密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括：編碼端，其對(duì)視頻流所劃分的若干信息組依次進(jìn)行LT碼編碼得到多組多緩沖LT碼，并發(fā)送所得到的多緩沖LT碼；至少兩條通信鏈路；解碼端，其對(duì)累計(jì)接收到的每組多緩沖LT碼進(jìn)行LT碼解碼從而得到對(duì)應(yīng)的信息組，并清空對(duì)應(yīng)的解碼緩沖區(qū)，其中，在一通信鏈路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，則切換至其他通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，或者選擇其他通信鏈路與該通信鏈路同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明的系統(tǒng)可在密集通信中反饋鏈路延時(shí)較大時(shí)或上下行鏈路不對(duì)等反饋鏈路不理想時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效可靠傳輸，并且由于非恒速碼的特性，通信鏈路之間的切換更加流暢。
【專(zhuān)利說(shuō)明】密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)通信是信息社會(huì)的重要基礎(chǔ)構(gòu)架，發(fā)展寬帶無(wú)線移動(dòng)通信是我國(guó)的基本戰(zhàn)略需求。同時(shí)，隨著我國(guó)人民在信息社會(huì)中文化生活的極大豐富，以及智能手機(jī)、平板、筆記本電腦的普及，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量幾乎呈指數(shù)型海量增長(zhǎng)。另一方面，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市人口密集化程度不斷升級(jí)，而由于土地資源的限制，現(xiàn)代城市的發(fā)展正在由平面延伸轉(zhuǎn)向立體延伸，這也使得單位面積上的移動(dòng)用戶數(shù)量隨樓層和地形高度線性增長(zhǎng)，顯現(xiàn)出前所未有的密集化趨勢(shì)，因而對(duì)移動(dòng)通信在單位面積上的頻譜效率提出了極大挑戰(zhàn)。因此面向移動(dòng)用戶的三維立體化密集覆蓋網(wǎng)絡(luò)成為未來(lái)大都市無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。
[0003]在三維立體化密集覆蓋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，移動(dòng)多媒體應(yīng)用將會(huì)不斷增加，這將對(duì)無(wú)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)如實(shí)時(shí)視頻傳輸質(zhì)量提出了更高的要求。然而，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和專(zhuān)利中大多只考慮理想反饋信道下非恒速編碼設(shè)計(jì)和研究，所以，亟需一種有效抵抗反饋信道非理想性的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是需要提供一種密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)，其可有效抵抗反饋信道的非理想性。此外，還提供了一種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)，包括:編碼端，其設(shè)置有多個(gè)編碼緩沖區(qū)，利用多個(gè)編碼緩沖區(qū)對(duì)視頻流所劃分的若干信息組依次進(jìn)行LT碼編碼得到多組多緩沖LT碼，將所得到的各組多緩沖LT碼依次發(fā)送，并結(jié)合解碼反饋信息更新其所對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中的信息組；傳輸介質(zhì)，包括至少兩條通信鏈路，用于實(shí)時(shí)傳輸各組多緩沖LT碼；解碼端，其設(shè)置有多個(gè)解碼緩沖區(qū)，利用各個(gè)解碼緩沖區(qū)對(duì)其中累計(jì)接收到的每組多緩沖LT碼進(jìn)行LT碼解碼從而得到對(duì)應(yīng)的信息組，發(fā)送關(guān)于該組多緩沖LT碼的解碼反饋信息反饋至所述編碼端，并清空對(duì)應(yīng)的解碼緩沖區(qū)，其中，在一通信鏈路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，則切換至其他通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，或者選擇其他通信鏈路與該通信鏈路同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，所述通信鏈路通過(guò)面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議進(jìn)行通信，其中，所述面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議基于UDP包和CRC校驗(yàn)構(gòu)成的刪除信道以及多緩沖LT碼的編碼和解碼方法得到。