多播到另一個的地址而發(fā)給多個接收方。
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。具體地，如圖3所示，該方法包括如下步驟
步驟S302，在RTP數(shù)據(jù)包的頭部中預(yù)先設(shè)置擴展字段(用X表示，優(yōu)選地，為1比特，當(dāng)通過混合器時，將其設(shè)置為1)、貢獻(xiàn)源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源計數(shù)字段(CC)(優(yōu)選地，為4比特)，并由發(fā)送源將RTP數(shù)據(jù)包發(fā)送給混合器；步驟S304，混合器對RTP數(shù)據(jù)包進(jìn)行混合操作，并在RTP數(shù)據(jù)包的頭部中設(shè)置以下中的一個或多個與混合器對應(yīng)的混合器標(biāo)識符(優(yōu)選地，為16比特，并且還可以附加在RTP數(shù)據(jù)頭后面)、與發(fā)送源對應(yīng)的同步源(SSRC)標(biāo)識符(優(yōu)選地，可以為32比特，表示正在為會話產(chǎn)生RTP包的源)、以及貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表(CSRClist)；步驟S306，混合器增加擴展字段和貢獻(xiàn)源計數(shù)字段的值，并傳輸RTP數(shù)據(jù)包(當(dāng)數(shù)據(jù)流通過混合器時，X＝1，CC為非零值)。
以下首先詳細(xì)描述通過上述字段進(jìn)行的處理擴展字段(Extension，X)通過擴展字段來標(biāo)識RTP數(shù)據(jù)包經(jīng)過的混合器的數(shù)量；貢獻(xiàn)源計數(shù)字段(CSRC count，CC)通過CC來標(biāo)識RTP數(shù)據(jù)包中的貢獻(xiàn)源標(biāo)識符的數(shù)目，隨著通過混合器的數(shù)量的增加，CC的值遞增。
混合器標(biāo)識符通過來標(biāo)識混合器，具有相同混合器標(biāo)識符的RTP通過同一個混合器，混合器標(biāo)識符的結(jié)構(gòu)如圖4所示；同步源標(biāo)識符(SSRC)通過同步源標(biāo)識符來標(biāo)識發(fā)送源，其中，同步源標(biāo)識符是隨機生成的，以避免在同一個RTP會話中兩個源具有相同的標(biāo)識符；另外，相同的發(fā)送源發(fā)送的RTP數(shù)據(jù)包具有相同的同步源標(biāo)識符。
貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表在步驟S304中，通過貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表來標(biāo)識在RTP數(shù)據(jù)包中對有效負(fù)荷起作用的貢獻(xiàn)源(根據(jù)CC的限定，最大數(shù)量為15，如果超過15個，則標(biāo)識前15個)；其中，貢獻(xiàn)源(Contributing Source，CSRC)用于使能混合器。
其中，貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表至少包含所傳輸?shù)腞TP數(shù)據(jù)包的類型和編碼方法。并且，貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表進(jìn)一步包括時間戳，通過時間戳可以標(biāo)識發(fā)送源發(fā)送RTP數(shù)據(jù)包的時間，優(yōu)選地，其長度為32比特，當(dāng)RTP通過混合器時，如果需要緩沖20ms的音頻數(shù)據(jù)，無論包是被傳遞了還是被丟失了，每處理完一個包RTP時間戳都增加160。
優(yōu)選地，在RTP數(shù)據(jù)包的頭部中還可以包括以下字段版本號(Version(V))，這個域長度可以為2比特，當(dāng)前的版本為2.0；填充(Padding(P))，這個域長度可以為1比特，如果P被置位，則在包的結(jié)尾處包含有一個或多個附加的填充字節(jié)，這些填充字節(jié)不是有效負(fù)荷的一部分；標(biāo)識位(Marked bit(M))，這個域長度可以為1比特，如果M被置位，則表示一些重要的項目(例如，幀邊界)在包中被標(biāo)記；有效負(fù)荷類型(Payload type(PT))，這個域長度可以為7比特，PT指示的是有RTP包中的有效負(fù)荷的類型；序列號(Sequence number) 這個域的長度可以為16個比特，每送一個RTP包數(shù)目就增加1，其初始值被設(shè)為一個隨機數(shù)，接收方不僅可以通過該序列號檢測包丟失，還可以重組包序列。
另外，在步驟S306之后，進(jìn)一步包括以下處理混合器將RTP數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮斩耍唤邮斩烁鶕?jù)混合器標(biāo)識符、同步源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表中的一個或多個來解析RTP數(shù)據(jù)包。
本發(fā)明通過設(shè)置RTP頭，使混合器能辨識出對混合后的包有用的源，RTP頭中包括的混合器標(biāo)識符可以表明該資源是混合的，從而將正確的談話者的指示提供給接收者。如步驟S306中的處理，當(dāng)數(shù)據(jù)流通過混合器時，X＝1，CC為非零值，且X隨通過混合器的數(shù)目CC的值增加，并且，還可以在RTP數(shù)據(jù)頭后面值附加擴展的16位的混合器標(biāo)志位。該混合器再次同步接收到的音頻包來重組這個由發(fā)送者生成的連續(xù)的20毫秒間隔，并將這些重組的音頻流混合為一個單獨的數(shù)據(jù)包流。之后，可以將該音頻編碼轉(zhuǎn)換到低帶寬編碼，并將該低帶寬包流穿過低帶寬鏈接推向前，這些包可能單播到一個單獨的接收者，或多播到多個接收者。
