CN101056221A - 一种统计在网络传输中丢失数据的方法 - Google Patents

一种统计在网络传输中丢失数据的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的统计网络传输中丢失数据的方法,通过发送端在发送数据前,向数据帧空闲位添加识别信息,经网络传输后,接收端获取当前接收数据帧的识别信息,并比较当前接收数据帧的识别信息与当前接收时间计数值,然后,根据比较结果,得出数据丢失帧数,从而统计网络传输数据的丢失率。这样,即使在硬件配置较低、网络带宽较低的情况下,就能根据数据格式的特性,通过在数据中添加识别信息来实现对网络传输数据的丢失率进行较为准确统计,而且不需要在网络中传输额外的数据,减少了资源占用。

Description

一种统计在网络传输中丢失数据的方法
技术领域
本发明涉及数据网络传输技术,特别是一种统计在网络传输中丢失数据的方法。
背景技术
随着网络技术的发展,对音视频文件的传输,不仅利用有线网络,也同样可以利用无线网络。比如,声音的传输可以采用AMR(Adaptive Multi-Rate)音频格式进行传输,具体步骤是对声音进行AMR编码,然后通过有线或无线网络进行传输,被传输的音频数据被解码后,实现播放。
然而由于网络的复杂性和不稳定性,会导致数据在网络传输中出现数据丢失的现象。为了了解网络当前的数据丢失状况,有必要对接收端接收到的数据进行统计。目前,一般会采用实时传输控制协议(RTCP)来完成对网络数据丢失的统计。由于统计所用信息包含在PRCP数据包中,该方法就需要系统在传输数据的同时不停发送RTCP数据包,这样对网络的带宽、系统的硬件配置要求比较高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种统计网络传输中丢失数据的方法,可以应用于硬件配置较低的系统,而且不需要在网络中传输额外的数据。
为达到上述目的,本发明提供一种统计在网络传输中丢失数据的方法,包括以下步骤:
1)发送端为所需传输的数据帧确定识别信息,并将所确定的识别信息加入所述数据帧的空闲位;
2)发送端将所述数据帧通过网络向接收端发送;
3)接收端接收并解析所述数据帧,自所述数据帧的空闲位获取所述识别信息,并根据所获取的识别信息,统计数据丢失率。
所述步骤1)中,发送端根据数据帧的发送时间长度,将数据帧的发送时间计数值作为该数据帧的识别信息。
发送端根据数据帧的发送时间长度,确定时间段,并为所述时间段内所需发送的所有数据帧取相同的发送时间计数值,且使相邻的两个时间段内所需发送的数据帧的发送时间计数值不相同。
所述步骤3)中,接收端根据所接收到的数据帧,获得当前接收到的数据帧所对应的接收时间计数值,并比较所述接收时间计数值和当前接收到的数据帧中的识别信息,根据比较结果计算丢失数据帧数,从而统计数据丢失率。
所述接收端根据所接收到的数据帧,获得当前接收时间计数值具体为:接收端根据一个时间段内接收到的数据帧所对应的接收时间计数值相等,相邻的两个时间段内接收到的数据帧所对应的接收时间计数值不等的原则,获得当前接收到的数据帧所对应的接收时间计数值。
所述步骤1)中,发送端预先根据数据帧的发送时间长度,确定所述时间段内所需发送的数据帧的发送帧数最大计数值;并根据所述空闲位的位数,确定发送时间最大计数值;
所述步骤1)还包括以下步骤:
100)获取一帧数据帧作为当前需发送的数据帧;
101)判断当前的发送帧数计数值是否达到所述发送帧数最大计数值,如果是,则执行步骤102),否则执行步骤106);
102)将发送帧数计数值置为0;
103)判断当前的发送时间计数值是否达到所述发送时间最大计数值,如果是,则执行步骤104),否则执行步骤105);
104)将发送时间计数值置为1,并跳转至步骤106);
105)发送时间计数值加1;
106)将当前的发送时间计数值作为识别信息添加到当前数据帧的空闲位中;
107)发送帧数计数值加1,并回到所述步骤100)。
所述步骤3)中,接收端预先根据发送帧数最大计数值,确定接收帧数最大计数值;并根据发送时间最大计数值,确定接收时间最大计数值;
所述步骤3)还包括以下步骤:
300)接收一帧数据帧;
301)判断当前的接收帧数计数值是否达到所述接收帧数最大计数值,如果是,则执行步骤302),否则执行步骤305);
302)将接收帧数计数值置为0;
303)判断当前的接收时间计数值是否达到所述接收时间最大计数值,如果是,则执行步骤304,否则执行步骤305);