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述編碼端進(jìn)一步包括:劃分單元，其用于將視頻流分成若干個(gè)相等長(zhǎng)度的信息組，并將各個(gè)信息組依次排序形成一編碼隊(duì)列，將前設(shè)定數(shù)量的信息組依次放入各個(gè)編碼緩沖區(qū)中，其中，所述設(shè)定數(shù)量的信息組個(gè)數(shù)與編碼緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)信息組被分為K個(gè)長(zhǎng)度相等的LT數(shù)據(jù)包；LT碼編碼單元，其對(duì)編碼指針當(dāng)前所指向的編碼緩沖區(qū)中的K個(gè)LT數(shù)據(jù)包進(jìn)行LT碼編碼得到P個(gè)編碼包，并依次發(fā)送所得到的P個(gè)編碼包，然后，將編碼指針指向下一個(gè)編碼緩沖區(qū)，如果當(dāng)前編碼指針指向最后一個(gè)編碼緩沖區(qū)，則將編碼指針指向第一個(gè)編碼緩沖區(qū)，其中，編碼包的個(gè)數(shù)P小于LT數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)K ；判斷單元，其在LT碼編碼過(guò)程中，用于判斷是否收到來(lái)自所述解碼端的解碼反饋信息，若接收到所述解碼反饋信息，則將未放入編碼緩沖區(qū)中的且位于編碼隊(duì)列隊(duì)首的第一組信息組放入與所述解碼反饋信息對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中，否則返回LT碼編碼單元繼續(xù)對(duì)編碼指針當(dāng)前指向的編碼緩沖區(qū)進(jìn)行LT碼編碼。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述解碼端進(jìn)一步包括:接收單元，其用于在接收到編碼包時(shí)，依據(jù)從該編碼包的包頭信息中獲取的編碼緩沖區(qū)信息，將其放入相應(yīng)的解碼緩沖區(qū)中；LT碼解碼單元，其在某個(gè)解碼緩沖區(qū)中的累計(jì)接收的編碼包的總數(shù)大于K時(shí)，對(duì)該解碼緩沖區(qū)中的編碼包進(jìn)行LT碼解碼，如果解碼成功，則將解碼得到的信息組放入解碼隊(duì)列的隊(duì)尾并向所述編碼端發(fā)送解碼反饋信息，否則該解碼緩沖區(qū)繼續(xù)接收對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)發(fā)送的P個(gè)編碼包，并對(duì)其累計(jì)接收的全部編碼包進(jìn)行LT碼解碼，直至解碼成功。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸方法，包括:編碼步驟，設(shè)置多個(gè)編碼緩沖區(qū)，利用多個(gè)編碼緩沖區(qū)對(duì)視頻流所劃分的若干信息組依次進(jìn)行LT碼編碼得到多組多緩沖LT碼，將所得到的各組多緩沖LT碼依次發(fā)送，并結(jié)合解碼反饋信息更新其所對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中的信息組；傳輸步驟，通過(guò)通信鏈路實(shí)時(shí)傳輸各組多緩沖LT碼；解碼步驟，設(shè)置多個(gè)解碼緩沖區(qū)，利用各個(gè)解碼緩沖區(qū)對(duì)其中累計(jì)接收到的每組多緩沖LT碼進(jìn)行LT碼解碼從而得到對(duì)應(yīng)的信息組，發(fā)送關(guān)于該組多緩沖LT碼的解碼反饋信息反饋至所述編碼端，并清空對(duì)應(yīng)的解碼緩沖區(qū)，其中，所述通信鏈路至少為兩條，在一通信鏈路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，則切換至其他通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，或者選擇其他通信鏈路與該通信鏈路同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，在所述傳輸步驟中，所述通信鏈路基于面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議進(jìn)行通信，其中，所述面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議基于UDP包和CRC校驗(yàn)構(gòu)成的刪除信道以及多緩沖LT碼的編碼和解碼方法得到。