RU2501172C2 - Method and apparatus for packet loss compensation in user datagram protocol transmission mode - Google Patents
Method and apparatus for packet loss compensation in user datagram protocol transmission mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2501172C2 RU2501172C2 RU2011137334/08A RU2011137334A RU2501172C2 RU 2501172 C2 RU2501172 C2 RU 2501172C2 RU 2011137334/08 A RU2011137334/08 A RU 2011137334/08A RU 2011137334 A RU2011137334 A RU 2011137334A RU 2501172 C2 RU2501172 C2 RU 2501172C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- packet
- packet loss
- lost
- lost packet
- data packets
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
- H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
- H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
- H04L1/1867—Arrangements specially adapted for the transmitter end
- H04L1/188—Time-out mechanisms
- H04L1/1883—Time-out mechanisms using multiple timers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION
Данное изобретение относится к способу и устройству для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу пользовательских дейтаграмм (UDP).This invention relates to a method and apparatus for compensating for packet loss in a data transmission mode over a user datagram protocol (UDP).
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Система цифрового IP-телевидения (IPTV) - это система предоставления видеоинформации, которая осуществляет передачу, декодирование и воспроизведение аудиовизуальной информации в сетях передачи данных по протоколу IP. Технология работы систем IP-телевидения такова: закодированная аудиовизуальная информация передается от мультимедиа-сервера к пользователю (на ресивер цифрового телевидения) в виде потока данных, после чего пользователь декодирует полученную аудиовизуальную информацию, формирует аналоговое ТВ-изображение на базе декодированной аудиовизуальной информации и воспроизводит полученное видео с помощью устройств отображения, например, посредством телевизора. Кроме того, система IP-телевидения предоставляет пользователям услугу «видео по запросу» (VoD), а также услугу прямой трансляции видео передач.Digital IP Television System (IPTV) is a video information system that transmits, decodes, and reproduces audiovisual information in IP data networks. The technology of operation of IP-television systems is as follows: encoded audiovisual information is transmitted from the multimedia server to the user (to the digital television receiver) in the form of a data stream, after which the user decodes the received audiovisual information, generates an analog TV image based on the decoded audiovisual information and reproduces the received video using display devices, such as a TV. In addition, the IP-television system provides users with a video on demand (VoD) service, as well as a live video broadcast service.
При реализации вышеуказанных услуг качество передачи аудиовизуальной информации от мультимедиа-сервера к ресиверу цифрового телевидения напрямую определяет качество отображения видео для пользователя. Если в процессе передачи аудиовизуальных данных теряется их часть, то воспроизведение видео приостановится или же изображение рассыпается на разноцветные точки. Главной технической проблемой IP-телевидения является невозможность гарантии качества передачи аудиовизуальной информации в IP-сетях (хорошее качество передачи позволяет предлагать пользователям высококачественный просмотр видео); для достижения качества передачи необходимо использовать соответствующие технические средства на прикладном уровне протокола сети. В известном режиме передачи данных на базе протокола TCP (протокола управления передачей) реализована функция повторной передачи потерянного пакета, однако механизм реализации этой функции таков, что в случае потери пакета передача новых данных будет приостановлена до окончания передачи потерянного пакета; соответственно, такой механизм не подходит для передачи потоковой аудиовизуальной информации в реальном времени. Механизм передачи данных по протоколу UDP подходит для передачи данных в реальном масштабе времени лучше, чем TCP. Однако режим передачи данных по протоколу UDP не предоставляет механизма компенсации потери пакетов, что снижает качество аудиовизуальной информации, предоставляемой посредством системы IP-телевидения.When implementing the above services, the quality of transmission of audiovisual information from a multimedia server to a digital television receiver directly determines the quality of video display for the user. If part of the audio is lost during the transmission of audio-visual data, the video will pause or the image will fall apart into colorful dots. The main technical problem of IP television is the impossibility of guaranteeing the quality of transmission of audiovisual information in IP networks (good transmission quality allows users to offer high-quality video viewing); To achieve the quality of transmission, it is necessary to use appropriate technical means at the application level of the network protocol. In the known data transfer mode based on the TCP protocol (transmission control protocol), the function of retransmitting the lost packet is implemented, however, the mechanism for implementing this function is such that in case of packet loss, the transmission of new data will be suspended until the transmission of the lost packet is completed; accordingly, such a mechanism is not suitable for transmitting streaming audio-visual information in real time. The UDP data transfer mechanism is better for real-time data transfer than TCP. However, the UDP data transfer mode does not provide a mechanism for compensating for packet loss, which reduces the quality of the audiovisual information provided through the IP-television system.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В свете вышеуказанной проблемы согласно настоящему изобретению предлагается способ и устройство для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP, которые позволяют повторно пересылать пакет данных в рамках механизма передачи данных протокола UDP и, таким образом, гарантируют качество передаваемой информации.In light of the aforementioned problem, the present invention provides a method and apparatus for compensating for packet loss in a UDP data transfer mode, which allows a data packet to be retransmitted as part of a UDP protocol data transmission mechanism and thus guarantee the quality of the transmitted information.
Для решения указанной задачи используется предлагаемое в данном изобретении техническое решение, которое подробно описано ниже.To solve this problem, the technical solution proposed in this invention is used, which is described in detail below.
Способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP состоит из следующих шагов:The method of compensating for packet loss in data transfer mode over UDP consists of the following steps:
запуск процесса компенсации потери пакета при обнаружении утраты пакета в группе полученных пакетов данных; запуск первого счетчика времени ожидания; если по истечении времени ожидания первого счетчика потерянный пакет так и не был получен, то информация о потерянном пакете отсылается отправителю, после чего выполняется запуск второго счетчика времени ожидания, и если потерянный пакет будет получен прежде, чем истечет время ожидания по второму счетчику, то потерянный пакет будет вставлен на соответствующую позицию в группе полученных пакетов данных, и на этом данный процесс компенсации потери пакета завершается, при этом при обнаружении потери еще одного пакета процесс компенсации потери пакета запускается заново.starting the process of compensating for packet loss upon detection of packet loss in the group of received data packets; start of the first timeout counter; if after the waiting time of the first counter the lost packet was not received, then information about the lost packet is sent to the sender, after which the second counter of the waiting time is started, and if the lost packet is received before the waiting time on the second counter expires, then the lost the packet will be inserted at the appropriate position in the group of received data packets, and this process of packet loss compensation is completed, and if the loss of another packet is detected, the compensation process p The package is restarted.
Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал в себя следующие шаги:Preferably, the method further includes the following steps:
остановка процесса компенсации потери пакета при превышении первого заданного предела для числа последовательных неполучений потерянного пакета или/и при превышении второго заданного предела для коэффициента потерь пакетов во время процесса компенсации потери пакета; а такжеstopping the packet loss compensation process when the first predetermined limit for the number of consecutive non-receipt of the lost packet is exceeded or / and when the second predetermined limit for the packet loss coefficient is exceeded during the packet loss compensation process; as well as
перезапуск процесса компенсации потери пакета при превышении третьего заданного предела для длительности периода, в течение которого коэффициент потерь пакетов для получаемых групп пакетов данных постоянно остается равным 0.restarting the packet loss compensation process when the third predetermined limit is exceeded for the duration of the period during which the packet loss coefficient for the resulting data packet groups remains constant at 0.
Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал в себя следующие шаги:Preferably, the method further includes the following steps:
разделение буфера данных на три и более части, которые соответственно используются для хранения пакетов данных, не проверявшихся на наличие потерь пакетов, пакетов данных, подлежащих компенсации, которые ожидают повторной передачи потерянного пакета, и пакетов данных, уже скомпенсированных после потери пакета, а также пакетов данных, в которых не было обнаружено потерь пакетов.dividing the data buffer into three or more parts, which are respectively used to store data packets that were not checked for packet loss, compensated data packets that are waiting for the retransmission of the lost packet, and data packets already compensated after packet loss, as well as packets data in which no packet loss was detected.
Предпочтительно, чтобы информация о потерянном пакете могла содержать сведения о порядковом номере потерянного пакета; при этом потерянный пакет после его восстановления может вставляться в группу полученных пакетов данных в соответствии с его порядковым номером.Preferably, the lost packet information may contain information about the sequence number of the lost packet; in this case, the lost packet after its recovery can be inserted into the group of received data packets in accordance with its serial number.
Способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP состоит из следующих шагов:The method of compensating for packet loss in data transfer mode over UDP consists of the following steps:
поиск буфера, который используется для хранения пакетов данных, отправленных данному получателю и соответствует потерянному пакету, в соответствии с полученным отчетом о потере пакета, затем вставка потерянного пакета в ожидающую отправки очередь пакетов данных для данного получателя и затем отправка потерянного пакета получателю.search for the buffer that is used to store data packets sent to this recipient and corresponds to the lost packet, in accordance with the received packet loss report, then insert the lost packet into the data packet queue for the given recipient and then send the lost packet to the recipient.
Предпочтительно, чтобы перед шагом получения отчета о потере пакета способ дополнительно содержал следующие шаги:Preferably, before the step of receiving a packet loss report, the method further comprises the following steps:
проверка получателя на возможность осуществления компенсации потери пакета; если эта функция получателем поддерживается, то пакет данных отправляется со скоростью, превышающей пропускную способность кодирования данных получателя.verification of the recipient for the possibility of compensation for packet loss; if this function is supported by the recipient, the data packet is sent at a speed exceeding the encoding bandwidth of the recipient data.
Предпочтительно, чтобы информация о потерянном пакете могла содержать сведения о порядковом номере потерянного пакета.Preferably, the lost packet information may contain information about the sequence number of the lost packet.
Устройство для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP состоит из блока обнаружения и блока компенсации потерь пакетов, при этом: блок обнаружения при обнаружении потери пакета в полученной группе пакетов данных приводит в действие первый модуль блока компенсации потерь пакетов, который служит для запуска счетчика ожидания; блок компенсации потерь пакетов включает в себя следующее: первый модуль запуска счетчика ожидания, предназначенный для запуска первого счетчика времени ожидания; первый модуль определения приема потерянного пакета, который определяет, был ли получен потерянный пакет во время действия первого счетчика ожидания, и при неполучении пакета запускает отчетный модуль для предоставления информации о потерянном пакете; отчетный модуль для предоставления информации о потерянном пакете, предназначенный для предоставления отправителю отчета о потерянном пакете и для запуска второго модуля запуска счетчика ожидания; второй модуль запуска счетчика ожидания, предназначенный для запуска второго счетчика времени ожидания; второй модуль определения приема потерянного пакета, который определяет, был ли получен потерянный пакет во время действия второго счетчика ожидания, и при обнаружении полученного пакета запускает модуль для вставки потерянного пакета, в противном случае он запускает блок обнаружения; а также модуль для вставки потерянного пакета, который используется для вставки потерянного пакета на соответствующее место в группе полученных пакетов данных.The device for compensating for packet loss in the UDP data transfer mode consists of a detection unit and a packet loss compensation unit, wherein: the detection unit, upon detecting a packet loss in the received data packet group, drives the first module of the packet loss compensation unit, which serves to start standby counter; the packet loss compensation unit includes the following: a first standby counter start module for starting a first standby counter; the first module for determining the reception of the lost packet, which determines whether the lost packet was received during the first standby counter, and if the packet is not received, it starts the reporting module to provide information about the lost packet; a reporting module for providing information about the lost packet, designed to provide the sender with a report on the lost packet and to start the second module for starting the wait counter; a second standby counter start module for starting a second standby counter; the second module for determining the reception of the lost packet, which determines whether the lost packet was received during the action of the second wait counter, and upon detection of the received packet starts the module to insert the lost packet, otherwise it starts the detection unit; and also a module for inserting a lost packet, which is used to insert a lost packet at an appropriate place in the group of received data packets.
Предпочтительно, чтобы блок компенсации потери пакетов мог быть остановлен, если второй модуль определения приема потерянного пакета обнаруживает превышение первого заданного предела для числа последовательных неполучений потерянного пакета или/и если блок обнаружения обнаруживает превышение второго заданного предела для коэффициента потерь пакетов в полученных группах пакетов данных; блок компенсации потерь пакетов может перезапускаться, если блок обнаружения определяет, что превышен третий заданный предел для длительности периода, на протяжении которого коэффициент потерь пакетов для получаемых групп пакетов данных постоянно остается равным 0.Preferably, the packet loss compensation unit can be stopped if the second lost packet reception determination module detects an excess of a first predetermined limit for the number of consecutive non-receipt of a lost packet, and / and if the detection unit detects an excess of a second predetermined limit for packet loss coefficient in the received data packet groups; the packet loss compensation unit may be restarted if the detection unit determines that the third predetermined limit has been exceeded for the duration of the period during which the packet loss coefficient for the resulting data packet groups remains constant at 0.
Предпочтительно, чтобы устройство дополнительно содержало запоминающее устройство для пакетов данных, состоящее из трех и более буферов данных, которые соответственно используются для хранения пакетов данных, не проверявшихся на наличие потерь пакетов, пакетов данных, подлежащих компенсации, которые ожидают повторной передачи потерянного пакета, и пакетов данных, уже скомпенсированных после потери пакета, а также пакетов данных, в которых не было обнаружено потерь пакетов.Preferably, the device further comprises a storage device for data packets consisting of three or more data buffers, which are respectively used to store data packets that were not checked for packet loss, compensated data packets that are waiting for the retransmission of the lost packet, and packets data already compensated after packet loss, as well as data packets in which no packet loss was detected.
Предпочтительно, чтобы информация о потерянном пакете могла содержать сведения о порядковом номере потерянного пакета;Preferably, the lost packet information may contain information about the sequence number of the lost packet;
модуль вставки потерянного пакета после восстановления пакета может вставлять его в группу полученных пакетов данных в соответствии с порядковым номером данного потерянного пакета.after the packet is restored, the module for inserting a lost packet can insert it into the group of received data packets in accordance with the serial number of this lost packet.
Устройство для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP состоит из блока приема, блока поиска, блока вставки потерянного пакета и блока отправки, при этом:A device for compensating for packet loss in the UDP data transfer mode consists of a receiving unit, a search unit, a lost packet insertion unit, and a sending unit, wherein:
блок приема предназначен для приема отчета о потерянном пакете;the receiving unit is designed to receive a report of a lost packet;
блок поиска предназначен для поиска буфера, который используется для хранения пакетов данных, отправленных данному получателю и соответствует потерянному пакету, в соответствии с полученными сведениями о потере пакета, с последующим запуском блока вставки потерянного пакета после нахождения потерянного пакета в буфере;the search block is used to search for a buffer that is used to store data packets sent to this recipient and corresponds to a lost packet, in accordance with the received packet loss information, with the subsequent launch of the block insertion of the lost packet after finding the lost packet in the buffer;
блок вставки потерянного пакета предназначен для вставки найденного в буфере потерянного пакета в ожидающую отправки очередь пакетов данных к данному получателю;the lost packet insertion unit is used to insert the lost packet found in the buffer into the queue of data packets waiting to be sent to the given recipient;
блок отправки предназначен для отправки подготовленной очереди пакетов данных получателю.the sending unit is designed to send a prepared queue of data packets to the recipient.
Предпочтительно, чтобы устройство дополнительно содержало блок проверки возможностей получателя, который определяет, поддерживает ли получатель функцию компенсации потери пакета; если эта функция получателем поддерживается, то блоку отправки сообщается команда на отправку пакета данных со скоростью, превышающей пропускную способность кодирования данных получателя.Preferably, the device further comprises a receiver capabilities checker that determines whether the receiver supports a packet loss compensation function; if this function is supported by the recipient, then the sending unit is informed of a command to send the data packet at a speed exceeding the encoding throughput of the recipient data.
Предпочтительно, чтобы информация о потерянном пакете могла содержать сведения о порядковом номере потерянного пакета.Preferably, the lost packet information may contain information about the sequence number of the lost packet.
