CN101039325B - 基于混合器的实时传输协议数据包配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于混合器的实时传输协议数据包配置方法，包括：步骤S302，在实时传输协议数据包的头部中预先设置扩展字段、贡献源标识符、以及贡献源计数字段，并由发送源将实时传输协议数据包发送给混合器；步骤S304，混合器对实时传输协议数据包进行混合操作，并在实时传输协议数据包的头部中设置以下中的一个或多个：与混合器对应的混合器标识符、与发送源对应的同步源标识符、以及贡献源标识符列表；以及步骤S306，混合器增加扩展字段和贡献源计数字段的值，并传输实时传输协议数据包。通过使用本发明，可以使接收端容易地识别来自同一发送源的实时传输协议包，从而提高了网络的速度，降低了误码率与网络延迟。

Description

基于混合器的实时传输协议数据包配置方法 

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种基于混合器的实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)数据包配置方法。 

背景技术

互联网Internet已经成为当今信息社会的最重要的信息基础设施，同时，互联网的主要应用类型也在不断变化，最初的以远程登陆(telnet)为主的应用在经历了以文件传输(ftp)、主页浏览(web)应用为主的热潮以后，正在逐渐向以音频、视频为主的实时多媒体应用发展。 

实时传输协议是为多媒体数据的实时传输而设计的传输协议，用于端到端的数据传输，具有复用和解复用功能，RTP与下层协议无关，任何可以建立端对端连接的协议都可以被RTP利用，RTP协议通常运行于用户数据报(UDP)之上，也可以基于AAL5/ATM或IPX等其他无连接的通信协议。传输过程中，通常利用底层的UDP协议对实时音/视频数据进行多播或单播，从而实现多点或单点的信息传输。网络中多点之间的RTP数据传输、通信量的监控、和身份识别功能由实时传输控制协议(Real-time Transport ControlProtocol，RTCP)来完成控制信息的管理。 

在工作时，RTP协议从上层接收流媒体信息码流(如H.263)，装配成RTP数据包发送给下层，下层协议提供RTP和RTCP的分 流，例如在UDP中，RTP使用一个偶数号端口，则相应的RTCP使用其后的奇数号端口。RTP数据包没有长度限制，它的最大包长只受下层协议的限制。 

如图1所示，RTP利用混合器(mixer)和解释器(translator)来完成实时数据的传输，s1、s2、s3、和s4为数据源的发送端，r1为最终RTP包流的接收端。 

其中，混合器是从一个或多个源中接收RTP包的中间系统，它将接收的这些包混合，并形成一个新的RTP包，一般来说，由于多个输入流并不同步，所以混合器需要对这些输入源进行时间判断，然后形成混合流自己的时间。这样，一个混合器就可以作为一个同步源。 

具体来说，混合器从由一个或多个源发出的RTP包中提取内容，并将它们通过某种方式混合，然后从一个新的RTP包中送出。在这个过程中，数据格式可能被改变，而且由于多个输入源的计时一般不会同步，所以混合器会对各个流的计时做出调整，并为组合流生成一个新的计时。在RTP包组合好后，混合器将被标识成它所产生所有数据包的同步源。在该过程中，混合器如何组合数据格式如何调整计时器是关键。 

此外，解释器(又可称为转换器)是通过完整的同步源标识符转发RTP数据包的中间系统。转换器的主要作用是转发RTP包而不改变各个数据包的同步源标识符，例如，转换器可以不执行混频，将多播复制到单播的重复装置以及防火墙中应用层的过滤器。 

图2示出了RTP中混合器的应用。在图2中，E表示终端，T表示解释器，M表示混合器。如图所示，解释器T2同时收到E6、M1、E4、M3发来的数据，T2对数据不做处理，直接将所有的数据转发给终端E7。使用者可以在不同的实时媒体传输应用中组合使用混合器和解释器，以满足不同的应用需要。

在相关技术中，来自同一源的数据流通过混合器时被加上新的SSRC(Synchronization Source，同步源)标识，之后直接送到接收端，这样处理存在以下缺陷：(1)无线连接脆弱，误码率高；(2)无线连接的带宽较小；(3)单元内的有效带宽动态改变，降低了系统的性能。 

然而，目前尚未提出能够在混合器中对RTP数据包进行处理、使得接收端容易地识别来自不同发送方的非同步到达的数据的技术方案。 

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，根据本发明的实施例，提供了一种基于混合器的实时传输协议数据包配置方法。 

