CN101646089A

CN101646089A - 建立中继频道中丢包补偿的方法、装置和系统

Info

Publication number: CN101646089A
Application number: CN 200910172919
Authority: CN
Inventors: 葛宝磊; 霍晶
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: CN101646089B

Abstract

本发明提供了一种建立中继频道中丢包补偿的方法、装置和系统，属于交互式网络电视领域。该方法包括：边缘节点向中心节点发送描述请求消息，所述描述请求消息包括边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；接收中心节点发送的携带中继频道配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；在向中心节点申请该中继频道的分配资源成功后，获取从中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；根据配置信息和FEC补偿码流对所述源码流进行FEC补偿处理，得到补偿处理的源码流。该系统包括中心节点和边缘节点。本发明提供的技术方案提高了IPTV中的媒体传输的可靠性，提高了客户的体验质量。

Description

建立中继频道中丢包补偿的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及交互式网络电视(Internet Protocol Television，IPTV)领域，特别涉及一种建立中继频道中丢包补偿的方法、装置和系统。

背景技术

IPTV是在IP网络上传送包含电视、视频、文本、图形和数据等，并提供服务质量(Quality of Service，QoS)/体验质量(Quality of Experience，QoE)保证、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒体业务是一种明显有别于互联网上不可控不可管、质量和安全没有保证状态的流媒体应用。

IPTV中的中继频道是在IPTV网络负载不平衡的情况下，为了缓解中心节点的压力，提高网络利用的效率而创建的一种频道。具体地，边缘节点“伪装”成机顶盒到中心节点请求码流，边缘节点接收到中心节点发送的码流后就形成了一个频道。这个频道就是中继频道。此时，机顶盒的用户就可以不用到中心节点请求该频道，而直接到距离自己最近的边缘节点请求该频道即可，从而减轻了中心节点的压力。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下问题：

建立中继频道中的码流丢包的现象经常发生，尤其是在网络的可靠性下降、网络负担过重的情况下。此时，若边缘节点直接播放接收到的码流，就会出现画面停滞或马赛克等现象，影响用户的体验质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种建立中继频道中丢包补偿的方法、装置和系统，以解决现有技术中建立中继频道中丢包导致的媒体传输可靠性低、用户体验质量效果差的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种建立中继频道中丢包补偿的方法、装置和系统，具体的技术方案如下：

一种建立中继频道中丢包补偿的方法，包括：

边缘节点向中心节点发送描述请求消息，所述描述请求消息包括所述边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；

接收所述中心节点发送的携带中继频道配置信息的描述应答消息，所述配置信息包括FEC补偿参数信息；

在向所述中心节点申请所述中继频道的分配资源成功后，获取从所述中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；

根据所述配置信息和所述FEC补偿码流对所述源码流进行FEC补偿处理，得到补偿处理的源码流。

一种建立中继频道中丢包补偿的方法，包括：

中心节点接收边缘节点发送的描述请求消息，所述描述请求消息包括所述边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；

根据所述描述请求消息，向所述边缘节点发送携带中继频道配置信息的描述应答消息，所述配置信息包括FEC补偿参数信息；

在对边缘节点分配所述中继频道的资源成功后，向所述边缘节点发送源码流和FEC补偿码流。

一种建立中继频道中丢包补偿的装置，包括：

发送单元，用于向中心节点发送描述请求消息，所述描述请求消息包括所述边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；

接收单元，用于接收所述中心节点发送的携带中继频道配置信息的描述应答消息，所述配置信息包括FEC补偿参数信息；

获取单元，用于在向所述中心节点申请所述中继频道的分配资源成功后，获取从所述中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；

补偿单元，用于根据所述配置信息和所述FEC补偿码流对所述源码流进行FEC补偿处理，得到补偿处理后的源码流。

一种建立中继频道中丢包补偿的装置，包括：

接收单元，用于接收边缘节点发送的描述请求消息，所述描述请求消息所述边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；

第一发送单元，用于根据所述描述请求消息，向所述边缘节点发送携带中继频道配置信息的描述应答消息，所述配置信息包括FEC补偿参数信息；

第二发送单元，用于在对边缘节点分配所述中继频道的资源成功后，向所述边缘节点发送源码流和FEC补偿码流。

一种建立中继频道中丢包补偿的系统，包括：中心节点和边缘节点；

所述边缘节点，用于向中心节点发送描述请求消息，所述描述消息包括所述边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；接收所述中心节点发送的携带中继频道配置信息的描述应答消息，所述配置信息包括FEC补偿参数信息；在向所述中心节点申请所述中继频道的分配资源成功后，获取从所述中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；根据所述配置信息和所述FEC补偿码流对所述源码流进行FEC补偿处理，得到补偿后的源码流；