304)将接收时间计数值置为1;
305)接收时间计数值加1;
306)从当前的数据帧提取识别信息,并与当前接收时间计数值比较,如果相等,则执行步骤309),否则则执行步骤307);
307)计算丢失的数据帧数;
308)将当前数据帧的识别信息赋给当前接收时间计数值,并将接收帧数计数值置为0;
309)计算在网络传输中的数据帧丢失率,并返回所述步骤300)。
所述步骤307)中的计算丢失数据帧数的公式为:
丢失数据帧数=1个时间段内丢失数据帧数+丢失的整个时间段的数据帧数。
所述1个时间段内丢失数据帧数的计算公式为:
1个时间段内丢失数据帧数=接收帧数最大计数值-当前已接收的1个时间段内的数据帧数+1。
当所述当前数据帧的识别信息值大于所述当前接收时间计数值时,丢失的整个时间段的数据帧数的计算公式为:
丢失的整个时间段的数据帧数=(当前数据帧的识别信息值-当前接收时间计数值-1)*接收帧数最大计数值;
当所述当前数据帧的识别信息值小于所述当前接收时间计数值时,丢失的整个时间段的数据帧数的计算公式为:
丢失的整个时间段的数据帧数=(接收时间最大计数值-当前接收时间计数值+当前数据帧的识别信息值-1)*接收帧数最大计数值。
所述步骤308)中的计算网络传输中数据丢失概率的公式为:
数据丢失概率=丢失数据帧数/(丢失数据帧数+实际接收的数据帧数)。
所述在网络中传输的数据为AMR音频数据,所述步骤1)和步骤3)中的识别信息是一个四位的二进制数,其被添加到AMR数据帧头的高四位。
所述发送帧数最大计数值和所述接收帧数最大计数值均为50;所述发送时间最大计数值和所述接收时间最大计数值均为15。
由以上的技术方案可见,本发明提供的统计网络传输中丢失数据的方法,通过发送端在发送数据前,向数据帧空闲位添加识别信息,经网络传输后,接收端获取当前接收数据帧的识别信息,并比较当前接收数据帧的识别信息与当前接收时间计数值,然后,根据比较结果,得出数据丢失帧数,从而统计网络传输数据的丢失率。这样,即使在硬件配置较低、网络带宽较低的情况下,就能根据数据格式的特性,通过在数据帧中添加识别信息来实现对网络传输数据的丢失率进行较为准确统计,而且不需要在网络中传输额外的数据,减少了资源占用。
附图说明
图1为本发明提供的方法的流程图。
图2为以AMR数据为例,给出的图1中发送端在网络传输数据前添加识别信息的流程图。
图3为以AMR数据为例,给出的图1中接收端接收网络传输数据及统计数据丢失情况的流程图。
具体实施方式
本发明的网络传输中数据丢失的统计方法是基于在网络传输的数据帧的空闲位加入识别信息。如此形成的数据帧格式,通过网络发送出去而由接收端所接收。接收端便根据所传输数据帧格式的特点,结合当前接收到的数据帧中的识别信息与当前接收时间计数值比较情况,计算出实际丢失数据的帧数,从而计算网络传输数据丢失率。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图,对本发明进一步详细说明图1为本发明提供的方法的流程图。其具体步骤如下:
步骤101,发送端为所需传输的数据帧确定识别信息,并将所确定的识别信息加入所述数据帧的空闲位。
发送端可以根据数据帧的发送时间长度,将数据帧的发送时间计数值作为该数据帧的识别信息;也可以规定固定帧数的数据帧为相同的计数值,将所述计数值作为该固定帧数的数据帧的识别信息。
发送端可以根据数据帧的发送时间长度,确定时间段,并为所述时间段内所需发送的所有数据帧取相同的发送时间计数值,且使相邻的两个时间段内所需发送的数据帧的发送时间计数值不相同,所述的时间段可以是1秒或几秒;发送端也可以设定固定帧数的数据帧为一组,每组数据帧取相同的计数值,且使相邻两组数据帧的计数值不相同。
步骤102,发送端将数据帧通过网络向接收端发送。
步骤103,接收端接收并解析数据帧,自所述数据帧的空闲位获取所述识别信息,并根据所获取的识别信息,统计网络传输数据的丢失率。
接收端根据一个时间段内接收到的数据帧所对应的接收时间计数值相等,相邻的两个时间段内接收到的数据帧对应的接收时间计数值相等,相邻的两个时间段内接收到的数据帧所对应的接收时间计数值不等的原则,获得当前接收到的数据帧所对应的接收时间计数值,并比较所述接收时间计数值和当前接收到的数据帧中的识别信息,根据比较结果计算丢失数据帧数,从而统计网络传输数据的丢失率。