该方法包括：步骤S302，在实时传输协议数据包的头部中预先设置扩展字段、贡献源标识符、以及贡献源计数字段，并由发送源将实时传输协议数据包发送给混合器；步骤S304，混合器对实时传输协议数据包进行混合操作，并在实时传输协议数据包的头部中设置与混合器对应的混合器标识符；以及步骤S306，混合器设置扩展字段的值为1以及增加贡献源计数字段的值，并传输实时传输协议数据包。 

在上述步骤S304中在实时传输协议数据包的头还设置有与发送源对应的同步源标识符和/或贡献源标识符列表。 

其中，通过贡献源计数字段来标识实时传输协议数据包中的贡献源标识符的数目。 

在步骤S304中，通过混合器标识符来标识混合器；通过同步源标识符来标识发送源。并且，同步源标识符是随机生成的，并且相同的发送源发送的实时传输协议数据包具有相同的同步源标识符。 

此外，在步骤S304中，通过贡献源标识符列表来标识在实时传输协议数据包中对有效负荷起作用的贡献源，其中，贡献源用于使能混合器。其中，贡献源标识符列表至少包含所传输的实时传输协议数据包的类型和编码方法，还可以进一步包括时间戳，通过时间戳来标识发送源发送实时传输协议数据包的时间。 

在步骤S306之后，进一步包括以下处理：混合器将实时传输协议数据包传输到接收端；接收端根据混合器标识符、同步源标识符、以及贡献源标识符列表中的一个或多个来解析实时传输协议数据包。 

通过本发明的上述技术方案，可以在混合器中对实时传输协议数据包头进行相应的标识，使接收端容易地识别来自同一发送源的实时传输协议数据包，从而提高了网络的速度，降低了误码率与网络延迟。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是根据相关技术的实时传输协议数据包的传输流程的示意图； 

图2是根据相关技术的混合器在实时传输协议中的应用的示意图； 

图3是根据本发明实施例的基于混合器的实时传输协议数据包配置方法的流程图；以及 

图4是根据本发明实施例的基于混合器的实时传输协议数据包配置方法中混合器标识符结构的示意图。 

具体实施方式

在实际应用中，并非所有站点都收到相同格式的媒体数据，例如，一个地方的参与者只能低速接入会议，而其他大部分参与者都能享受高速连接。此时，通过在只能低速接入的地方设置混合器，由混合器对收到的RTP数据包进行处理，可以使得接收端能够容易地识别来自相同发送源的数据包。 

在本实施例中，提供了一种基于混合器的RTP数据包配置方法。RTP数据包由RTP头和不定长的连续媒体数据组成，本实施例中的方法主要对RTP头进行了相应处理。 

在实际应用根据本实施例的方法时，混合器对输入的音频包重新进行同步，重建发送方产生的20ms的固定间隔，将已重建的音频流混合为单一的流，将音频编码转换为低带宽格式，最后通过低带宽连接转发数据包流(package stream)。这些包可能被单播到一个接收方，也可能多播到另一个的地址而发给多个接收方。 

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。具体地，如图3所示，该方法包括如下步骤： 

步骤S302，在RTP数据包的头部中预先设置扩展字段(用X表示，优选地，为1比特，当通过混合器时，将其设置为1)、贡献源标识符、以及贡献源计数字段(CC)(优选地，为4比特)，并由发送源将RTP数据包发送给混合器； 

步骤S304，混合器对RTP数据包进行混合操作，并在RTP数据包的头部中设置以下中的一个或多个：与混合器对应的混合器标识符(优选地，为16比特，并且还可以附加在RTP数据头后面)、与发送源对应的同步源(SSRC)标识符(优选地，可以为32比特，表示正在为会话产生RTP包的源)、以及贡献源标识符列表(CSRClist)； 

步骤S306，混合器设置扩展字段的值为1和增加贡献源计数字段的值，并传输RTP数据包(当数据流通过混合器时，X＝1，CC为非零值)。 

以下首先详细描述通过上述字段进行的处理： 

扩展字段(Extension，X)：通过扩展字段来标识RTP数据包经过混合器； 

贡献源计数字段(CSRC count，CC)：通过CC来标识RTP数据包中的贡献源标识符的数目，随着通过混合器的数量的增加，CC的值递增。 

混合器标识符：通过来标识混合器，具有相同混合器标识符的RTP通过同一个混合器，混合器标识符的结构如图4所示； 

同步源标识符(SSRC)：通过同步源标识符来标识发送源，其中，同步源标识符是随机生成的，以避免在同一个RTP会话中两个源具有相同的标识符；另外，相同的发送源发送的RTP数据包具有相同的同步源标识符。 

