CN101174978B - 一种无线Ad hoc网络实时多媒体视频传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线Ad hoc网络实时多媒体视频传输方法，包括：依路由请求选取可用带宽满足多媒体视频传输质量要求的一或多条路径作为主路径或主和备用路径；其中节点可用带宽＝(1-α)×网络层有效带宽-本节点和邻居节点占用带宽之和；利用主路径传输实时多媒体视频，同时依主路径失效的检测结果切换到备用路径进行传输，并依备用路径的无有进行重新选取或维护检测并依其失效的维护检测结果再重新选取；主路径的检测是上游节点依上次成功接收响应ACK信号的回程时间LAST_ACK_RTT反应的当前网络状况向下游节点不定期主动发送ACK请求并根据其返回结果判断链路及主路径有效性。以此为基础实现实时视频业务。

Description

一种无线Ad hoc网络实时多媒体视频传输方法

技术领域

本发明涉及小范围的无线自组织Ad hoc网络和实时多媒体视频业务，具体涉及基于Ad hoc网络构建可靠临时的宽带无线多媒体通信网络进行实时多媒体视频传输实现实时多媒体视频业务的方法。

背景技术

随着无线网络技术应用日益广泛，对无线网络传输在传输距离，系统性能，业务范围等多方面都有越来越高的要求，其中，实时多媒体视频业务将是未来无线网络技术应用的一个重要方向。现有无线通讯网络都是有中心的，即，预先铺设的基站，无线传输发生在无线终端设备到基站间的一跳范围，例如蜂窝移动通信和802.11WLAN。

Ad hoc网络是最近兴起的一种无线移动网络。典型的Ad hoc网络如图1和2所示，Ad hoc网络的特点有：Ad hoc网络中没有基站，网络中的节点A、B、C、D、E、F、G和H都处于平等的地位，每个节点既是主机也是一个路由器；任意两个节点间的通信按一定的路由协议经多跳来完成。因此，节点间的通信需要一定的路由协议来支持。无线节点通过分层的网络协议和分布式算法相互协调，实现网络的自动组织和运行。由于Ad hoc网络具有众多优点和广泛的应用前景，若能在Ad hoc网络传输实时多媒体视频，就能以它为基础在Ad hoc网络内实现实时多媒体视频业务，就能有广泛的应用，特别能使救援人员方便地在现场临时组建一个可靠的宽带无线多媒体通信网络，适用于紧急救援场合的现场监控和指挥，在现实网络中，这是至今为止实时多媒体视频业务不曾到达的领域。

但由于Ad hoc网内节点具有较高的移动性，节点使用无线通道时存在彼此间的干扰，造成了网络拓扑结构的频繁变化；另外，IEEE 802.11标准采用2.4GHZ以上的频段，信号的绕射能力差，容易被物体阻拦，也容易被其他无线电波干扰。这些因素使得Ad hoc网内节点间的通信链路稳定性较差，链路失效或断开经常发生，从而导致频繁的路由失效。这些都导致在Ad hoc网络中实现实时多媒体视频业务具有很高的难度。

为解决在这种有上述缺陷的无线Ad hoc网络基础上构建的宽带无线多媒体通信网络能够适应实时多媒体视频业务无线传输的对网络传输延迟，实时性，带宽要求高的特点，必须解决：①现有的路由协议普遍存在检测链路失效和路由维护开销较大的问题，这给多媒体视频传输带来不可接受的延迟和丢包率。无线网络路由协议，如DSR协议，即Dynamic Source Routing协议，需要经常检测链路的连通状态，并在链路失效时选择新的路由。另外，IEEE 802.11MAC层使用分布的DCF方式接入通道，DCF是一种随机竞争/冲突避免的通道访问机制。②在802.11DCF模式下，竞争通道的各个节点存在彼此干扰，在多跳情形下还存在隐蔽节点的影响，无法通过测量两点间的链路利用率对可用带宽进行估计。而在有限的点到点网络中，一条链路的可用带宽是可根据测量到的链路的利用率加以估计的。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种无线Ad hoc网络实时多媒体视频传输方法，可以满足实时多媒体视频业务的对网络传输延迟，实时性及带宽要求，在此基础上进一步实现实时多媒体视频业务，能适用于紧急救援场合的现场监控和指挥。