如果发送端规定固定帧数的数据帧为相同的计数值,将所述计数值作为该固定帧数的数据帧的识别信息,则按照上述原理获得当前接收到的数据帧所对应的计数值,并比较所述计数值和当前接收到的数据帧中的识别信息,根据比较结果计算丢失数据帧数,从而统计网络传输数据的丢失率。
计算丢失数据帧数的公式为:丢失数据帧数=1个时间段内丢失数据帧数+丢失的整个时间段的数据帧数
所述1个时间段内丢失数据帧数的计算公式为:
1个时间段内丢失数据帧数=接收帧数最大计数值-当前已接收的1个时间段内的数据帧数+1
当所述当前数据帧的识别信息值大于所述当前接收时间计数值时,丢失的整个时间段的数据帧数的计算公式为:
丢失的整个时间段的数据帧数=(当前数据帧的识别信息值-当前接收时间计数值-1)*接收帧数最大计数值
当所述当前数据帧的识别信息值小于所述当前接收时间计数值时,丢失的整个时间段的数据帧数的计算公式为:
丢失的整个时间段的数据帧数=(接收时间最大计数值-当前接收时间计数值+当前数据帧的识别信息值-1)*接收帧数最大计数值
计算网络传输中数据丢失概率的公式为:
数据丢失概率=丢失数据帧数/(丢失数据帧数+实际接收的数据帧数)
图2是网络传输数据以AMR数据为例,所述时间段以1秒为例,发送端为所需传输的AMR数据确定识别信息,并向AMR数据空闲位添加识别信息的实施例示意图。
AMR音频数据格式,来源于CD、MP3等,它类似于MP3,但比MP3采用的压缩比更大,一般用于对采样率不高的声音进行编码,比如说话,演讲等场合。AMR音频数据是由多个AMR数据帧组成,每个AMR数据帧都有一个帧头,占一个字节。帧头字节包含8位,高4位为空闲位,低4位用于描述该帧的编码模式。
在本实施例中,发送端以发送时间计数值作为数据帧的识别信息,发送端预先根据数据帧的发送时间长度,确定所述时间段内所需发送的数据帧的发送帧数最大计数值,并根据所述空闲位的位数,确定发送时间最大计数值。
所述发送端为所需传输的AMR数据确定识别信息,并向AMR数据空闲位添加识别信息的具体步骤如下:
步骤200,初始化发送时间计数值second1=1,发送帧数计数值framecount1=0。
根据AMR数据的特点,在网络传输一帧数据的时间长度是20毫秒,所以在没有数据丢失的情况下,1秒钟可以传输AMR数据50帧,所以所述的发送时间最大计数值为50;这里的second1是用来对发送时间进行计数的,它将被转化成二进制数作为识别信息赋给AMR数据帧的帧头高4位,所以所述的发送帧数最大计数值为15。
步骤201,将AMR数据放入发送缓冲区。
步骤202,判断发送缓冲区中的AMR数据帧数Fn1是否等于0。若Fn1等于0,则认为发送缓冲区中没有AMR数据,返回步骤201;若Fn1不等于0,则认为发送缓冲区中有AMR数据,执行步骤203。
步骤203,从输入缓冲区中获得一个AMR数据帧,发送缓冲区中的AMR数据帧数Fn减1。
步骤204,判断发送帧数计数值framecount1是否等于50。若framecount1等于50,则认为自上一秒结束,发送了1秒钟的数据,即50帧数据,执行步骤205;若framecount1不等于50,则认为自上一秒结束,还未完成1秒钟(50帧)数据的发送,执行步骤209。
步骤205,将发送帧数计数值framecount1置为0,准备开始下一轮计数。
步骤206,判断发送时间计数值second1是否等于15。若second1等于15,则执行步骤207;若secound1不等于15,则执行步骤208。
步骤207,将发送时间计数值second1置为1,准备开始下一轮计数。
步骤208,发送时间计数值second1加1。
步骤209,将s econd1的当前值转化成二进制码,并添加到当前AMR数据帧头的高4位,作为该数据帧的识别信息。
步骤210,完成对一帧数据的处理,发送帧数计数值framecount1加1;返回步骤202。
如果发送端以发送时间计数值作为数据帧的识别信息,接收端将预先根据发送帧数最大计数值,确定接收帧数最大计数值;并根据发送时间最大计数值,确定接收时间最大值。图3是以网络传输数据为AMR数据为例,以所述时间段为1秒为例,接收端接收并解析AMR数据帧,根据从AMR数据帧空闲位获取的识别信息,对丢失数据帧进行统计的具体实施例示意图。
在本实施例中,发送端以发送时间计数值作为数据帧的识别信息,接收端将预先根据发送帧数最大计数值,确定接收帧数最大计数值;并根据发送时间最大计数值,确定接收时间最大计数值;可以得出,接收帧数最大计数值为15,接收时间最大计数值为50。