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，在所述編碼步驟中，進(jìn)一步包括:步驟710，將視頻流分成若干個(gè)相等長(zhǎng)度的信息組，并將各個(gè)信息組依次排序形成一編碼隊(duì)列，將前設(shè)定數(shù)量的信息組依次放入各個(gè)編碼緩沖區(qū)中，其中，所述設(shè)定數(shù)量的信息組個(gè)數(shù)與編碼緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)信息組被分為K個(gè)長(zhǎng)度相等的LT數(shù)據(jù)包；步驟720，對(duì)編碼指針當(dāng)前所指向的編碼緩沖區(qū)中的K個(gè)LT數(shù)據(jù)包進(jìn)行LT碼編碼得到P個(gè)編碼包，并依次發(fā)送所得到的P個(gè)編碼包，然后，將編碼指針指向下一個(gè)編碼緩沖區(qū)，如果當(dāng)前編碼指針指向最后一個(gè)編碼緩沖區(qū)，則將編碼指針指向第一個(gè)編碼緩沖區(qū)，其中，編碼包的個(gè)數(shù)P小于LT數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)K;步驟730，在LT碼編碼過(guò)程中，判斷是否收到來(lái)自所述解碼端的解碼反饋信息，若接收到所述解碼反饋信息，則將未放入緩沖區(qū)中的且位于編碼隊(duì)列隊(duì)首的第一組信息組放入與所述解碼反饋信息對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中，否則返回步驟720繼續(xù)對(duì)編碼指針當(dāng)前指向的編碼緩沖區(qū)進(jìn)行LT碼編碼。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，在所述解碼步驟中，進(jìn)一步包括:步驟810，在接收到編碼包時(shí)，依據(jù)從該編碼包的包頭信息中獲取的編碼緩沖區(qū)信息，將其放入相應(yīng)的解碼緩沖區(qū)中；步驟820，在某個(gè)解碼緩沖區(qū)中的所接收的編碼包的總數(shù)大于K時(shí)，對(duì)該解碼緩沖區(qū)中的編碼包進(jìn)行LT碼解碼，如果解碼成功，則將解碼得到的信息組放入解碼隊(duì)列的隊(duì)尾并向所述編碼端發(fā)送解碼反饋信息，否則該解碼緩沖區(qū)繼續(xù)接收對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)發(fā)送的P個(gè)編碼包，并對(duì)其所接收的全部編碼包進(jìn)行LT碼解碼，直至解碼成功。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述多緩沖LT碼的傳輸速率為:
【權(quán)利要求】
1.一種密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)，包括: 編碼端，其設(shè)置有多個(gè)編碼緩沖區(qū)，利用多個(gè)編碼緩沖區(qū)對(duì)視頻流所劃分的若干信息組依次進(jìn)行LT碼編碼得到多組多緩沖LT碼，將所得到的各組多緩沖LT碼依次發(fā)送，并結(jié)合解碼反饋信息更新其所對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中的信息組； 傳輸介質(zhì)，包括至少兩條通信鏈路，用于實(shí)時(shí)傳輸各組多緩沖LT碼； 解碼端，其設(shè)置有多個(gè)解碼緩沖區(qū)，利用各個(gè)解碼緩沖區(qū)對(duì)其中累計(jì)接收到的每組多緩沖LT碼進(jìn)行LT碼解碼從而得到對(duì)應(yīng)的信息組，發(fā)送關(guān)于該組多緩沖LT碼的解碼反饋信息反饋至所述編碼端，并清空對(duì)應(yīng)的解碼緩沖區(qū)， 其中，在一通信鏈路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，則切換至其他通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，或者選擇其他通信鏈路與該通信鏈路同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述通信鏈路通過(guò)面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議進(jìn)行通信，其中，所述面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議基于UDP包和CRC校驗(yàn)構(gòu)成的刪除信道以及多緩沖LT碼的編碼和解碼方法得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼端進(jìn)一步包括: 