贡献源标识符列表：在步骤S304中，通过贡献源标识符列表来标识在RTP数据包中对有效负荷起作用的贡献源(根据CC的限定，最大数量为15，如果超过15个，则标识前15个)；其中，贡献源(Contributing Source，CSRC)用于使能混合器。 

其中，贡献源标识符列表至少包含所传输的RTP数据包的类型和编码方法。并且，贡献源标识符列表进一步包括时间戳，通过时间戳可以标识发送源发送RTP数据包的时间，优选地，其长度为32比特，当RTP通过混合器时，如果需要缓冲20ms的音频数据，无论包是被传递了还是被丢失了，每处理完一个包RTP时间戳都增加160。 

优选地，在RTP数据包的头部中还可以包括以下字段： 

版本号(Version(V))，这个域长度可以为2比特，当前的版本为2.0； 

填充(Padding(P))，这个域长度可以为1比特，如果P被置位，则在包的结尾处包含有一个或多个附加的填充字节，这些填充字节不是有效负荷的一部分； 

标识位(Marked bit(M))，这个域长度可以为1比特，如果M被置位，则表示一些重要的项目(例如，帧边界)在包中被标记； 

有效负荷类型(Payload type(PT))，这个域长度可以为7比特，PT指示的是有RTP包中的有效负荷的类型； 

序列号(Sequence number)：  这个域的长度可以为16个比特，每送一个RTP包数目就增加1，其初始值被设为一个随机数，接收方不仅可以通过该序列号检测包丢失，还可以重组包序列。 

另外，在步骤S306之后，进一步包括以下处理：混合器将RTP数据包传输到接收端；接收端根据混合器标识符、同步源标识符、以及贡献源标识符列表中的一个或多个来解析RTP数据包。 

本发明通过设置RTP头，使混合器能辨识出对混合后的包有用的源，RTP头中包括的混合器标识符可以表明该资源是混合的，从而将正确的谈话者的指示提供给接收者。如步骤S306中的处理，当数据流通过混合器时，X＝1，CC为非零值，并且，还可以在RTP数据头后面值附加扩展的16位的混合器标志位。该混合器再次同步接收到的音频包来重组这个由发送者生成的连续的20毫秒间隔，并将这些重组的音频流混合为一个单独的数据包流。之后，可以将该音频编码转换到低带宽编码，并将该低带宽包流穿过低带宽链接推向前，这些包可能单播到一个单独的接收者，或多播到多个接收者。 

综上所述，借助于本发明的技术方案，可以在混合器中对实时传输协议数据包头进行相应的标识，使接收端容易地识别来自同一发送源的RTP包，从而提高了网络的速度，降低了误码率与网络延迟。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种基于混合器的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，包括：

步骤S302，在实时传输协议数据包的头部中预先设置扩展字段、贡献源标识符、以及贡献源计数字段，并由发送源将所述实时传输协议数据包发送给混合器；

步骤S304，所述混合器对所述实时传输协议数据包进行混合操作，并在所述实时传输协议数据包的头部中设置与所述混合器对应的混合器标识符；以及

步骤S306，所述混合器设置所述扩展字段的值为1以及增加所述贡献源计数字段的值，并传输所述实时传输协议数据包。

2.根据权利要求1所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，在所述步骤S304中，还在所述实时传输协议数据包的头中设置与所述发送源对应的同步源标识符和/或贡献源标识符列表。

3.根据权利要求1所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，通过所述贡献源计数字段来标识所述实时传输协议数据包中的所述贡献源标识符的数目。

4.根据权利要求2所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，在所述步骤S304中，通过所述混合器标识符来标识混合器；通过所述同步源标识符来标识发送源。

5.根据权利要求4所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，在所述步骤S304中，随机生成所述同步源标识符，并且相同的发送源发送的实时传输协议数据包具有相同的同步源标识符。

6.根据权利要求2所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，在所述步骤S304中，通过所述贡献源标识符列表来标识在所述实时传输协议数据包中对有效负荷起作用的贡献源。

7.根据权利要求6所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，所述贡献源标识符列表至少包含所传输的所述实时传输协议数据包的类型和编码方法。

8.根据权利要求7所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，所述贡献源标识符列表进一步包括时间戳，通过所述时间戳来标识所述发送源发送所述实时传输协议数据包的时间。

9.根据权利要求2所述的实时传输协议数据包配置方法，其特征在于，在所述步骤S306之后，进一步包括以下处理：

所述混合器将所述实时传输协议数据包传输到接收端；以及

所述接收端根据所述混合器标识符、所述同步源标识符、以及所述贡献源标识符列表中的一个或多个来解析所述实时传输协议数据包。

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