Механизм компенсации потери пакета реализован в устройстве-получателе, чтобы при обнаружении потери пакета среди полученных пакетов данных уведомлять отправителя о необходимости повторной отправки потерянного пакета. При обнаружении потери пакета среди полученной группы пакетов данных уведомление отправителю отправляется не сразу; запускается счетчик времени, и если в течение заданного периода времени потерянный пакет не получен, то сведения о потерянном пакете отсылаются отправителю, побуждая его повторно отправить потерянный пакет. Отправитель находит потерянный пакет в буфере отправленных данных и вставляет найденный пакет в подлежащую отправке очередь пакетов данных, после чего отсылает потерянный пакет получателю. После получения потерянного пакета получатель вставляет его в соответствующую очередь полученных пакетов данных в соответствии с его порядковым номером, выполняя, таким образом, компенсацию полученных данных.The packet loss compensation mechanism is implemented in the recipient device in order to notify the sender of the need to re-send the lost packet when a packet loss is detected among the received data packets. If a packet loss is detected among the received group of data packets, a notification to the sender is not sent immediately; a time counter is started, and if a lost packet is not received within a specified period of time, information about the lost packet is sent to the sender, prompting him to resend the lost packet. The sender finds the lost packet in the buffer of sent data and inserts the found packet into the queue of data packets to be sent, and then sends the lost packet to the recipient. After receiving the lost packet, the recipient inserts it into the corresponding queue of the received data packets in accordance with its serial number, thus performing compensation of the received data.
Предлагаемое изобретение гарантирует целостность принимаемых получателем данных и в известной степени гарантирует качество полученных данных. Изобретение особенно хорошо подходит для использования в механизме передачи потоковой аудиовизуальной информации в современных системах IP-телевидения. Предлагаемое изобретение в известной степени гарантирует качество изображения и звука IP-телевидения, усиливает конкурентоспособность данного сервиса и повышает качество предоставления услуг.The present invention guarantees the integrity of the data received by the recipient and to a certain extent guarantees the quality of the received data. The invention is particularly suitable for use in a mechanism for transmitting streaming audio-visual information in modern IP-television systems. The present invention to a certain extent guarantees the quality of the image and sound of IP-television, enhances the competitiveness of this service and improves the quality of service.
КАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На Фиг. 1 схематично изображена блок-схема, иллюстрирующая способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;In FIG. 1 is a schematic flowchart illustrating a method for compensating packet loss in a UDP data transmission mode in accordance with one embodiment of the present invention;
На Фиг.2 схематично изображена блок-схема, иллюстрирующая способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 2 is a schematic flowchart illustrating a method for compensating packet loss in a UDP data transmission mode in accordance with another embodiment of the present invention;
На Фиг.3 показана блок-схема устройства для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;Figure 3 shows a block diagram of a device for compensating for packet loss in the data transfer mode via UDP in accordance with one embodiment of the present invention;
На Фиг.4 показана блок-схема устройства для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 4 shows a block diagram of an apparatus for compensating for packet loss in a UDP data transmission mode in accordance with another embodiment of the present invention.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Основная идея предлагаемого изобретения заключается в следующем: в устройстве-получателе реализуется механизм компенсации потери пакета, позволяющий при обнаружении потери пакета среди полученных пакетов данных уведомлять отправителя о необходимости повторной отправки потерянного пакета. При обнаружении потери пакета среди полученной группы пакетов данных уведомление отправителю отправляется не сразу; запускается счетчик времени, и если в течение заданного периода времени потерянный пакет не получен, то сведения о потерянном пакете отсылаются отправителю, побуждая его повторно отправить потерянный пакет. Отправитель находит потерянный пакет в буфере отправленных данных и вставляет найденный пакет в подлежащую отправке очередь пакетов данных, после чего отсылает потерянный пакет получателю. После получения потерянного пакета получатель вставляет его в соответствующую очередь полученных пакетов данных в соответствии с его порядковым номером, выполняя, таким образом, компенсацию полученных данных. Предлагаемое изобретение гарантирует целостность принимаемых получателем данных и в известной степени гарантирует качество передачи полученных данных.The main idea of the present invention is as follows: in the recipient device, a packet loss compensation mechanism is implemented, which, when packet loss is detected among the received data packets, notifies the sender of the need to re-send the lost packet. If a packet loss is detected among the received group of data packets, a notification to the sender is not sent immediately; a time counter is started, and if a lost packet is not received within a specified period of time, information about the lost packet is sent to the sender, prompting him to resend the lost packet. The sender finds the lost packet in the buffer of sent data and inserts the found packet into the queue of data packets to be sent, and then sends the lost packet to the recipient. After receiving the lost packet, the recipient inserts it into the corresponding queue of the received data packets in accordance with its serial number, thus performing compensation of the received data. The present invention guarantees the integrity of the data received by the recipient and to a certain extent guarantees the quality of transmission of the received data.
Задачи, технические решения и преимущества данного изобретения будут более очевидны и ясны после изучения подробного описания вариантов осуществления изобретения со ссылками на приложенные чертежи.The objectives, technical solutions and advantages of this invention will be more apparent and clear after studying the detailed description of embodiments of the invention with reference to the attached drawings.
На Фиг.1 схематично изображена блок-схема, иллюстрирующая способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как видно из Фиг.1, способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения состоит из следующих шагов:1 is a schematic flowchart illustrating a method for compensating packet loss in a UDP data transmission mode in accordance with one embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 1, a method for compensating for packet loss in a UDP data transmission mode in accordance with one embodiment of the present invention consists of the following steps:
Шаг 101: проверка полученных пакетов данных, затем запуск первого счетчика времени ожидания при обнаружении потери пакета среди полученных пакетов данных.Step 101: checking the received data packets, then starting the first timeout counter when detecting packet loss among the received data packets.
Для обнаружения потери пакета проверяют номера полученных пакетов данных: если последовательность номеров непрерывна, это означает, что потери пакетов нет, в противном случае пакет данных с порядковым номером, который отсутствует в последовательности, и будет потерянным пакетом. Обнаружение потерянных пакетов подразумевает наличие области данных, подлежащей проверке, при этом механизм обнаружения запускается лишь после того, как количество пакетов данных, хранящихся в данной области данных, достигнет определенного числа, вместо того, чтобы производить обнаружение потери пакетов сразу после получения пакетов данных. Описанный механизм обнаружения позволяет использовать ресурсы процессора более рационально.To detect packet loss, check the numbers of the received data packets: if the sequence of numbers is continuous, this means that there is no packet loss, otherwise the data packet with a sequence number that is not in the sequence will be a lost packet. The detection of lost packets implies the presence of a data region to be checked, and the detection mechanism only starts after the number of data packets stored in this data region reaches a certain number, instead of detecting packet loss immediately after receiving data packets. The described detection mechanism allows you to use processor resources more efficiently.
Устройство-получатель может иметь три и более буфера данных: один буфер данных используется для хранения подлежащих пакетов данных, еще не проверявшихся на наличие потерянных пакетов, т.е. пакетов, подлежащих проверке; второй буфер данных применяется для хранения пакетов данных, подлежащих компенсации, которые ожидают повторной передачи потерянного пакета, т.е. пакетов данных, в которых была обнаружена потеря пакета, которую необходимо компенсировать; третий буфер данных предназначен для хранения полного комплекта пакетов данных, т.е. скомпенсированных пакетов данных, в которых ранее была обнаружена потеря пакета, или же пакетов данных, в которых не было обнаружено потери пакета, при этом пакеты данных из этого буфера сразу же анализируются и выводятся на обрабатывающий терминал, например телевизор.The receiving device can have three or more data buffers: one data buffer is used to store the underlying data packets that have not yet been checked for the presence of lost packets, i.e. packages to be inspected; a second data buffer is used to store data packets to be compensated that are awaiting retransmission of the lost packet, i.e. data packets in which a packet loss has been detected that needs to be compensated; the third data buffer is designed to store a complete set of data packets, i.e. compensated data packets in which packet loss was previously detected, or data packets in which no packet loss was detected, while data packets from this buffer are immediately analyzed and output to a processing terminal, for example, a television set.
Шаг 102: запуск первого счетчика времени ожидания и проверка получения потерянного пакета в период действия первого счетчика - если пакет получен, переход к шагу 104, в противном случае переход к шагу 103.Step 102: start the first timeout counter and verify receipt of the lost packet during the first counter - if the packet is received, go to step 104, otherwise go to step 103.