所述中心节点，用于接收边缘节点发送的描述请求消息；根据所述描述请求消息，向所述边缘节点发送携带中继频道配置信息的描述应答消息，所述配置信息包括FEC补偿参数信息；在对边缘节点分配所述中继频道的资源成功后，向所述边缘节点发送源码流和FEC补偿码流。

在本发明实施例中，边缘节点通知中心节点其支持前向纠错FEC能力，接收所述中心节点发送的携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；在向中心节点申请所述中继频道的分配资源成功后，获取从中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；根据配置信息和该FEC补偿码流对源码流进行FEC补偿处理，从而使中继频道的媒体画面在补偿后流畅性大大增加，视觉上感觉不到丢包影响，提高了IPTV中的媒体传输的可靠性，提高了客户的体验质量。

附图说明

图1是FEC补偿技术实现的原理示意图；

图2是本发明实施例提供的一种建立中继频道中丢包补偿的方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种边缘节点的结构图；

图4是本发明实施例提供的一种中心节点的结构图；

图5是本发明实施例提供的一种建立中继频道中丢包补偿的系统的结构图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于：边缘节点通知中心节点其支持前向纠错FEC能力，接收所述中心节点发送的携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；在向中心节点申请所述中继频道的分配资源成功后，获取从中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；根据配置信息和该FEC补偿码流对源码流进行FEC补偿处理，得到补偿处理后的源码流，从而使中继频道的媒体画面在补偿后流畅性大大增加，视觉上感觉不到丢包影响，提高了IPTV中的媒体传输的可靠性，提高了客户的体验质量。

下面结合附图及优选实施方式对本发明技术方案进行详细说明。

首先描述前向纠错(Forward Error Correction，FEC)补偿技术，具体地如图1所示，该技术主要内容如下：

源码流先经过FEC编码运算，获得补偿码流，该补偿码流用于对边缘节点的源码流丢包补偿；

源码流与补偿码流同时发送到边缘节点，边缘节点利用补偿码流，经过FEC解码运算，把源码流中丢包的部分补偿回来，得到完整的源码流；

在FEC算法的支持下，即使边缘节点收到的补偿码流也有数据包丢失，仍然可以做到对源码流的进行补偿恢复；恢复的效果取决于补偿码流的冗余度度以及包丢失状况；冗余度越高，对网络QoS适应能力越好，但对网络带宽以及中心节点、边缘节点的处理能力要求也越高。

为了实现本发明实施例的方法，首先边缘节点上增加FEC能力通知机制，由于低一级的中心节点有可能会作为高一级的中心节点的边缘节点，因此推荐在中心节点和边缘节点上增加FEC能力通知机制。边缘节点在与中心节点进行能力交互阶段，将FEC能力上报给中心节点，中心节点可根据边缘节点的能力决定是否对该边缘节点启用FEC补偿。本发明实施例利用FEC补偿技术提供了一种建立中继频道中丢包补偿的方法，如图2所示，包括：

201，边缘节点向中心节点发送描述(DESCRIBE)请求消息，该描述消息包括边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息。

具体地，边缘节点通过在描述请求消息中新增加表示边缘节点是否支持支持FEC能力的字段，一个具体的描述请求消息可以如下：

rtsp://172.16.90.54:554/live/ch08121109574058603617.sdp？playtype＝1RTSP/1.0//请求的URL

Accept：application/sdp//接受内容形式

CSeq：1//会话的序列号

User-Agent：ZTERTSPprotocalverion1.0guid-172.16.99.129/7D2DCE7E-472A-438A-D0DC

......

x-zmssFecCDN：yes//扩展字段，表明本边缘节点支持FEC能力

其中，x-zmssFecCDN字段表示本边缘节点是否支持FEC能力，如果其字段值为yes，则表示本边缘节点支持FEC能力；如果其字段值取值为no，则表示本边缘节点不支持FEC能力。

202，中心节点接收边缘节点发送的描述请求消息，根据该描述请求消息，向边缘节点发送携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息。

具体地，中心节点如果从接收到的描述请求消息中获知边缘节点支持FEC能力，则启动FEC补偿机制，向边缘节点发送携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息携带在会话描述协议(Session DescriptionProtocol，SPD)文件中，该配置信息包括FEC补偿参数信息。中心节点通过该FEC补偿参数信息通知边缘节点将对哪路码流进行FEC补偿，该补偿码流的标识是多少，在哪个传输通道传输以及FEC编码参数设置等信息。边缘节点需要根据该FEC补偿参数信息，完成码流的接收设置以及FEC解码的工作。其中，该FEC补偿参数信息包括：源码流和FEC补偿码流的传输通道的标识、源码流的标识、FEC补偿码流的标识、所述源码流和所述补偿码流的对应关系、FEC编码方案标识、FEC编码冗余度、参与FEC编码的源码流的包的个数和FEC修复窗口。

