CN101656597A - 数据接收和发送方法、装置及数据传输系统 - Google Patents

数据接收和发送方法、装置及数据传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数据接收和发送方法、装置及数据传输系统。涉及通信领域;解决了无法在合理占用网络资源的同时实现对数据包丢失的可靠处理的问题。该数据接收方法包括:在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丢失的媒体包;如果能够恢复丢失的媒体包,则恢复丢失的媒体包;或,如果不能恢复丢失的媒体包,则向流媒体服务器发送丢包信息,请求流媒体服务器重新发送丢失的媒体包。本发明提供的技术方案适用于IPTV业务。

Description

数据接收和发送方法、装置及数据传输系统

技术领域

本发明涉及通信领域,尤其涉及一种数据接收和发送方法、装置及数据 传输系统。

背景技术

在IPTV业务中,媒体数据由流媒体服务器到机顶盒的传输质量,直接 影响着用户的视频观看效果。如果媒体数据传输过程中出现了丟失,视频画 面就会出现停顿或者马赛克花屏的情况。如何保证媒体传输的质量,给用户 提供高质量的视频观看体验,是IPTV领域面临的关键技术问题。

在IPTV系统中,对于丢包, 一般采用重传或者FEC (前向纠错)技术 进行处理。重传技术是在客户端反馈回丟包消息后,根据客户端反馈的丟包 消息,重新发送丟失的数据包;FEC技术则是由客户端重建丟失的数据包。

在上述解决丟包问题的过程中,存在如下问题:

釆用重传技术,带来的相关联的延迟会可能会比较大,由于实时的要求, 不可能进行多次的重传,如果重传包也丢失,无法对重传包再进行重传,可 靠性低;采用FEC技术,客户端能够重建丢失的包,但在丢包数量较多时, 很难重建出丢失的数据包,适用范围较小。使用上述两种方法,均无法在合 理占用网络资源的同时实现对数据包丟失的可靠处理。

发明内容

本发明提供了一种数据接收和发送方法、装置及数据传输系统,解决了 无法在合理占用网络资源的同时实现对数据包丟失的可靠处理的问题。

一种数据接收方法,包括:在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丟失的媒体包;

如果能够恢复丢失的^?某体包,则恢复丢失的4某体包;或,

如果不能恢复丢失的媒体包,则向流媒体服务器发送丢包信息,请求流 媒体服务器重新发送丢失的媒体包。

进一步的,所述在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丢失

的^?某体包的步骤之前,还包括:

设置判定门限,具体为设定丢包门限及重传门限。

进一步的,所述在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丟失

的媒体包具体为:

获取所述媒体数据分组的丟包率;

如果所述媒体数据分组的丢包率大于丟包门限且小于重传门限,则确定 能够恢复丟失的媒体包;

如果所述媒体数据分组的丢包率不小于重传门限,则确定不能够恢复丢 失的媒体包。

进一步的,所述媒体数据分组包括媒体包和前向纠错(FEC)包,该方 法还包括:

设置FEC包的冗余度,具体为将FEC包的冗余度设置为不大于5%。 一种数据发送方法,包括:

发送媒体数据分组,并在发送媒体数据分组的同时,对所述媒体数据分 组进行媒体缓存;

根据接收端反馈的重新发送丢失的媒体包的请求,从媒体緩存的媒体数 据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分组发送所述对应的媒体包 和FEC包。

进一步的,所述数据发送方法还包括:

为所述对应的媒体包产生FEC包,在所述新的媒体数据分组中发送所 述FEC包。一种客户端,包4舌:

丟包检测模块,用于在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复

丢失的媒体包;

数据恢复模块,用于在所述丢包检测模块判定能够恢复丢失的媒体包

时,恢复丢失的媒体包;

丟包信息上报模块,用于在所述丢包检测模块判定不能恢复丟失的媒体 包时,向流媒体服务器发送丢包信息,请求流媒体服务器重新发送丟失的媒 体包。

进一步的,所述客户端还包括:

门限设置模块,用于设置判定门限,具体为设定丟包门限及重传门限;

FEC设置模块,用于设置FEC包的冗余度,具体为将FEC包的冗余度 设置为不大于5%。

一种流媒体服务器,包括:

媒体数据媒体緩存模块,用于在发送媒体数据分组的同时,对所述媒体 数据分组进行媒体緩存;

丢包补偿模块,用于根据接收端反馈的重新发送丟失的媒体包的请求, 从媒体緩存的媒体数据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分组发 送所述对应的媒体包和该媒体包的FEC包。

一种数据传输系统,其特征在于,包括客户端和流媒体服务器;