Длительность периода ожидания для первого счетчика, как правило, выставляется равной не более 80 миллисекунд, т.к. в IP-сетях есть временная задержка, и потому пакеты данных могут приходить получателю не в том порядке, в котором они следуют, т.е. обнаруженный на шаге 101 потерянный пакет вполне может находиться в процессе доставки получателю. Поэтому и используется определенное время ожидания на случай, если обнаруженная потеря пакета вызвана лишь временной задержкой. Если же по истечении заданного времени ожидания потерянный пакет так и не был получен, он считается по-настоящему потерянным, и процесс продолжается на шаге 103. Имеется таймер, который выполняет отсчет времени для первого счетчика времени ожидания. При этом проверяется буфер, используемый для хранения подлежащих проверке пакетов данных, чтобы понять, не был ли получен потерянный пакет.The length of the waiting period for the first counter, as a rule, is set equal to no more than 80 milliseconds, because there is a time delay in IP networks, and therefore data packets may not arrive in the recipient in the order in which they follow, i.e. the lost packet detected in step 101 may well be in the process of delivery to the recipient. Therefore, a certain waiting time is used in case the detected packet loss is caused only by a time delay. If, after the specified timeout, the lost packet was never received, it is considered truly lost, and the process continues at step 103. There is a timer that counts down the time for the first timeout counter. This checks the buffer used to store the data packets to be scanned to see if a lost packet was received.
Шаг 103: отчет с информацией о потерянном пакете отправляется отправителю, запускается второй счетчик отсчета времени ожидания - если потерянный пакет будет получен прежде, чем закончится второй период ожидания, то процесс продолжается на шаге 104, иначе на шаге 105.Step 103: a report with information about the lost packet is sent to the sender, a second countdown timer is started - if the lost packet is received before the second waiting period ends, the process continues at step 104, otherwise at step 105.
Отчет с информацией о потерянном пакете, в основном, содержит порядковый номер потерянного пакета и IP-идентификатор получателя, например IP-адрес; данная информация позволяет отправителю быстро найти потерянный пакет. Длительность второго периода ожидания, как правило, устанавливается в значение не больше 200 миллисекунд, что вполне достаточно для повторной передачи данных в IP-сети. Имеется таймер, который выполняет отсчет времени для второго счетчика времени ожидания. Проверяются полученные пакеты данных, сохраняемые в буфере для хранения подлежащих проверке пакетов данных, и если порядковый номер потерянного пакета присутствует среди порядковых номеров полученных пакетов данных, это значит, что потерянный пакет был получен, в противном случае считается, что потерянный пакет не получен. Если потерянный пакет не был получен по истечении второго периода ожидания, то компенсация пакетов данных уже не производится, подлежащие компенсации пакеты данных переносятся в буфер для хранения полных наборов пакетов данных, декодируются и выводятся на соответствующее устройство.A report with information about a lost packet mainly contains the sequence number of the lost packet and the recipient IP-identifier, for example, IP-address; This information allows the sender to quickly find the lost packet. The duration of the second waiting period is usually set to a value of no more than 200 milliseconds, which is quite sufficient for retransmission of data on an IP network. There is a timer that counts down the second timeout counter. The received data packets are checked and stored in the buffer for storing the data packets to be checked, and if the sequence number of the lost packet is among the sequence numbers of the received data packets, this means that the lost packet was received, otherwise it is considered that the lost packet was not received. If the lost packet was not received after the second waiting period, then the data packets are not compensated, the data packets to be compensated are transferred to the buffer to store the complete sets of data packets, decoded and output to the corresponding device.
Шаг 104: потерянный пакет вставляется на соответствующую позицию в наборе полученных пакетов данных.Step 104: the lost packet is inserted at the appropriate position in the set of received data packets.
Полученный потерянный пакет вставляется в очередь полученных пакетов данных в соответствии с его порядковым номером, т.е. потерянный пакет вставляется на соответствующую позицию в соответствующей очереди пакетов данных в буфере, предназначенном для хранения подлежащих компенсации пакетов данных, и таким образом выполняется компенсация потери пакета, восстанавливается целостность очереди пакетов данных, в которой была потеря пакета, и скомпенсированная очередь пакетов данных сохраняется в буфере для хранения цельных данных.The received lost packet is inserted into the queue of received data packets in accordance with its serial number, i.e. the lost packet is inserted at the appropriate position in the corresponding data packet queue in the buffer for storing data packets to be compensated, and thus packet loss compensation is performed, the integrity of the data packet queue in which the packet was lost is restored, and the compensated data packet queue is stored in the buffer for storing whole data.
Шаг 105: текущий процесс компенсации потери пакета завершается, возврат к шагу 101.Step 105: the current packet loss compensation process is completed, returning to step 101.
Описанный способ компенсации потери пакетов особенно хорошо подходит для устройств-получателей потоковой аудиовизуальной информации в системе IP-телевидения, например для ресивера цифрового телевидения. В одном из вариантов осуществления данного изобретения сначала производится сигнальный обмен между получателем (например, ресивером цифрового телевидения) и отправителем (например, мультимедиа-сервером) на базе потокового протокола реального времени (RTSP), чтобы выполнить подготовку к передаче потоковой аудиовизуальной информации. Получатель и отправитель открывают канал протокола управления передачей в реальном времени (RTCP) в соответствии с определением стандарта RTSP, чтобы обеспечить передачу потоковой аудиовизуальной информации между этими двумя сторонами.The described method of compensating for packet loss is particularly suitable for devices that receive streaming audio-visual information in an IP-television system, for example, a digital television receiver. In one embodiment of the present invention, a signal exchange is first made between a receiver (e.g., a digital television receiver) and a sender (e.g., a multimedia server) based on a real-time streaming protocol (RTSP) in order to prepare for transmitting streaming audio-visual information. The receiver and sender open the Real-Time Transmission Control Protocol (RTCP) channel as defined by the RTSP standard to allow streaming audio-visual information between the two parties.
Данный вариант осуществления изобретения также предусматривает остановку процесса компенсации потери пакета при превышении первого заданного предела для числа последовательных неполучений потерянного пакета или/и при превышении второго заданного предела для коэффициента потерь пакетов во время процесса компенсации потери пакета.This embodiment also includes stopping the packet loss compensation process when the first predetermined limit is exceeded for the number of consecutive non-receipt of the lost packet and / or the second predetermined limit is exceeded for the packet loss coefficient during the packet loss compensation process.
В данном варианте осуществления изобретения, если в процессе компенсации потери пакета наблюдается постоянное неполучение потерянного пакета, т.е. пакеты данных из буфера для хранения подлежащих компенсации пакетов постоянно напрямую (без выполнения компенсации) переносятся в буфер для хранения полных наборов пакетов данных, это означает, что состояние канала между получателем и отправителем ухудшилось, либо проблема на стороне отправителя, например, ему не хватает процессорной мощности. В этом случае постоянное выполнение процесса компенсации потерянных пакетов лишь приведет к дополнительным потерям пакетов, и поэтому компенсация потери пакетов прекращается, чтобы обеспечить передачу как можно большего объема полезных данных. Если коэффициент потери пакета большой, это значит, что текущее отношение сигнал-шум используемого канала мало, и поэтому компенсацию потери пакетов целесообразно прекратить. Как правило, при трех последовательных неполучениях потерянного пакета и при отношении сигнал-шум больше 5% процесс компенсации потерь пакетов немедленно прекращается. Для прекращения компенсации потерь пакетов на основе только коэффициента потери пакетов или только числа последовательных неполучений пакета задаются условия, когда компенсацию целесообразно прекратить, с учетом вышеупомянутых условий, например, при коэффициенте потери пакетов более 8%, или если неполучение потерянного пакета происходит 6 раз подряд.In this embodiment, if during the packet loss compensation process, there is a constant failure to receive the lost packet, i.e. data packets from the buffer for storing compensable packets are constantly directly (without compensation) transferred to the buffer for storing complete sets of data packets, this means that the channel condition between the receiver and the sender has worsened, or the problem is on the sender’s side, for example, the processor power. In this case, the constant execution of the process of compensating for lost packets will only lead to additional packet loss, and therefore compensation for packet loss is stopped to ensure the transfer of as much useful data as possible. If the packet loss coefficient is large, this means that the current signal-to-noise ratio of the channel used is small, and therefore it is advisable to stop the packet loss compensation. As a rule, with three consecutive non-receipt of the lost packet and with a signal-to-noise ratio of more than 5%, the process of compensating packet losses immediately stops. To stop compensation for packet losses on the basis of only the packet loss rate or only the number of consecutive non-receipt of the packet, conditions are set when it is advisable to stop the compensation, taking into account the above conditions, for example, when the packet loss ratio is more than 8%, or if the loss of the packet is not received 6 times in a row.