具体地，在中继频道中码流传输是IPTV网络中的内部传输，如果中心节点和边缘节点都通过FEC能力的扩展肯定支持FEC功能，同时，使用单通道传输码流会使中心节点和边缘节点的处理复杂性大大减低，本实施例中优选地选用单通道传输码流的模式。如果采用单通道传输码流的模式，为了保证系统原有的功能，此时，需要中心节点对中继频道进行特殊的处理，即将原来两个传输通道传输的码流进行合并，放入到一个传输通道中进行传输。具体的过程为：中心节点根据SDP文件获取到源码流和补偿码流的发送情况，将两路码流进行FEC补偿后，生成一路补偿后的码流，将该补偿后的码流作为新的源码流。对源码流进行FEC编码处理，获取到补偿码流。将该补偿码流和新的源码流放在一个传输通道中进行传输，生成相应的单通道的中继频道的配置信息，将该配置信息封装成SPD描述文件，通过携带在描述应答消息中下发给下发给边缘节点。边缘节点通过下发的SDP文件来对接收到的码流进行FEC补偿处理。

其中，源码流与补偿码流复用在同一个传输通道传输时，SDP文件的一个示例如下：

v＝0

o＝hamming 2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4

s＝ZTE FEC Seminar

c＝IN IP4 224.2.17.12/127

t＝00

m＝video 51372 RTP/AVP 3198 //指示有两路码流：源码流31和补偿码流98，都通过端口51372发送

a＝rtpmap:31...... //源码流参数定义，

a＝rtpmap:98ztefec/8000 //补偿码流

a＝fmtp:98apt＝31；fec-encoding-id＝0；redundancy-rate＝6；group-count＝10；repair-window＝300 //定义补偿码流的参数

其中，补偿码流的载荷类型(payload type)取值，需要采用动态值，其取值范围为96～127，优选地从120开始，以免冲突，在本示例中，payloadtype取值为98。

apt＝nn，这是丢包重传功能(RFC4588)定义的两路码流绑定指示参数，表明源码流与补偿码流的对应关系。上述示例给出了对一路源码流进行补偿的情况。

FEC编码参数，需要在中心节点与边缘节点进行同步，以便能动态调整编码效果，该FEC编码参数可扩展，可后续根据需求再做补充定义。该FEC编码参数包括：

fec-encoding-id表示FEC编码方案标识，默认为0，表示ZTE自定义编码方案。

redundancy-rate表示FEC编码冗余度，数值为百分数，此例中的数值为6表示FEC编码冗余度为6％。

group-count表示参与FEC编码的源码流包个数，此示例中取值为10表示10个RTP包为一组进行FEC编码。

repair-window表示FEC修复窗口，单位毫秒，表示边缘节点完成一组补偿码流及源码流包的最大等待时长，在本示例中取值为300ms。

其中，源码流和补偿码流分别通过不同的传输通道进行传输时，一个SDP文件示例如下：

v＝0

o＝-296874273 1 IN IP4 10.42.108.122

s＝ZTE_MM_SS_2.0FEC Encode

t＝0 0

c＝IN IP4 10.42.108.123

a＝group:FEC 12//采用group属性来定义源码流与补偿流的对应关系

b＝3500

a＝recvonly

m＝video 11200 RTP/AVP 33//源码流通过端口11200发送

a＝rtpmap:33MP2T/90000

a＝control:trackID＝1

a＝mid:1

m＝application 11202RTP/AVP 97//补偿码流通过端口11202发送

a＝rtpmap:97 ztefec/8000

a＝fec-repair-flow:fec-encoding-id＝0；redundancy-rate＝20；group-count＝50；repair-window＝300

a＝control:trackID＝1

a＝mid:2

上述示例表示：共有一组FEC补偿处理，mid:1对应mid:2；其中mid:1是一路源码流，mid:2是其对应的补偿码流。mid:2对应的补偿码流，通过地址224.2.17.12:30002发送，可以与源码流mid:1使用相同的组播地址，不同的端口号。

其他的参数的含义与单通道传输模式下的SDP文件中的相应的参数的含义相同，在此不再赘述。

需要说明的是，对于双通道传输和单通道传输两种应用场景，实现时根据选定的传输模式应用不同的SDP文件。

203，边缘节点接收中心节点发送的描述应答消息。

204，边缘节点在向中心节点申请所述中继频道的分配资源成功后，获取从中心节点发送的源码流和FEC补偿码流。

具体地，边缘节点向中心节点发送建立(SETUP)请求，向中心节点请求为该中继频道分配资源；中心节点在对边缘节点为中继频道分配资源成功后，向边缘节点发送建立应答。边缘节点在接收到建立应答后，向中心节点发送播放(PLAY)请求，请求中心节点发送码流。中心节点收到该播放请求后，向边缘节点发送播放应答，通知边缘节点做好接收码流的准备，然后中心节点向边缘节点发送源码流和FEC补偿码流，该源码流和FEC补偿码流可以复用在一个传输通道中传输，也可以分别在两个不同的传输通道中传输。边缘节点从中心节点接收源码流和FEC补偿码流。