本发明的上述技术问题这样解决，提供一种无线Ad hoc网络实时多媒体视频传输方法，包括以下步骤：

1.1)根据路由请求选取可用带宽满足实时多媒体视频传输质量要求的一条路径作为主路径，或者选取可用带宽满足实时多媒体视频传输质量要求的多条路径中的两条分别作为主路径和备用路径；所述路径中节点的可用带宽等于网络层有效带宽乘以因子1-α之积减去本节点和其一跳邻居节点占用带宽之和，其中，1-α用于扣除干扰的影响；

1.2)利用所述主路径传输实时多媒体视频，并在该过程中对所述主路径进行检测，检测时所述主路径内上游节点依上次成功接收响应ACK信号的回程时间LAST_ACK_RTT反应的当前网络状况向下游节点不定期主动发送ACK请求，并根据其返回结果判断节点间链路的有效性进一步判断所述主路径的有效性：

如果主路径的检测结果表示主路径失效且有备用路径，切换到所述备用路径进行传输，周期性发送路由请求以重新选择备用路径，同时进行主路径检测，如果主路径有效，收到对应路由应答，重新选择到备用路径并对该备用路径进行周期性维护；

如果主路径的检测结果表示主路径失效且没有备用路径，则需发送路由请求，该路由请求对应三种结果：①无应答，继续发送路由请求；②有一条路由应答，主路径切换到有路由应答的路径，周期性发送路由请求以重新选择备用路径，同时进行主路径检测；③有二条或以上路由应答，选取主路径和备用路径，并对所述备用路径周期性维护，同时进行所述主路径检测。

按照本发明提供的传输方法，所述路由请求包括步骤：

2.1)源节点发出路由请求分组，再经过一条或多条路径内中间节点的转发，最终被目的节点接收，或者通过直达路径直接被目的节点接收；

2.2)目的节点选择所述路径中可用带宽满足所述视频传输要求的一条或多条返回给所述源节点。

按照本发明提供的传输方法，若所述路径的跳数小于等于3，所述路径的可用带宽为其中任一节点的可用带宽最小值除以跳数；若所述路径的跳数大于3，则所述路径的可用带宽为所述任一节点的可用带宽最小值除以4。

按照本发明提供的传输方法，所述主路径检测包括步骤：

4.1)如果所述ACK信号的回程时间LAST_ACK_RTT小于最短间隔，上游节点以所述最短间隔为间隔向下游节点发送当前数据包的ACK请求，否则，所述上游节点以所述ACK信号的回程时间LAST_ACK_RTT为间隔向下游节点发送当前数据包的ACK请求；