Данный вариант осуществления изобретения также предусматривает перезапуск процесса компенсации потери пакета при превышении третьего заданного предела для длительности периода, в течение которого коэффициент потерь пакетов для получаемых групп пакетов данных постоянно остается равным 0.This embodiment also includes restarting the packet loss compensation process when the third predetermined limit is exceeded for the length of the period during which the packet loss coefficient for the resulting data packet groups remains constant at 0.
Разумеется, после улучшения состояния канала передачи процесс компенсации потерь пакетов по-прежнему запускается, например, когда коэффициент потери пакетов равен нулю в течение 1 секунды.Of course, after the improvement of the state of the transmission channel, the packet loss compensation process is still started, for example, when the packet loss coefficient is zero for 1 second.
На Фиг.2 схематично изображена блок-схема, иллюстрирующая способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения; как видно из Фиг.2, используемый в данном варианте осуществления изобретения способ компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP содержит следующие шаги.FIG. 2 is a schematic flowchart illustrating a method for compensating packet loss in a UDP data transmission mode in accordance with another embodiment of the present invention; as can be seen from Figure 2, used in this embodiment of the invention, the method of compensating for packet loss in the data transfer mode via UDP contains the following steps.
Шаг 201: после получения сведений о потерянном пакете отправитель осуществляет поиск буфера, который используется для хранения пакетов данных, отправленных данному получателю и соответствует потерянному пакету в соответствии с полученной информацией о потере, затем при успешном нахождении пакета выполняется шаг 202, в противном случае текущий процесс компенсации завершается.Step 201: after receiving information about the lost packet, the sender searches for a buffer that is used to store data packets sent to this recipient and matches the lost packet in accordance with the received information about the loss, then, if the packet was successfully found,
Отправитель принимает отчет о потерянном пакете, содержащий такую информацию, как порядковый номер потерянного пакета, извлекает идентификационную информацию о получателе, например IP-адрес или МАС-адрес, определяет получателя, а затем ищет буфер, который используется для хранения очереди отправленных данному получателю пакетов данных, и при успешном нахождении потерянного пакета процесс продолжается на шаге 202, в противном случае текущий процесс компенсации завершается.The sender receives a report of a lost packet containing information such as the sequence number of the lost packet, retrieves the identification information of the recipient, for example, IP address or MAC address, determines the recipient, and then looks for a buffer that is used to store the queue of data packets sent to this recipient , and if the lost packet is successfully found, the process continues at
Отправитель выделяет буфер для хранения отсылаемых получателю пакетов данных, для каждого канала данных. Чем больше буфер, тем лучше. Однако, учитывая затраты и прочие факторы, длина буфера должна быть достаточной для хранения предыдущих потерянных пакетов одновременно с получением запроса на потерянный пакет от получателя.The sender allocates a buffer for storing data packets sent to the recipient for each data channel. The larger the buffer, the better. However, taking into account costs and other factors, the buffer length should be sufficient to store previous lost packets at the same time as receiving a request for a lost packet from the recipient.
Обмен сигнальной информацией и передача потоковой аудиовизуальной информации между отправителем и получателем выполняется на базе протоколов RTSP и RTCP. Во время первоначального обмена сигнальной информацией с получателем отправитель также определяет, поддерживает ли получатель функцию компенсации потери пакетов, и если получатель эту функцию поддерживает, то отправитель будет отправлять получателю потоковую аудиовизуальную информацию со скоростью, превышающей пропускную способность, чтобы компенсировать занятие части пропускной полосы, которое, возможно, вызвано работой функции компенсации потери пакетов. Чтобы заявить о поддержке функции компенсации потери пакетов, получатель добавляет в сообщение DESCRIBE сигнального обмена RTSP поле расширения, определяемое как x-zmssRtxSdp, которое занимает в теле сообщения DESCRIBE одну строку. Сигнальный обмен между получателем и отправителем для компенсации потери пакетов использует базовое сообщение NACK (неподтверждение), описанное в RFC4585, режим немедленного отклика и минимальный составной пакет отклика. Формат общего сообщения NACK можно посмотреть в стандарте RFC4585.The exchange of signaling information and the transmission of streaming audio-visual information between the sender and the receiver is based on the RTSP and RTCP protocols. During the initial exchange of signaling information with the receiver, the sender also determines whether the receiver supports the packet loss compensation function, and if the receiver supports this function, the sender will send streaming audio-visual information to the receiver at a speed exceeding the bandwidth in order to compensate for the occupation of part of the bandwidth that may be caused by the packet loss compensation function. To claim support for packet loss compensation, the recipient adds an extension field defined as x-zmssRtxSdp to the DESCRIBE message of the RTSP message, which occupies one line in the body of the DESCRIBE message. The signal exchange between the receiver and the sender to compensate for packet loss uses the basic NACK (non-acknowledgment) message described in RFC4585, an immediate response mode and a minimum composite response packet. The format of the general NACK message can be found in the RFC4585 standard.
Описанный в данном варианте осуществления изобретения способ компенсации потери пакетов особенно хорошо подходит для устройств-отправителей потоковой аудиовизуальной информации в системе IP-телевидения, например, для мультимедиа сервера.The packet loss compensation method described in this embodiment of the invention is particularly well suited for sender devices for streaming audio-visual information in an IPTV system, for example, for a multimedia server.
Шаг 202: потерянный пакет вставляют в ожидающую отправки очередь пакетов данных, которые должны быть отправлены данному получателю, а затем отсылают получателю.Step 202: the lost packet is inserted into the queue of data packets to be sent to the given recipient, and then sent to the recipient.
Отправитель вставляет найденный в буфере потерянный пакет на переднюю позицию в ожидающую отправки очередь пакетов данных для данного получателя, чтобы при первой же отправке этот пакет был отправлен получателю.The sender inserts the lost packet found in the buffer to the front position in the data packet queue for the given recipient, so that the packet is sent to the recipient the first time it is sent.
Механизм повторной отправки пакета данных отправителем использует режим мультиплексирования идентификатора источника синхронизации (SSRC-мультиплексирование). Связь между повторно отправленным потоком и исходным потоком передается получателю посредством добавления соответствующих атрибутов в сообщение протокола описания сессии SDP. Конкретные форматы и положения, относящиеся к повторно отсылаемому пакету и пакету SDP, описаны в стандарте RFC4588, и здесь повторяться не будут.The sender re-sends the data packet using the synchronization source identifier multiplexing mode (SSRC multiplexing). The relationship between the resent stream and the original stream is transmitted to the recipient by adding the appropriate attributes to the SDP session description protocol message. Specific formats and provisions regarding the re-sent packet and the SDP packet are described in RFC4588 and will not be repeated here.
Специалистам должно быть ясно, что показанные на Фиг.1 и Фиг.2 способы можно объединять, при этом способ из Фиг.1 используется для получателя данных, например ресивера цифрового телевидения в системе IP-телевидения, а способ из Фиг.2 используется для отправителя данных, например сервера мультимедиа в системе IP-телевидения.It should be clear to those skilled in the art that the methods shown in FIG. 1 and FIG. 2 can be combined, the method of FIG. 1 being used for a data receiver, such as a digital television receiver in an IP television system, and the method of FIG. 2 is used for a sender data, such as a media server in an IPTV system.