所述发送端接收并解析AMR数据帧,根据从AMR数据帧空闲位获取的识别信息,对丢失数据帧进行统计的具体步骤如下:
步骤300,初始化各变量值。包括初始化接收时间计数值second2=1,接收帧数计数值framecount2=0,实际接收帧数Tfnumber=0,丢失数据帧数所对应秒数temp1=0,丢失数据帧数lost=0,丢失数据统计概率err=0,接收数据帧的识别信息的十进制数值fcount=0。
步骤301,将从网络中接收到的AMR数据放入接收缓冲区。
步骤302,判断接收缓冲区中的AMR数据帧数Fn2是否等于0。若Fn2等于0,则认为接收缓冲区中没有AMR数据,返回步骤301;若Fn2不等于0,则认为接收缓冲区中有AMR数据,执行步骤303。
步骤303,从接收缓冲区中获得一个AMR数据帧,接收帧数计数值Fn2减1,实际接收数据帧数Tfnumber加1。
步骤304,判断接收帧数计数值framecount2是否等于50。若framecount2等于50,则认为自上一秒结束,已经接收到了1秒钟的AMR数据,即50帧数据,执行步骤306;若framecount2不等于50,则认为自上一秒结束,还未完成1秒钟(50帧)数据的接收,执行步骤305。
步骤305,接收帧数计数值framecount2加1,并执行步骤310。
步骤306,将接收帧数计数值framecount2置为0,准备下一轮计数。
步骤307,判断接收时间计数值second2是否等于15。若second2等于15,则执行步骤308;若secound2不等于15,则执行步骤309。
步骤308,将接收时间计数值secound2置为1。
步骤309,时间计数值secound2加1。
步骤310,从当前接收到的AMR数据帧中提取识别信息,并将识别信息的值转化为十进制数赋给表示数据帧识别信息值的变量fcount。
步骤311,判断当前接收数据帧的识别信息值fcount是否与当前接收时间计数值second2相等。若fcount等于second2,则执行步骤316;若fcount不等于second2,则认为在网络传输中出现了数据丢失现象,执行步骤312。
步骤312,判断当前接收数据帧的识别信息值fcount是否大于当前接收时间计数值second2。如果是,则执行步骤313,否则执行步骤314。
步骤313,计算丢失数据对应秒数:temp1=fconut-second2。
步骤314,计算丢失数据对应秒数:temp1=15-second2+fcount。步骤315,计算丢失数据帧数:lost=(50-framecount+1)+(temp1-1)*50。
步骤316,计算数据丢失率:err=lost/(TFNumber+lost),并返回步骤302。
由上述的实施例可见,采用本发明提供的方法,即使在硬件配置较低、网络带宽较低的情况下,并且不需要在网络中传输额外的数据,就能根据数据格式的特性,通过发送端向数据帧的空闲位添加识别信息,接收端比较接收数据帧识别信息与当前接收时间计数值,并结合比较结果实现对网络传输数据的丢失率进行较为准确统计。
总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。本领域的技术人员可以根据本发明的实施例进行相应的改变,如将本实施例的方法用于有固定格式特点的其他音频数据或视频数据或其他数据,根据其格式的特点在数据中添加识别信息,以实现对数据丢失进行统计。因此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 (13)

1、一种统计在网络传输中丢失数据的方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
1)发送端为所需传输的数据帧确定识别信息,并将所确定的识别信息加入所述数据帧的空闲位;
2)发送端将所述数据帧通过网络向接收端发送;
3)接收端接收并解析所述数据帧,自所述数据帧的空闲位获取所述识别信息,并根据所获取的识别信息,统计数据丢失率。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤1)中,发送端根据数据帧的发送时间长度,将数据帧的发送时间计数值作为该数据帧的识别信息。