4.2)下游节点接收所述数据包并根据所述ACK请求发送对应的ACK信号；

4.3)上游节点根据在指定时间内与一次或多次所述ACK请求对应的所述ACK信号的返回确定节点间链路有效或者不返回的次数超过设定门限确定节点间链路无效；

4.4)根据主路径中任一节点间链路无效判断主路径无效，否则有效。

按照本发明提供的传输方法，所述备用路径维护检测包括步骤：

5.1)源节点通过所述备用路径向目的节点发送指定探测数据包接收的ACK请求；

5.2)源节点根据目的节点连续超时未响应所述ACK请求的次数判断所述备用路径的有效性。

按照本发明提供的传输方法，所述备用路径维护检测包括步骤：

6.1)源节点沿备用路径周期性的发送路径探测分组，目的节点收到后，发出路由探测应答分组；

6.2)源节点根据指定间隔时间内收到路由探测应答分组与否，确认备用路径的有效与否。

所述指定间隔时间指当前时刻间隔上次收到路由探测应答分组的时刻大于指定间隔时间，则确认无效，否则有效。

按照本发明提供的传输方法，所述重新选择是按一定时间间隔周期进行路由申请直至选择成功。

按照本发明提供的传输方法，所述时间间隔是3～5秒，最好是4秒。

按照本发明提供的传输方法，该传输方法还包括在传输视频数据之前无法选择所述备用路径之后，在传输视频数据过程中通过路由请求选择所述备用路径。

按照本发明提供的传输方法，所述在传输视频数据过程中的路由请求选择是按一定时间间隔周期进行路由申请直至选择成功。

按照本发明提供的传输方法，所述时间间隔是3～5秒，最好是4秒。

按照本发明提供的传输方法，所述多媒体视频可以是文本、图片、音频或视频及其混合数据，一般都包括视频数据。

按照本发明提供的传输方法，该传输方法还包括实时多媒体视频传输结束后释放所述主路径和备用路径。

本发明提供的无线Ad hoc网络实时多媒体视频传输方法，采用根据网络负载情况主动请求ACK的主路径检测方式，能减少检测开销、增加检测准确性，采用带干扰消除因子的可用带宽计算可使选择的路径满足实时多媒体视频业务Qos质量要求，采用始终维护的备用路径进一步保障实时多媒体视频业务的稳定可靠，经申请人在2跳传输范围内，8个无线节点自由组建的无线Ad hoc网络上的大量试验验证了该传输方法克服了Ad hoc网络节点移动性和彼此间的干扰相对高而引起的传输延迟，实时性及带宽不够的问题，稳定可靠地实现了实时多媒体视频业务，因而使救援人员利用Ad hoc网络和节点终端可方便地在现场临时组建一个可靠的宽带无线多媒体通信网络，适用于紧急救援场合的现场监控和指挥。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是典型的无线Ad hoc网络实体图。

图2是与图1对应的Ad hoc网络示意图。

图3是本发明主备切换状态转移示意图。

图4是本发明提供的DSR协议结构示意图。

图5是本发明结合DSR协议传输实时视频多媒体业务中的视频发送端上层多媒体应用程序发送子流程示意图。

图6是本发明结合DSR协议传输实时视频多媒体业务中的视频发送端或数据转发端下层协议发送处理子流程示意图。

图7是本发明结合DSR协议传输实时视频多媒体业务中的数据转发端接收处理子流程或视频接收端接收处理流程示意图。

图8是按本发明实现的DSR协议的功能模块框图。

具体实施方式

首先，针对每一个必须解决的具体问题的处理说明本发明的思想：

(一)使用IEEE 802.11MAC层协议的无线Ad hoc网络中进行实时多媒体视频传输必须解决的技术问题，包括：①减少检测链路失效的开销、增加检测正确度；②在802.11协议下考虑到无线节点彼此干扰的可用带宽的计算；③链路失效后的快速处理。

本发明主要针对上述三个问题，提供了以下三种方法和策略：(二)自适应链路失效检测技术，(三)无线Ad hoc网络路径可用带宽计算算法，(四)支持视频传输的备用路由机制。

下面就上述三种方法和策略分别进行具体说明：

(二)自适应链路失效检测技术：

为在无线Ad hoc网络中进行视频传输，首先必须要在源节点和目的节点之间建立一条传输路径，该传输路径需要有满足视频传输速率要求的带宽可用。在找到这样路径后则可以开始视频流的传输。由于无线信道易受干扰和较大的误码率，在传输过程中会出现链路断开从而传输路径失效的情形；为此，需要经常检测是否发生链路失效。当链路失效时需要使用其它的具有所需带宽资源的传输路径，并将视频流转向这条路径传输。

现有的链路状态检测方法或者使用周期性的发送探测包策略；或者使用对每个发送的数据包加以ACK确认策略。这两种方法都存在检测开销过大和不准确即误判过多的问题；另外在基于802.11的Ad hoc网络中，发送ACK或探测包的节点同样和其它节点竞争通道，这给网络带来的负载远比单纯传输ACK包本身要大。

在本发明的链路传输方法中，上游节点根据反映网络负载状态的参数-最近收到的ACK的回程时间Round Trip Time值，简称RTT值，以下简写为ACK-RTT-主动向下游节点请求ACK确认。在网络负载较重时，ACK-RTT值较大，两次请求ACK的时间间隔相对较长，避免了发送ACK节点去竞争本已繁忙的通道。为避免在网络负载较轻时上游节点频繁向下游节点请求ACK，算法中设置了一个经验确定的下界值，当ACK-RTT值低于该下界值时，上游节点不向下游节点请求ACK。判定链路失效的依据为ACK超时，即ACK-TIMEOUT，该时间也由网络状态决定：规定ACK-TIMEOUT为3倍的最近一个ACK-RTT值。

(三)无线Ad hoc网络路径可用带宽计算算法，其计算的原理如下：

1.无干扰情况

无隐蔽节点即多跳干扰下，802.11单跳饱和状态下存在有稳定的供网络层使用的吞吐率，其值约为物理带宽乘以0.68。通过实际数据传送试验验证了该分析结果的有效性：在5.5Mbps物理带宽下，最大饱和吞吐率约为0.68×5.5Mbps＝3.74Mbps。