На Фиг.3 показана блок-схема устройства для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как видно из Фиг.3, устройство для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения состоит из блока 30 обнаружения, блока 31 компенсации потери пакетов и запоминающего устройства 32, при этом блок 30 обнаружения при обнаружении потери пакета в полученной группе пакетов данных приводит в действие первый модуль 310 запуска счетчика ожидания блока 31 компенсации потерь пакетов; запоминающее устройство 32 предназначено для хранения получаемых пакетов данных; блок 31 компенсации потери пакетов состоит из первого модуля 310 запуска счетчика ожидания, первого модуля 311 определения приема потерянного пакета, отчетного модуля 312 для предоставления информации о потерянном пакете, второго модуля 313 запуска счетчика ожидания, второго модуля 314 определения приема потерянного пакета и модуля 315 вставки потерянного пакета, при этом первый модуль 310 запуска счетчика ожидания предназначен для запуска первого счетчика времени ожидания; длительность первого периода ожидания обычно устанавливается равной не более 80 миллисекунд и отслеживается с помощью таймера; первый модуль 311 определения приема потерянного пакета определяет, был ли получен потерянный пакет во время действия первого счетчика ожидания, и при неполучении пакета запускает отчетный модуль 312 для предоставления информации о потерянном пакете; отчетный модуль 312 для предоставления информации о потерянном пакете предназначен для предоставления отправителю отчета о потерянном пакете и для запуска второго модуля 313 запуска счетчика ожидания; второй модуль 313 запуска счетчика ожидания предназначен для запуска второго счетчика времени ожидания; длительность второго периода ожидания обычно устанавливается равной не более 200 миллисекунд и отслеживается с помощью таймера; второй модуль 314 определения приема потерянного пакета определяет, был ли получен потерянный пакет во время действия второго счетчика ожидания, и при обнаружении полученного пакета запускает модуль 315 для вставки потерянного пакета, в противном случае он запускает блок обнаружения; модуль 315 для вставки потерянного пакета используется для вставки потерянного пакета на соответствующее место в группе полученных пакетов данных; в запоминающем устройстве 32 имеется не менее трех буферов данных, при этом один буфер данных используется для хранения подлежащих пакетов данных, еще не проверявшихся на наличие потерянных пакетов, т.е. пакетов, подлежащих проверке; второй буфер данных применяется для хранения пакетов данных, подлежащих компенсации, которые ожидают повторной передачи потерянного пакета, т.е. пакетов данных, в которых была обнаружена потеря пакета, которую необходимо компенсировать; третий буфер данных предназначен для хранения скомпенсированных пакетов данных, в которых ранее была обнаружена потеря пакета, или же пакетов данных, в которых не было обнаружено потери пакета, при этом пакеты данных из этого буфера сразу же анализируются и выводятся на обрабатывающий терминал, например телевизор.FIG. 3 shows a block diagram of an apparatus for compensating for packet loss in a UDP data transmission mode in accordance with one embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 3, a device for compensating for packet loss in a UDP data transmission mode according to an embodiment of the present invention consists of a detection unit 30, a packet loss compensation unit 31 and a storage device 32, wherein the loss detection detection unit 30 a packet in the obtained group of data packets drives the first module 310 start counter standby unit 31 compensation for packet loss; a storage device 32 is designed to store received data packets; the packet loss compensation unit 31 consists of a first wait counter start module 310, a first lost packet reception determination module 311, a lost packet reporting module 312, a second wait counter start module 313, a second lost packet reception determination module 314 and an insert module 315 a lost packet, wherein the first standby counter start module 310 is for starting a first standby counter; the duration of the first waiting period is usually set to not more than 80 milliseconds and monitored by a timer; the first module 311 determine the reception of the lost packet determines whether the lost packet was received during the operation of the first standby counter, and if the packet is not received, it starts the reporting module 312 to provide information about the lost packet; the reporting module 312 for providing information about the lost packet is intended to provide the sender with a report on the lost packet and to start the second module 313 start counter standby; a second standby counter start module 313 is configured to start a second standby counter; the duration of the second waiting period is usually set to not more than 200 milliseconds and monitored by a timer; the second module 314 determine the reception of the lost packet determines whether the lost packet was received during the second standby counter, and upon detection of the received packet starts the module 315 to insert the lost packet, otherwise it starts the detection unit; a lost packet insertion module 315 is used to insert a lost packet to an appropriate place in the group of received data packets; memory 32 has at least three data buffers, and one data buffer is used to store the underlying data packets that have not yet been checked for the presence of lost packets, i.e. packages to be inspected; a second data buffer is used to store data packets to be compensated that are awaiting retransmission of the lost packet, i.e. data packets in which a packet loss has been detected that needs to be compensated; the third data buffer is designed to store compensated data packets in which packet loss was previously detected, or data packets in which packet loss was not detected, while data packets from this buffer are immediately analyzed and displayed on a processing terminal, for example, a TV.
Устройство из Фиг.3 подходит для отправителя данных, например ресивера цифрового телевидения в системе IP-телевидения.The device of FIG. 3 is suitable for a data sender, such as a digital television receiver in an IP television system.
Специалистам должно быть ясно, что устройство для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP, описанное в данном варианте осуществления изобретения, предназначено для реализации способа компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP, который показан на Фиг.1. Реализацию функций каждого блока и модуля устройства из Фиг.3 следует рассматривать со ссылками на описание способа из Фиг.1. Функции каждого блока и модуля устройства для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP, описанного в данном варианте осуществления изобретения, могут реализовываться в виде программ, исполняемых процессором, или в виде специальных логических схем.It should be clear to those skilled in the art that the device for compensating for packet loss in UDP transmission mode described in this embodiment is intended to implement a method for compensating packet loss in UDP transmission mode, which is shown in FIG. The implementation of the functions of each block and module of the device of Figure 3 should be considered with reference to the description of the method of Figure 1. The functions of each unit and module of the device to compensate for packet loss in the data transfer mode via UDP described in this embodiment of the invention can be implemented in the form of programs executed by the processor, or in the form of special logic circuits.
На Фиг.4 показана блок-схема устройства для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения; как видно из Фиг.4, устройство для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения состоит из блока 40 приема, блока 41 поиска, блока 42 вставки потерянного пакета, блока 43 отправки и блока 44 проверки возможностей получателя, при этом блок 40 приема предназначен для приема отчета о потерянном пакете; блок 41 поиска предназначен для поиска буфера, который используется для хранения пакетов данных, отправленных данному получателю и соответствует потерянному пакету, в соответствии с полученными сведениями о потере пакета, с последующим запуском блока 42 вставки потерянного пакета после нахождения потерянного пакета в буфере; блок 42 вставки потерянного пакета предназначен для вставки найденного в буфере потерянного пакета в ожидающую отправки очередь пакетов данных к данному получателю; блок 43 отправки предназначен для отправки получателю подготовленной очереди пакетов данных; блок 44 проверки возможностей получателя определяет, поддерживает ли получатель функцию компенсации потери пакетов, и если получатель эту функцию поддерживает, то блок 44 поручает блоку 43 отправки отослать получателю пакеты данных со скоростью, превышающей пропускную способность кодирования данных получателя, чтобы компенсировать занятие части пропускной полосы, которое, возможно, вызвано работой функции компенсации потери пакетов. Чтобы заявить о поддержке функции компенсации потери пакетов, получатель добавляет в сообщение DESCRIBE сигнального обмена RTSP поле расширения, определяемое как x-zmssRtxSdp, которое занимает в теле сообщения DESCRIBE одну строку. Блок 44 проверки возможностей получателя использует полученное сообщение DESCRIBE, чтобы определить, поддерживает ли получатель функцию компенсации потери пакетов.FIG. 4 shows a block diagram of an apparatus for compensating for packet loss in a UDP communication mode in accordance with another embodiment of the present invention; as can be seen from FIG. 4, a device for compensating for packet loss in a UDP data transmission mode according to an embodiment of the present invention consists of a receiving unit 40, a searching unit 41, a lost packet insertion unit 42, a sending unit 43 and a capability checking unit 44 the recipient, while the receiving unit 40 is intended to receive a report of the lost packet; block 41 search is designed to search for a buffer that is used to store data packets sent to this recipient and corresponds to the lost packet, in accordance with the received information about the loss of the packet, and then run block 42 insert the lost packet after finding the lost packet in the buffer; block 42 insertion of a lost packet is intended to insert the lost packet found in the buffer into the queue of data packets waiting to be sent to this recipient; block 43 sending is intended for sending to the recipient prepared queue of data packets; the receiver capabilities checker 44 determines whether the receiver supports the packet loss compensation function, and if the receiver supports this function, the sending unit 43 instructs the sending unit 43 to send data packets to the receiver at a rate exceeding the recipient's data encoding bandwidth to compensate for occupying part of the bandwidth, which is possibly caused by the packet loss compensation function. To claim support for packet loss compensation, the recipient adds an extension field defined as x-zmssRtxSdp to the DESCRIBE message of the RTSP message, which occupies one line in the body of the DESCRIBE message. The recipient capability checker 44 uses the received DESCRIBE message to determine if the recipient supports packet loss compensation.