綜上所述，借助于本發(fā)明的技術(shù)方案，可以在混合器中對實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包頭進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)識，使接收端容易地識別來自同一發(fā)送源的RTP包，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的速度，降低了誤碼率與網(wǎng)絡(luò)延遲。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于混合器的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，包括步驟S302，在實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的頭部中預(yù)先設(shè)置擴展字段、貢獻(xiàn)源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源計數(shù)字段，并由發(fā)送源將所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包發(fā)送給混合器；步驟S304，所述混合器對所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包進(jìn)行混合操作，并在所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的頭部中設(shè)置以下中的一個或多個與所述混合器對應(yīng)的混合器標(biāo)識符、與所述發(fā)送源對應(yīng)的同步源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表；以及步驟S306，所述混合器增加所述擴展字段和所述貢獻(xiàn)源計數(shù)字段的值，并傳輸所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，通過所述擴展字段來標(biāo)識所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包經(jīng)過的混合器的數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，通過所述貢獻(xiàn)源計數(shù)字段來標(biāo)識所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包中的所述貢獻(xiàn)源標(biāo)識符的數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，在所述步驟S304中，通過所述混合器標(biāo)識符來標(biāo)識混合器；通過所述同步源標(biāo)識符來標(biāo)識發(fā)送源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，在所述步驟S304中，隨機生成所述同步源標(biāo)識符，并且相同的發(fā)送源發(fā)送的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包具有相同的同步源標(biāo)識符。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，在所述步驟S304中，通過所述貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表來標(biāo)識在所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包中對有效負(fù)荷起作用的貢獻(xiàn)源，其中，所述貢獻(xiàn)源用于使能所述混合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，所述貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表至少包含所傳輸?shù)乃鰧崟r傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的類型和編碼方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，所述貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表進(jìn)一步包括時間戳，通過所述時間戳來標(biāo)識所述發(fā)送源發(fā)送所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，其特征在于，在所述步驟S306之后，進(jìn)一步包括以下處理所述混合器將所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮斩耍灰约八鼋邮斩烁鶕?jù)所述混合器標(biāo)識符、所述同步源標(biāo)識符、以及所述貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表中的一個或多個來解析所述實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于混合器的實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包配置方法，包括步驟S302，在實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的頭部中預(yù)先設(shè)置擴展字段、貢獻(xiàn)源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源計數(shù)字段，并由發(fā)送源將實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包發(fā)送給混合器；步驟S304，混合器對實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包進(jìn)行混合操作，并在實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包的頭部中設(shè)置以下中的一個或多個與混合器對應(yīng)的混合器標(biāo)識符、與發(fā)送源對應(yīng)的同步源標(biāo)識符、以及貢獻(xiàn)源標(biāo)識符列表；以及步驟S306，混合器增加擴展字段和貢獻(xiàn)源計數(shù)字段的值，并傳輸實時傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包。通過使用本發(fā)明，可以使接收端容易地識別來自同一發(fā)送源的實時傳輸協(xié)議包，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的速度，降低了誤碼率與網(wǎng)絡(luò)延遲。
文檔編號H04L12/56GK101039325SQ20071009699
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者趙凝霞, 施元慶, 張桂蘭 申請人:中興通訊股份有限公司