2.存在干扰的情况

存在多跳干扰下网络层可使用的饱和吞吐率下降至0.7Mbps，约为无干扰下的饱和吞吐率的80％。

3.提出的路径可用带宽计算和预留方法

使用MAC提供给网络层的最大稳定吞吐率作为网络层的有效带宽。实验表明以0.68乘物理的数据率，使用802.11可选的5.5Mbps，较有效的反映最大稳定吞吐率。

①定义节点可用带宽为：(1-α)×网络层有效带宽-本节点和一跳邻居节点占用带宽之和。乘以因子(1-α)是为了扣除干扰的影响。在申请人所作的大量试验中α取为0.2较为准确，当取物理带宽5.5Mbps时，按α取为0.2扣除干扰影响，网络层可用的最大带宽约3Mbps。

节点占用带宽＝节点发送分组的速率＝单位时间内平均发送的分组的长度之和

节点可用带宽＝通道有效带宽-本节点和邻居节点占用带宽之和

②路径可用带宽

在对流内干扰和流间干扰对可用带宽计算的影响做了上述线性处理后，路径可用带宽可计算如下：

设P＝{p1，…，pN}代表一条路径，pk(1≤k≤N)为路径上的节点，p1为源节点，pN为目的节点，bk为第k个节点的可用带宽。对跳数≤3的路径，路径可用带宽计算为Bp＝min{bk|1≤k≤N}/N；否则B＝min{bk|1≤k≤N}/4，除以路径跳数是考虑到流内的干扰，而4跳以后流内干扰变为恒定值。

(四)本发明的备用路由机制是指无线网络在使用一条路径即主路径为有严格QoS要求的业务传输的同时，始终维护另一条备用路径满足资源要求的路径，当主路径出现故障时立即将业务转移到备用路径传输，以避免重新路由导致的较大的延迟和丢包。该机制包括了：保证备用路径有效的路径状态探测机制，主路径和备用路径的切换机制。

第二，结合申请人的成功试验具体说明本发明：

申请人将上述技术实际扩展到一类有代表性的Ad hoc网络路由协议一DSR协议中。在2跳传输范围内，8个无线节点自由组建的无线Ad hoc网络上，申请人在Linux操作系统中，还应用上述技术设计和实现了一个基于DSR协议的实验网络，该实验网络也称为试验床，所作的大量试验已验证了这些技术的有效性，满足在无线Ad hoc网络上的实时视频传输要求，就申请人所知，在真实网络上没有和本发明相近的技术。

(一)无线Ad hoc网络中进行视频传输的节点分为：视频采集节点，数据转发节点和视频接收节点。本发明结合DSR协议传输视频业务的具体流程为：视频发送端将视频数据打包，传递到网络协议栈，DSR在截获数据包之后，进行源路由处理，加入DSR协议的包头，然后在发送出去。视频接收端收到的数据包在流经网络协议栈的时候，首先被DSR模块截获，去掉源路由头“DSR协议包头”，交付给上层协议。

(二)本发明的链路质量检测技术主要有以下的5条实现要点：

(1)每个节点具有一个属于自己的LAST_ACK_RTT，我们称最近收到的ACK的RTT值为LAST_ACK_RTT，该LAST_ACK_RTT的对应下限值，我称为ACK_RTT_BOTTOM，本算法中所有用到LAST_ACK_RTT的地方，如果LAST_ACK_RTT＜ACK_RTT_BOTTOM，则用ACK_RTT_BOTTOM代替其值进行运算；如果LAST_ACK_RTT＞ACK_RTT_BOTTOM，则直接使用其值。