Устройство из Фиг.4 подходит для получателя данных, например мультимедиа сервера в системе IP-телевидения.The device of FIG. 4 is suitable for a data recipient, such as a multimedia server in an IP television system.
Специалистам должно быть ясно, что устройство для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP, описанное в данном варианте осуществления изобретения, предназначено для реализации способа компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDP, который показан на Фиг.2; реализацию функций каждого блока и модуля устройства из Фиг.4 следует рассматривать со ссылками на описание способа из Фиг.2. Функции каждого блока устройства для компенсации потери пакетов в режиме передачи данных по протоколу UDR, описанного в данном варианте осуществления изобретения, могут реализовываться в виде программ, исполняемых процессором, или в виде специальных логических схем.It should be clear to those skilled in the art that the device for compensating for packet loss in a UDP data transmission mode described in this embodiment is intended to implement a method for compensating packet loss in a UDP data transmission mode, which is shown in FIG. 2; the implementation of the functions of each block and module of the device of Figure 4 should be considered with reference to the description of the method of Figure 2. The functions of each unit of the device for compensating for packet loss in the UDR protocol data transfer mode described in this embodiment of the invention can be implemented in the form of programs executed by the processor, or in the form of special logic circuits.
Выше описаны лишь предпочтительные варианты осуществления изобретения, которые не следует рассматривать как ограничение объема правовой охраны данного изобретения.Only the preferred embodiments of the invention are described above, which should not be construed as limiting the scope of legal protection of this invention.
Claims (14)
запуск процесса компенсации потери пакета при обнаружении утраты пакета в группе полученных пакетов данных, причем такое обнаружение утраты пакета запускается лишь после того, как количество пакетов данных, хранящихся в данной области данных, достигнет определенного числа; запуск первого счетчика времени ожидания; если по истечении времени ожидания первого счетчика потерянный пакет так и не был получен, то информация о потерянном пакете отсылается отправителю, после чего выполняется запуск второго счетчика времени ожидания, и если потерянный пакет будет получен прежде, чем истечет время ожидания по второму счетчику, то потерянный пакет будет вставлен на соответствующую позицию в группе полученных пакетов данных, и на этом данный процесс компенсации потери пакета будет завершен, при этом при обнаружении потери еще одного пакета процесс компенсации потери пакета будет запущен заново.1. A method of compensating for packet loss in the data transfer mode using the user datagram protocol (UDP), consisting of the following steps:
the start of the packet loss compensation process when a packet loss is detected in the group of received data packets, and such a packet loss detection is started only after the number of data packets stored in this data area reaches a certain number; start of the first timeout counter; if, after the first counter has timed out, the lost packet was never received, the information about the lost packet is sent to the sender, after which the second waiting time counter is started, and if the lost packet is received before the second counter expires, then the lost one the packet will be inserted at the appropriate position in the group of received data packets, and this process of the packet loss compensation will be completed, while upon detection of the loss of another packet, the compensation process and packet loss will be restarted.
остановка процесса компенсации потери пакета при превышении первого заданного предела для числа последовательных неполучений потерянного пакета или/и при превышении второго заданного предела для коэффициента потерь пакетов во время процесса компенсации потери пакета; а также
перезапуск процесса компенсации потери пакета при превышении третьего заданного предела для длительности периода, в течение которого коэффициент потерь пакетов для получаемых групп пакетов данных постоянно остается равным 0.2. The method according to claim 1, which further comprises the following steps:
stopping the packet loss compensation process when the first predetermined limit for the number of consecutive non-receipt of the lost packet is exceeded or / and when the second predetermined limit for the packet loss coefficient is exceeded during the packet loss compensation process; as well as
restarting the packet loss compensation process when the third predetermined limit is exceeded for the duration of the period during which the packet loss coefficient for the received data packet groups remains constant at 0.
разделение буфера данных на три и более части, которые соответственно используются для хранения пакетов данных, не проверявшихся на наличие потерь пакетов, пакетов данных, подлежащих компенсации, которые ожидают повторной передачи потерянного пакета, и пакетов данных, уже скомпенсированных после потери пакета, а также пакетов данных, в которых не было обнаружено потерь пакетов.3. The method according to claim 1, which further comprises the following steps:
dividing the data buffer into three or more parts, which are respectively used to store data packets that were not checked for packet loss, compensated data packets that are waiting for the retransmission of the lost packet, and data packets already compensated after packet loss, as well as packets data in which no packet loss was detected.
потерянный пакет после его восстановления вставляют в группу полученных пакетов данных в соответствии с его порядковым номером.4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which information about the lost packet contains information about the serial number of the lost packet;
the lost packet after its restoration is inserted into the group of received data packets in accordance with its serial number.
поиск буфера, который используется для хранения пакетов данных, отправленных данному получателю и соответствует потерянному пакету, в соответствии с полученной информацией о потере пакета, затем вставка потерянного пакета в ожидающую отправки очередь пакетов данных, и затем отправка потерянного пакета получателю.5. A method of compensating for packet loss in the UDP data transfer mode consisting of the following steps:
search for a buffer that is used to store data packets sent to this recipient and matches the lost packet in accordance with the received packet loss information, then insert the lost packet into the data packet queue waiting to be sent, and then send the lost packet to the recipient.
блок обнаружения при обнаружении потери пакета в полученной группе пакетов данных приводит в действие первый модуль запуска счетчика ожидания блока компенсации потери пакетов, причем такое обнаружение утраты пакета запускается лишь после того, как количество пакетов данных, хранящихся в данной области данных, достигнет определенного числа;
блок компенсации потери пакетов включает в себя следующее:
первый модуль запуска счетчика ожидания, предназначенный для запуска первого счетчика времени ожидания;
первый модуль определения приема потерянного пакета, который определяет, был ли получен потерянный пакет во время действия первого счетчика ожидания, и при неполучении пакета запускает отчетный модуль для предоставления информации о потерянном пакете;
отчетный модуль для предоставления информации о потерянном пакете, предназначенный для предоставления отправителю отчета о потерянном пакете и для запуска второго модуля запуска счетчика ожидания;
второй модуль запуска счетчика ожидания, предназначенный для запуска второго счетчика времени ожидания;
второй модуль определения приема потерянного пакета, который определяет, был ли получен потерянный пакет во время действия второго счетчика ожидания, и при обнаружении полученного пакета запускает модуль для вставки потерянного пакета, в противном случае он запускает блок обнаружения; а также
модуль для вставки потерянного пакета, который используется для вставки потерянного пакета на соответствующее место в группе полученных пакетов данных.8. Device for compensating for packet loss in the data transfer mode via UDP protocol consisting of a detection unit and a packet loss compensation unit, in which:
the detection unit, upon detecting a packet loss in the obtained group of data packets, activates the first module for starting the wait counter of the packet loss compensation block, and such a packet loss detection is triggered only after the number of data packets stored in this data area reaches a certain number;
the packet loss compensation unit includes the following:
a first standby counter start module for starting a first standby counter;
the first module for determining the reception of the lost packet, which determines whether the lost packet was received during the first standby counter, and if the packet is not received, it starts the reporting module to provide information about the lost packet;
a reporting module for providing information about the lost packet, intended to provide the sender with a report on the lost packet and to start the second module for starting the wait counter;
a second standby counter start module for starting a second standby counter;
the second module for determining the reception of the lost packet, which determines whether the lost packet was received during the action of the second wait counter, and upon detection of the received packet starts the module to insert the lost packet, otherwise it starts the detection unit; as well as
a module for inserting a lost packet, which is used to insert a lost packet at an appropriate place in the group of received data packets.