205，边缘节点根据配置信息和FEC补偿码流对源码流进行FEC补偿处理，得到补偿处理后的源码流。

具体地，边缘节点根据配置信息中的FEC补偿参数信息和FEC补偿码流对源码流进行FEC解码处理，从而得到完整的源码流。

基于与方法相同的发明构思，本发明实施例提供了一种建立中继频道中丢包补偿的装置，该装置可以是边缘节点，如图3所示，包括：

发送单元，用于向中心节点发送描述请求消息，该描述请求消息包括所述边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；

接收单元，用于接收中心节点发送的携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；

获取单元，用于在向中心节点申请中继频道的分配资源成功后，获取从中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；

解码单元，用于根据配置信息和FEC补偿码流对源码流进行FEC解码处理。

进一步地，获取单元通过单一的传输通道获取或通过不同的传输通道获取所述源码流和所述FEC补偿码流。

进一步地，接收单元接收的FEC补偿参数信息包括：

源码流和FEC补偿码流的传输通道的标识，源码流的标识、FEC补偿码流的标识、所述源码流和所述补偿码流的对应关系、FEC编码方案标识、FEC编码冗余度、参与FEC编码的源码流的包的个数和FEC修复窗口。

基于与方法相同的发明构思，本发明实施例提供了一种建立中继频道中丢包补偿的装置，该装置可以是中心节点，如图4所示，包括：

接收单元，用于接收边缘节点发送的描述请求消息，该描述请求消息边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；

第一发送单元，用于根据描述请求消息，向边缘节点发送携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；

第二发送单元，用于在对边缘节点分配中继频道的资源成功后，向边缘节点发送源码流和FEC补偿码流。

进一步地，第二发送单元通过单一的传输通道获取或通过不同的传输通道向所述边缘节点发送所述源码流和所述FEC补偿码流。

进一步地，第一发送单元发送的所述FEC补偿参数信息包括：

基于与方法相同的发明构思，本发明实施例提供了一种建立中继频道中丢包补偿的系统，如图5所示，包括：中心节点和边缘节点；

边缘节点，用于向中心节点发送描述请求消息，该描述消息包括该边缘节点支持前向纠错FEC能力的信息；接收该中心节点发送的携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；在向该中心节点申请该中继频道的分配资源成功后，获取从该中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；根据该配置信息和该FEC补偿码流对该源码流进行FEC解码处理，得到补偿处理后的源码流；

中心节点，用于接收边缘节点发送的描述请求消息；根据该描述请求消息，向该边缘节点发送携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；在对边缘节点分配该中继频道的资源成功后，向该边缘节点发送源码流和FEC补偿码流。

在本发明实施例中，边缘节点通知中心节点其支持前向纠错FEC能力，接收所述中心节点发送的携带中继频道的配置信息的描述应答消息，该配置信息包括FEC补偿参数信息；在向中心节点申请所述中继频道的分配资源成功后，获取从中心节点发送的源码流和FEC补偿码流；根据配置信息和该FEC补偿码流对源码流进行FEC补偿处理，得到补偿处理后的源码流，从而使中继频道的媒体画面在补偿后流畅性大大增加，视觉上感觉不到丢包影响，提高了IPTV中的媒体传输的可靠性，提高了客户的体验质量。

上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权力要求的保护范围内。

Claims

1、一种建立中继频道中丢包补偿的方法，其特征在于，包括：

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边缘节点通过单一的传输通道获取或通过不同的传输通道获取所述源码流和所述FEC补偿码流。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述边缘节点接收的所述FEC补偿参数信息包括：

4、一种建立中继频道中丢包补偿的方法，其特征在于，包括：

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述中心节点是通过单一的传输通道获取或通过不同的传输通道向所述边缘节点发送所述源码流和所述FEC补偿码流。

6、如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述中心节点发送的所述FEC补偿参数信息包括：

7、一种建立中继频道中丢包补偿的装置，其特征在于，包括：

8、如权利要求7的装置，其特征在于，所述获取单元通过单一的传输通道获取或通过不同的传输通道获取所述源码流和所述FEC补偿码流。

9、如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述接收单元接收的FEC补偿参数信息包括：

10、一种建立中继频道中丢包补偿的装置，其特征在于，包括：

11、如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二发送单元通过单一的传输通道获取或通过不同的传输通道向所述边缘节点发送所述源码流和所述FEC补偿码流。

12、如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述第一发送单元发送的所述FEC补偿参数信息包括：

13、一种建立中继频道中丢包补偿的系统，其特征在于，包括：中心节点和边缘节点；