(2)每个节点维护一张后继节点信息列表Next Hop Information Lis t，简称NHI List，当要向某一个后继节点发送数据包的时候，首先查询NHI List中该后继节点的信息，信息中记录有该后继节点的LAST_ACK_RTT值以及需要向该后继节点请求其回复ACK的时刻NEED_ACK_TIME，如果NEED_ACK_TIME＞当前系统时间，说明还不到向该后继节点请求ACK回复的时间，于是节点直接将这个数据包发往该后继节点，不作任何其他处理；但是，如果NEED_ACK_TIME＜＝当前系统时间，就说明向该后继节点请求回复ACK的时间已经过了或刚好到，于是节点将该数据包的DSR头部中的新字段need_ack置为1，该字段缺省值为0，表示不需要ACK回复，表示该数据包需要一个ACK回复，同时，发送节点将该数据包的相关信息插入到路由维护缓冲区，其前身是“重传缓冲区”，并且设定该数据包对应的ACK_TIMEOUT＝2*LAST_ACK_RTT，还要设定该数据包的ACK超时次数ACK_TIMEOUT_NUM为0，然后，将NHI List中对应的该后继节点的NEED_ACK_TIME重新赋值，新的NEED_ACK_TIME＝当前系统时间+LAST_ACK_RTT，最后将该数据包发送出去。

(3)后继节点收到数据包后，首先检查该数据包的头部中的need_ack字段的值是否为1，如果不是，则直接对该数据包进行处理，如果是，则要立刻发送一个ACK回复给数据包的发送节点，然后再做其他处理。

(4)当前驱节点收到一个ACK后，会查询路由维护缓冲区，除了将该ACK对应的数据包信息从缓冲区中删除之外，还会将所有发往该ACK对应的后继节点的、并且其插入路由维护缓冲区的时间比该ACK对应的数据包还早的其他数据包信息都给删除，最后，根据该ACK的到达时间和对应数据包信息插入缓冲区的时间计算出最新的LAST_ACK_RTT值，并用该值去更新NHI List中对应后继节点的LAST_ACK_RTT字段。

(5)如果前驱节点的路由维护缓冲区中有数据包信息发生了超时，即、其对应的ACK超时未归，则将该数据包信息中的ACK_TIMEOUT_NUM字段的值加1，如果加1后该字段的值小于3，则根据最新的LAST_ACK_RTT重新将该数据包的ACK_TIMEOUT赋值；如果，ACK_TIMEOUT_NUM的值在加1后等于了3，则表示该数据包已经超时三次、其对应的后继节点与本机节点之间的链路已经失效，除了将该数据包信息从路由维护缓冲区中删除之外，还必须同时把所有发往该数据包对应后继节点的其他数据包信息全部从路由维护缓冲区中删除，然后，做删除对应路由信息、发送路由错误分组等操作。

(三)本发明的中提出的无线路由可用带宽计算方法具体实现是围绕着前面描述的算法原理实现的，为了与上述算法原理实现的功能一致，本发明在DSR协议基础上加入邻居节点状态交换和更新协议，用来获知邻居节点的带宽占用信息。

邻居节点占用的带宽从每个邻居节点发出的Hello分组得到。但是Hello分组的发送周期不能太短也不能太长，短周期内的带宽平均值不一定能准确反映MAC层稳定的吞吐率，缺少代表性，而且频繁的广播Hello分组还会造成较大的网络开销。而过长的周期，邻居节点已用的带宽信息又会不准确，从而造成节点可用带宽计算有较大的误差。鉴于以上原因，我们结合大量的户外试验，通过实验，我们选取了一个比较合适的周期，设定为5秒。把每秒采集的本节点发送字节数按5秒的平均值作为该节点的占用带宽并通过Hello分组广播出去。Hello分组不在网络内洪泛，仅传给一跳邻居节点。收到Hello分组的节点按存在干扰情形的可用带宽计算方法计算本节点的可用带宽。

(四)本发明的备用路由机制实现方法是：当源节点发出路由请求分组后，路由请求分组经过中间节点的转发，最终被目的节点收到。目的节点经过计算后，如果路径的可用带宽大于源节点的业务所请求的带宽，则会向源节点发出路由应答分组。基于IEEE 802.11MAC层的Ad hoc网络中可用带宽计算在前面已有介绍。由于无线Ad hoc网络中路径的多样性，因此源节点会收到多条通往目的节点的路径所对应的路由应答分组。我们在这些路径中，选取一条作为主路径，另外一条作为备用路径。选择的标准是设定了一个定时器，当源节点收到第一个路由应答分组时，启动该定时器，对那些在定时器规定的时间内返回的路由应答分组所对应的路径，按路径可用带宽的大小排序，选取可用带宽最大的路径作为主路径，次之的路径作为备用路径。

规定的定时器时间ROUTE_PENDING_TIME长度要适当选取，如果时间过短，有可能一些路径的路由应答还未返回。时间过长，会影响到多媒体业务的实时传输，还有可能造成已返回的路由应答中携带的路径信息过期。通过多次户外实验，我们把ROUTE_PENDING_TIME设为500ms。