劃分單元，其用于將視頻流分成若干個(gè)相等長(zhǎng)度的信息組，并將各個(gè)信息組依次排序形成一編碼隊(duì)列，將前設(shè)定數(shù)量的信息組依次放入各個(gè)編碼緩沖區(qū)中，其中，所述設(shè)定數(shù)量的信息組個(gè)數(shù)與編碼緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)相 同，每個(gè)信息組被分為K個(gè)長(zhǎng)度相等的LT數(shù)據(jù)包； LT碼編碼單元，其對(duì)編碼指針當(dāng)前所指向的編碼緩沖區(qū)中的K個(gè)LT數(shù)據(jù)包進(jìn)行LT碼編碼得到P個(gè)編碼包，并依次發(fā)送所得到的P個(gè)編碼包，然后，將編碼指針指向下一個(gè)編碼緩沖區(qū)，如果當(dāng)前編碼指針指向最后一個(gè)編碼緩沖區(qū)，則將編碼指針指向第一個(gè)編碼緩沖區(qū)，其中，編碼包的個(gè)數(shù)P小于LT數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)K ; 判斷單元，其在LT碼編碼過(guò)程中，用于判斷是否收到來(lái)自所述解碼端的解碼反饋信息，若接收到所述解碼反饋信息，則將未放入編碼緩沖區(qū)中的且位于編碼隊(duì)列隊(duì)首的第一組信息組放入與所述解碼反饋信息對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中，否則返回LT碼編碼單元繼續(xù)對(duì)編碼指針當(dāng)前指向的編碼緩沖區(qū)進(jìn)行LT碼編碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多緩沖非恒速碼傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述解碼端進(jìn)一步包括: 接收單元，其用于在接收到編碼包時(shí)，依據(jù)從該編碼包的包頭信息中獲取的編碼緩沖區(qū)信息，將其放入相應(yīng)的解碼緩沖區(qū)中； LT碼解碼單元，其在某個(gè)解碼緩沖區(qū)中的累計(jì)接收的編碼包的總數(shù)大于K時(shí)，對(duì)該解碼緩沖區(qū)中的編碼包進(jìn)行LT碼解碼，如果解碼成功，則將解碼得到的信息組放入解碼隊(duì)列的隊(duì)尾并向所述編碼端發(fā)送解碼反饋信息，否則該解碼緩沖區(qū)繼續(xù)接收對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)發(fā)送的P個(gè)編碼包，并對(duì)其累計(jì)接收的全部編碼包進(jìn)行LT碼解碼，直至解碼成功。
5.一種密集通信中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多緩沖非恒速碼傳輸方法，包括: 編碼步驟，設(shè)置多個(gè)編碼緩沖區(qū)，利用多個(gè)編碼緩沖區(qū)對(duì)視頻流所劃分的若干信息組依次進(jìn)行LT碼編碼得到多組多緩沖LT碼，將所得到的各組多緩沖LT碼依次發(fā)送，并結(jié)合解碼反饋信息更新其所對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中的信息組； 傳輸步驟，通過(guò)通信鏈路實(shí)時(shí)傳輸各組多緩沖LT碼；解碼步驟，設(shè)置多個(gè)解碼緩沖區(qū)，利用各個(gè)解碼緩沖區(qū)對(duì)其中累計(jì)接收到的每組多緩沖LT碼進(jìn)行LT碼解碼從而得到對(duì)應(yīng)的信息組，發(fā)送關(guān)于該組多緩沖LT碼的解碼反饋信息反饋至所述編碼端，并清空對(duì)應(yīng)的解碼緩沖區(qū)， 其中，所述通信鏈路至少為兩條，在一通信鏈路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，則切換至其他通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，或者選擇其他通信鏈路與該通信鏈路同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多緩沖非恒速碼傳輸方法，其特征在于，在所述傳輸步驟中，所述通信鏈路基于面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議進(jìn)行通信，其中，所述面向非鏈接的可靠傳輸協(xié)議基于UDP包和CRC校驗(yàn)構(gòu)成的刪除信道以及多緩沖LT碼的編碼和解碼方法得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多緩沖非恒速碼傳輸方法，其特征在于，在所述編碼步驟中，進(jìn)一步包括: 