модуль вставки потерянного пакета после восстановления пакета вставляет его в группу полученных пакетов данных в соответствии с порядковым номером данного потерянного пакета.11. The device according to any one of paragraphs.8-10, in which information about the lost packet contains information about the serial number of the lost packet;
the module for inserting a lost packet after restoring the packet inserts it into the group of received data packets in accordance with the serial number of this lost packet.
блок приема предназначен для приема отчета о потерянном пакете;
блок поиска предназначен для поиска буфера, который используется для хранения пакетов данных, отправленных данному получателю и соответствует потерянному пакету, в соответствии с полученными сведениями о потере пакета, с последующим запуском блока вставки потерянного пакета после нахождения потерянного пакета в буфере;
блок вставки потерянного пакета предназначен для вставки найденного в буфере потерянного пакета в ожидающую отправки очередь пакетов данных к данному получателю; а также
блок отправки предназначен для отправки подготовленной очереди пакетов данных получателю.12. A device for compensating for packet loss in the UDP data transfer mode, consisting of a receiving unit, a search unit, an insertion unit for a lost packet, and a sending unit, wherein:
a receiving unit is designed to receive a report of a lost packet;
a search block is used to search for a buffer that is used to store data packets sent to this recipient and corresponds to a lost packet, in accordance with the received packet loss information, with the subsequent launch of the block to insert the lost packet after the lost packet is in the buffer;
the lost packet insertion unit is used to insert the lost packet found in the buffer into the queue of data packets waiting to be sent to the given recipient; as well as
the sending unit is designed to send a prepared queue of data packets to the recipient.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910077633.1 | 2009-02-09 | ||
| CN200910077633A CN101800632A (en) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Lost packet compensation method and device under user datagram protocol transmission mode |
| PCT/CN2009/076188 WO2010088836A1 (en) | 2009-02-09 | 2009-12-29 | Packet loss compensation method and apparatus in user datagram protocol transmission mode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011137334A RU2011137334A (en) | 2013-03-20 |
| RU2501172C2 true RU2501172C2 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=42541668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011137334/08A RU2501172C2 (en) | 2009-02-09 | 2009-12-29 | Method and apparatus for packet loss compensation in user datagram protocol transmission mode |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101800632A (en) |
| RU (1) | RU2501172C2 (en) |
| WO (1) | WO2010088836A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610697C1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method and device for retransmitting data via user datagram protocol |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102204164B (en) * | 2011-05-24 | 2014-05-21 | 华为技术有限公司 | Method and apparatus for reporting network packet-losing message |
| CN102300076B (en) * | 2011-08-26 | 2017-12-05 | 中兴通讯股份有限公司 | The method and video conference terminal of video conference terminal dynamic Discarded Packets compensation |
| CN103024401B (en) * | 2012-11-23 | 2015-04-01 | 中国电影科学技术研究所 | Method and system for reissuing data to video file |
| KR102127685B1 (en) * | 2013-04-17 | 2020-06-29 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for transmitting and receiving forward error correction packet |
| CN104735036B (en) * | 2013-12-24 | 2019-06-14 | 横河电机株式会社 | A kind of data earth-filling method and device |
| CN103716140B (en) * | 2013-12-26 | 2017-02-15 | 中国工程物理研究院计算机应用研究所 | Data release and reception method based on self-adaptive complementary mechanism |
| WO2016074126A1 (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-19 | 华为技术有限公司 | Controller, serving node and data packet forwarding method |
| WO2018049652A1 (en) * | 2016-09-18 | 2018-03-22 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Data retransmission method and device |
| CN112669858A (en) * | 2019-10-14 | 2021-04-16 | 上海华为技术有限公司 | Data processing method and related device |
| CN112637162A (en) * | 2020-12-14 | 2021-04-09 | 上海金仕达软件科技有限公司 | UDP (user Datagram protocol) data packet processing method and device |
| CN112969075A (en) * | 2021-01-29 | 2021-06-15 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | Frame supplementing method and device in live broadcast process and computing equipment |
| CN115150372B (en) * | 2021-03-31 | 2024-03-15 | 海能达通信股份有限公司 | Method for preventing voice loss in call, communication system and terminal |
| CN116389178B (en) * | 2023-04-07 | 2023-11-03 | 国家气象信息中心(中国气象局气象数据中心) | Method and device for compensating and adjusting UDP multicast lost frame level of data file |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263403C2 (en) * | 1999-06-23 | 2005-10-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and device for controlling potentially strobed signal in radio communication device |
| CN1754364A (en) * | 2003-02-28 | 2006-03-29 | 索尼株式会社 | Transmission/reception system, transmitting device and method, and receiving device and method |
| CN1917639A (en) * | 2006-09-01 | 2007-02-21 | 北京天地互连信息技术有限公司 | Method of enhancing vedio signal by discarding packets and using retransmission |
| CN101222311A (en) * | 2008-01-29 | 2008-07-16 | 杭州华三通信技术有限公司 | Real-time packet loss recovery method, system and receiving terminal unit |
| US20080192623A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Mediatek Inc. | Methods and devices for dual-tone multi-frequency (dtmf) signaling |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101030839A (en) * | 2007-02-13 | 2007-09-05 | 华为技术有限公司 | Method for re-transmitting data |
-
2009
- 2009-02-09 CN CN200910077633A patent/CN101800632A/en active Pending
- 2009-12-29 RU RU2011137334/08A patent/RU2501172C2/en active
- 2009-12-29 WO PCT/CN2009/076188 patent/WO2010088836A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263403C2 (en) * | 1999-06-23 | 2005-10-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and device for controlling potentially strobed signal in radio communication device |
| CN1754364A (en) * | 2003-02-28 | 2006-03-29 | 索尼株式会社 | Transmission/reception system, transmitting device and method, and receiving device and method |
| CN1917639A (en) * | 2006-09-01 | 2007-02-21 | 北京天地互连信息技术有限公司 | Method of enhancing vedio signal by discarding packets and using retransmission |
| US20080192623A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Mediatek Inc. | Methods and devices for dual-tone multi-frequency (dtmf) signaling |
| CN101222311A (en) * | 2008-01-29 | 2008-07-16 | 杭州华三通信技术有限公司 | Real-time packet loss recovery method, system and receiving terminal unit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610697C1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method and device for retransmitting data via user datagram protocol |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101800632A (en) | 2010-08-11 |
| WO2010088836A1 (en) | 2010-08-12 |
| RU2011137334A (en) | 2013-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2501172C2 (en) | Method and apparatus for packet loss compensation in user datagram protocol transmission mode | |
| EP2369840B1 (en) | Channel switching method, device and system | |
| KR101644215B1 (en) | A method and apparatus for parsing a network abstraction-layer for reliable data communication | |
| JP3757857B2 (en) | Data communication system, data transmission apparatus, data reception apparatus and method, and computer program | |
| CN101316357B (en) | Channel switching method and terminal | |
| US20030206549A1 (en) | Method and apparatus for multicast delivery of information | |
| US10230651B2 (en) | Effective intra-frame refresh in multimedia communications over packet networks | |
| EP2566128B1 (en) | Method and server for obtaining key information during fast channel switching | |
| US20120063462A1 (en) | Method, apparatus and system for forwarding video data | |
| CN101026555B (en) | Discarded packet indicator | |
| JP2013518511A (en) | Method and apparatus for determining retransmission | |
| WO2011079822A1 (en) | Method and apparatus for ensuring quality of service of internet protocol television live broadcast service | |
| WO2011022994A1 (en) | Method, apparatus and system for rapid acquisition of multicast realtime transport protocol sessions | |
| CN102938833A (en) | Method and device in video conference, multi-point control device and video conference system | |
| US20160134672A1 (en) | Delivering partially received segments of streamed media data | |
| US20060224745A1 (en) | Error recovery mechanism and network element comprising same | |
| CN111866526A (en) | Live broadcast service processing method and device | |
| JP3848222B2 (en) | Resending method | |
| CN115102927B (en) | SIP intercom method, system and storage device for keeping video clear | |
| CN110768753A (en) | Packet loss retransmission method and system | |
| JP2006186494A (en) | Broadcast/communication convergence system, viewer terminal thereof and method of controlling response message | |
| JP2008271084A (en) | Video reception terminal | |
| JP2006186495A (en) | Broadcast/communication convergence system, viewer terminal thereof and method of controlling response message |