如果源节点发起的新业务在路由发现结束后，只是找到了主路径，而没有找到备用路径，则会周期性的发起路由请求来寻找备用路径，为了避免因路由请求过多导致的洪泛，并且为了降低网络中传输DSR控制分组的开销，我们选取的周期必须大于DSR_REQ_TIMEOUT，经过我们多次的试验，把周期设定为4秒是合适的，因此我们把路由请求的周期设定为4秒。

本发明中备用路径的具体作法是在找到备用路径后，源节点必须按照备用路径周期性的发送路径探测分组，目的节点收到后，会发出路由探测应答分组。源节点在指定间隔时间内收到路由探测应答分组后，会确认备用路径的有效性，所述指定间隔时间的含义是指当前时刻间隔上次收到路由探测应答分组的时刻大于指定间隔时间，则确认无效，否则有效。在无线Ad hoc网络中，由于链路的不可靠性，以及较低的带宽，容易造成拥塞，所以单单一次没有收到探测应答分组不应该认为此备用路径失效，因此我们假定：在连续两次没有收到路由探测应答分组时，认为备用路径失效。

多媒体业务在传输过程中使用主路径，当DSR路由协议中的Ack机制检测到主路径链路失效后，如果此时存在有效的备用路径，则会使用备用路径充当主路径，多媒体业务继续使用新的主路径进行传输，而此时DSR须再次为此多媒体业务的寻找备用路径。

主备用路径的状态切换，具体如图3所示，包括四个状态：

31)主，备用路径均不存在：需发送路由请求，该请求对应有3种结果：①无应答，状态不变；②有一条路由应答，转入状态32)；③有二条或以上路由应答，转入状态34)；

32)主路径存在，备用路径不存在：需周期性发送路由请求，同时进行主路径检测，①主路径有效，收到对应路由应答，转入状态34)；②主路径无效，转入状态31)；

33)主路径失效，备用路径存在：将备用路径改为主路径，转入状态32)；

34)主，备用路径均存在：需对备用路径周期性维护，同时进行主路径检测，①主路径有效，备用路径探测超时，转入状态32)；②主路径无效，转入状态33)。

最后，补充说明使用本发明技术实现的DSR协议实验床，其结构如图4所示，包括Linux内核和DSR协议处理内核，Linux内核提供其上运行程序调用DSR协议处理的接口，DSR协议处理内核具体实现MAC层数据接收和发送，其内部功能模块如图8所示，包括。

1、路由请求和路由应答：实现了主备用路径的选择；

2、ACK处理：实现主路径的检测；

3、路由探测：实现备用路径的维护；

4、路由错误：实现主备用路径的切换；

5、邻居节点表处理和Hello分组：实现邻居节点占用带宽信息的交换；

6、定时器队列处理：为所有定时器应用提供支持

7、发送缓冲区管理、重发缓冲区处理和生成DSR处理：用于数据传输和总控制。

利用该DSR协议实验床采用DSR协议传输视频业务的流程，包括视频发送端的上层多媒体应用程序发送子流程、视频发送端下层协议发送处理子流程、数据转发端下层协议发送处理子流程以及数据转发端接收处理子流程和视频接收端接收处理流程，所述视频发送端、数据转发端和视频接收端分别对应视频采集节点，数据转发节点和视频接收节点，其中：