步驟710，將視頻流分成若干個(gè)相等長(zhǎng)度的信息組，并將各個(gè)信息組依次排序形成一編碼隊(duì)列，將前設(shè)定數(shù)量的信息組依次放入各個(gè)編碼緩沖區(qū)中，其中，所述設(shè)定數(shù)量的信息組個(gè)數(shù)與編碼緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)信息組被分為K個(gè)長(zhǎng)度相等的LT數(shù)據(jù)包； 步驟720，對(duì)編碼指針當(dāng)前所指向的編碼緩沖區(qū)中的K個(gè)LT數(shù)據(jù)包進(jìn)行LT碼編碼得到P個(gè)編碼包，并依次發(fā)送所得到的P個(gè)編碼包，然后，將編碼指針指向下一個(gè)編碼緩沖區(qū)，如果當(dāng)前編碼指針指向最后一個(gè)編碼緩沖區(qū)，則將編碼指針指向第一個(gè)編碼緩沖區(qū)，其中，編碼包的個(gè)數(shù)P小于LT數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)K ； 步驟730，在LT碼編碼過(guò)程中，判斷是否收到來(lái)自所述解碼端的解碼反饋信息，若接收到所述解碼反饋信息，則將未放入緩沖區(qū)中的且位于編碼隊(duì)列隊(duì)首的第一組信息組放入與所述解碼反饋信息對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)中，否則返回步驟720繼續(xù)對(duì)編碼指針當(dāng)前指向的編碼緩沖區(qū)進(jìn)行LT碼編碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多緩沖非恒速碼傳輸方法，其特征在于，在所述解碼步驟中，進(jìn)一步包括:` 步驟810，在接收到編碼包時(shí)，依據(jù)從該編碼包的包頭信息中獲取的編碼緩沖區(qū)信息，將其放入相應(yīng)的解碼緩沖區(qū)中； 步驟820，在某個(gè)解碼緩沖區(qū)中的所接收的編碼包的總數(shù)大于K時(shí)，對(duì)該解碼緩沖區(qū)中的編碼包進(jìn)行LT碼解碼，如果解碼成功，則將解碼得到的信息組放入解碼隊(duì)列的隊(duì)尾并向所述編碼端發(fā)送解碼反饋信息，否則該解碼緩沖區(qū)繼續(xù)接收對(duì)應(yīng)的編碼緩沖區(qū)發(fā)送的P個(gè)編碼包，并對(duì)其所接收的全部編碼包進(jìn)行LT碼解碼，直至解碼成功。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的多緩沖非恒速碼傳輸方法，其特征在于，所述多緩沖LT碼的傳輸速率為: R = hK-pm^ r ^ I
Xtj^rP-tc+r,) 其中，I為總信息組數(shù)，K為每個(gè)信息組中長(zhǎng)度相等的LT數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)，Pm為L(zhǎng)T數(shù)據(jù)包大小，Si為第i個(gè)信息組解碼成功前所接收的多緩沖LT碼的組數(shù)，P為每個(gè)信息組生成的編碼包個(gè)數(shù)，tc是對(duì)應(yīng)于傳輸數(shù)據(jù)鏈路一組多緩沖LT碼的傳輸時(shí)間，tdi為第i個(gè)信息組解碼后反饋信息的到達(dá)解碼端所需時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多緩沖非恒速碼傳輸方法，其特征在于，在滿足max{tdi}< Pmtc-1的前提下，所述多緩沖LT碼的傳輸效率為:— Rr— K
η = ?=^Ε{? 其中，m為所述編碼緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)，R為傳輸數(shù)據(jù)鏈路實(shí)際傳輸速度，E(S)為解碼成功前所接收的多緩沖LT碼的組`數(shù)的期望。
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK103780345SQ201410027567
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】趙少華, 陳巍, 白鉑, 牛志升, 曹志剛 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 深圳清華大學(xué)研究院