3、如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述步骤1)中,发送端根据数据帧的发送时间长度,确定时间段,并为所述时间段内所需发送的所有数据帧取相同的发送时间计数值,且使相邻的两个时间段内所需发送的数据帧的发送时间计数值不相同。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述步骤3)中,接收端根据所接收到的数据帧,获得当前接收到的数据帧所对应的接收时间计数值,并比较所述接收时间计数值和当前接收到的数据帧中的识别信息,根据比较结果计算丢失数据帧数,从而统计数据丢失率。
5、如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述接收端根据所接收到的数据帧,获得当前接收时间计数值具体为:接收端根据一个时间段内接收到的数据帧所对应的接收时间计数值相等,相邻的两个时间段内接收到的数据帧所对应的接收时间计数值不等的原则,获得当前接收到的数据帧所对应的接收时间计数值。
6、如权利要求2-5中之一所述的方法,其特征在于:所述步骤1)中,发送端预先根据数据帧的发送时间长度,确定所述时间段内所需发送的数据帧的发送帧数最大计数值;并根据所述空闲位的位数,确定发送时间最大计数值;
所述步骤1)还包括以下步骤:
100)获取一帧数据帧作为当前需发送的数据帧;
101)判断当前的发送帧数计数值是否达到所述发送帧数最大计数值,如果是,则执行步骤102),否则执行步骤106);
102)将发送帧数计数值置为0;
103)判断当前的发送时间计数值是否达到所述发送时间最大计数值,如果是,则执行步骤104),否则执行步骤105);
104)将发送时间计数值置为1,并跳转至步骤106);
105)发送时间计数值加1;
106)将当前的发送时间计数值作为识别信息添加到当前数据帧的空闲位中;
107)发送帧数计数值加1,并回到所述步骤100)。
7、如权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤3)中,接收端预先根据发送帧数最大计数值,确定接收帧数最大计数值;并根据发送时间最大计数值,确定接收时间最大计数值;
所述步骤3)还包括以下步骤:
300)接收一帧数据帧;
301)判断当前的接收帧数计数值是否达到所述接收帧数最大计数值,如果是,则执行步骤302),否则执行步骤305);
302)将接收帧数计数值置为0;
303)判断当前的接收时间计数值是否达到所述接收时间最大计数值,如果是,则执行步骤304,否则执行步骤305);
304)将接收时间计数值置为1;
305)接收时间计数值加1;
306)从当前的数据帧提取识别信息,并与当前接收时间计数值比较,如果相等,则执行步骤309),否则则执行步骤307);
307)计算丢失的数据帧数;
308)将当前数据帧的识别信息赋给当前接收时间计数值,并将接收帧数计数值置为0;
309)计算在网络传输中的数据帧丢失率,并返回所述步骤300)。
8、如权利要求7所述的方法,其特征在于:所述步骤307)中的计算丢失数据帧数的公式为:
丢失数据帧数=1个时间段内丢失数据帧数+丢失的整个时间段的数据帧数。
9、如权利要求8所述的方法,其特征在于:所述1个时间段内丢失数据帧数的计算公式为:
1个时间段内丢失数据帧数=接收帧数最大计数值-当前已接收的1个时间段内的数据帧数+1。
10、如权利要求9所述的方法,其特征在于:
当所述当前数据帧的识别信息值大于所述当前接收时间计数值时,丢失的整个时间段的数据帧数的计算公式为:
丢失的整个时间段的数据帧数=(当前数据帧的识别信息值-当前接收时间计数值-1)*接收帧数最大计数值;
当所述当前数据帧的识别信息值小于所述当前接收时间计数值时,丢失的整个时间段的数据帧数的计算公式为:
丢失的整个时间段的数据帧数=(接收时间最大计数值-当前接收时间计数值+当前数据帧的识别信息值-1)*接收帧数最大计数值。
11、如权利要求7所述的方法,其特征在于:所述步骤308)中的计算网络传输中数据丢失概率的公式为:
数据丢失概率=丢失数据帧数/(丢失数据帧数+实际接收的数据帧数)。
12、如权利要求1-11之一所述的方法,其特征在于:所述在网络中传输的数据为AMR音频数据,所述步骤1)和步骤3)中的识别信息是一个四位的二进制数,其被添加到AMR数据帧头的高四位。
13、如权利要求12所述的方法,其特征在于:所述发送帧数最大计数值和所述接收帧数最大计数值均为50;所述发送时间最大计数值和所述接收时间最大计数值均为15。
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