(一)视频发送端上层多媒体应用程序发送子流程，具体如图5所示，包括：

510)开始；

520)视频采集，编码；

530)数据包发送到网络协议栈；

540)送入DSR路由模块；

550)判断是否存在满足视频Qos要求的路径，是，进入步骤560)，否转入步骤561)；

561)发送路由请求，开始路由发现过程，返回步骤550)；

560)数据包交给底层处理，通过无线网卡发送；

570)结束。

(二)视频发送端和数据转发端下层协议发送处理子流程，具体如图6所示，包括：

610)开始；

620)判断是否为DSR分组，是，进入步骤630)，否转入步骤631)；

631)交由上层处理，转入步骤660)；

630)判断是否为DSR数据包，是，进入步骤640)，否转入步骤641)；

641)送入DSR路由模块，转入步骤660)；

640)修改IP头部源，目的地址；

650)数据包交给底层处理，通过无线网卡发送；

660)结束。

(三)数据转发端接收处理子流程和视频接收端接收处理流程，具体如图7所示，包括：

710)开始；

720)判断是否为DSR分组，是，进入步骤730)，否转入步骤731)；

731)交由上层处理，转入步骤770)；

730)判断是否发往本地的数据包，是，进入步骤740)，否转入步骤741)；

741)送入DSR路由模块，转入步骤770)；

740)去掉DSR包头；

750)送入网络协议栈；

760)视频包重组，解码，进行视频播放；

770)结束。

以此为底层结合目前的实时视频业务上层应用程序即可实现在无线Adhoc网络的实时视频业务。

Claims (8)

1.一种无线Ad hoc网络实时多媒体视频传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1)根据路由请求选取可用带宽满足实时多媒体视频传输质量要求的一条路径作为主路径，或者选取可用带宽满足实时多媒体视频传输质量要求的多条路径中的两条分别作为主路径和备用路径；所述路径中任一节点的可用带宽等于网络层有效带宽乘以因子1-α之积减去本节点和其一跳邻居节点占用带宽之和，其中，1-α用于扣除干扰的影响；

1.2)利用所述主路径传输实时多媒体视频，并在该过程中对所述主路径进行检测，检测时所述主路径内上游节点依上次成功接收响应ACK信号的回程时间LAST_ACK_RTT反应的当前网络状况向下游节点不定期主动发送ACK请求，并根据其返回结果判断节点间链路的有效性进一步判断所述主路径的有效性：

如果主路径的检测结果表示主路径失效且有备用路径，切换到所述备用路径进行传输，周期性发送路由请求以重新选择备用路径，同时进行主路径检测，如果主路径有效，收到对应路由应答，重新选择到备用路径并对该备用路径进行周期性维护；

如果主路径的检测结果表示主路径失效且没有备用路径，则需发送路由请求，该路由请求对应三种结果：①无应答，继续发送路由请求；②有一条路由应答，主路径切换到有路由应答的路径，周期性发送路由请求以重新选择备用路径，同时进行主路径检测；③有二条或以上路由应答，选取主路径和备用路径，并对所述备用路径周期性维护，同时进行所述主路径检测。

2.根据权利要求1所述传输方法，其特征在于，所述路由请求包括步骤：

2.1)源节点发出路由请求分组，再经过一条或多条路径内中间节点的转发，最终被目的节点接收，或者通过直达路径直接被目的节点接收；

2.2)目的节点选择所述路径中可用带宽满足所述视频传输要求的一条或多条返回给所述源节点。

3.根据权利要求1所述传输方法，其特征在于，若所述路径的跳数小于等于3，所述路径的可用带宽为其中任一节点的可用带宽最小值除以跳数；若所述路径的跳数大于3，则所述路径的可用带宽为所述任一节点的可用带宽最小值除以4。

4.根据权利要求1所述传输方法，其特征在于，所述主路径检测包括步骤：

4.1)如果所述ACK信号的回程时间LAST_ACK_RTT小于最短间隔，上游节点以所述最短间隔为间隔向下游节点发送当前数据包的ACK请求，否则，所述上游节点以所述ACK信号的回程时间LAST_ACK_RTT为间隔向下游节点发送当前数据包的ACK请求；

4.2)下游节点接收所述数据包并根据所述ACK请求发送对应的ACK信号；

4.3)上游节点根据在指定时间内与一次或多次所述ACK请求对应的所述ACK信号的返回确定节点间链路有效或者不返回的次数超过设定门限确定节点间链路无效；

4.4)根据主路径中任一节点间链路无效判断主路径无效，否则有效。

5.根据权利要求1所述传输方法，其特征在于，所述备用路径维护检测包括步骤：

5.1)源节点通过所述备用路径向目的节点发送指定探测数据包接收的ACK请求；

5.2)源节点根据目的节点连续超时未响应所述ACK请求的次数判断所述备用路径的有效性。

6.根据权利要求1所述传输方法，其特征在于，所述重新选择是按一定时间间隔周期进行路由申请直至选择成功。

7.根据权利要求6所述传输方法，其特征在于，所述时间间隔是3～5秒。

8.根据权利要求1所述传输方法，其特征在于，该传输方法还包括实时多媒体视频传输结束后释放所述主路径和备用路径。

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