所述客户端,用于在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丟 失的媒体包,在所述丢包检测模块判定能够恢复丢失的媒体包时,恢复丢失 的媒体包,或在所述丢包检测模块判定不能恢复丢失的媒体包时,向流媒体 服务器发送丢包信息,请求流媒体服务器重新发送丢失的媒体包;

所述流媒体服务器,用于在发送媒体数据分组的同时,对所述媒体数据分组进行媒体緩存,根据接收端反馈的重新发送丢失的媒体包的请求,从媒 体緩存的媒体数据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分组发送所 述对应的媒体包和该媒体包的FEC包。

本发明的实施例提供了一种数据接收和发送方法、装置及系统,在接收 完一个媒体数据分组后,判断该媒体数据分组是否存在媒体包丢失,并根据

丢包率确定采用恢复媒体包或重传的方法解决媒体包丢失的问题;且在发送 时媒体缓存媒体包,根据客户端反馈的重传信息重传,解决了无法在合理占 用网络资源的同时实现对数才居包丟失的可靠处理的问题,提高了系统效率。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的一种数据接收和发送方法的流程图;

图2为图1中步骤105的具体流程图;

图3为本发明的实施例提供的一种客户端的结构示意图;

图4为本发明的又一实施例提供的一种客户端的结构示意图;

图5为本发明的实施例提供的一种流媒体服务器的结构示意图;

图6为本发明的实施例提供的一种数据传输系统的结构示意图。

具体实施方式

为了解决无法在合理占用网络资源的同时实现对数据包丢失的可靠处 理的问题,本发明的实施例提供了一种数据接收和发送方法,该方法基于 UDP传输模式,使用该方法在流媒体服务器和客户端之间完成数据传输的 过程如图1所示,包括:

步骤IOI、流媒体服务器向客户端发送媒体数据分组,并在发送媒体数 据分组的同时,对所述媒体数据分组进行媒体緩存;

本步骤中,流媒体服务器发送媒体数据分组,既包括媒体包,又包括媒 体包的FEC包。流媒体服务器在发送媒体数据分组时,为该媒体数据分组中的士某体包产生相应的FEC包。本发明实施例中,FEC技术采取比较低的冗余度,减少对带宽的依赖程 度。对于IPTV业务来说,冗余度低于5%时对带宽影响相对较小。假设一 个媒体数据分组中的J个媒体包,经过FEC算法计算处理后,产生了新的K 个FEC包,则K需要小于J。步骤102、客户端在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丢 失的媒体包;々某体包一般用RTP (Real-time Transport Protocol,实时传输协议)格 式封装,常用的流媒体的丢包检测方法就是根据RTP的序号来判断的。RTP 包的序号是顺序逐渐递增的, 一旦出现跳变,就表示丢包,并且可以根据序 号差来统计丟包的个数。本步骤中,客户端检测到媒体包有丢包,则启动丢包检测定时器,在丢 包检测定时器超时,或者未超时,但是丢包所在媒体数据分组最后一个包已 经接收完毕时,检测该分组媒体包丢包情况,判断是否能够恢复丟失的媒体 包。由于使用UDP传输模式,估在传输过程中有可能发生乱序的情况,客 户端会暂时性的误认为丢失了媒体数据包,故在接收一个媒体数据分组完成 后再判定是否丢包及能否恢复丟失的媒体包更为准确。本发明实施例中,会在客户端上设置判定门限,具体为设定恢复门限及 重传门限。恢复门限与采用的FEC算法有关,重传门限与当前的网络状况 有关。在判断是否能够恢复丟失的媒体包时,首先获取所述媒体数据分组的丟 包率,如果所述媒体数据分组存在丢包,且丢包率小于等于丢包门限,则确 定能够恢复丢失的媒体包,进行恢复;如果所述媒体数据分组的丟包率大于 丟包门限且小于等于重传门限,则对丟失的媒体包采取重传;如果丢包率大 于重传门限,说明当前网络质量较差,且大量的媒体包重传会进一步恶化网 络状况,故不采取任何动作。此外,由于本发明实施例中,流媒体服务器发送的媒体包可能是重传媒体包, 所以,当客户端接收到媒体包是重传媒体包时,如果发生重传媒体包丢失,则不启动丟包检测定时器,这样就避免了一个媒体包被多次重传,有效控制 了资源浪费。步骤103、如果能够恢复丢失的^?某体包,则恢复丢失的媒体包;如果步骤102的判断结果为能够恢复丢失的媒体包,则本步骤中,客户 端直接恢复出丢失的媒体包。步骤104、如果能够重传丢失的媒体包,则客户端向流媒体服务器发送 丢包信息,请求流媒体服务器重新发送丢失的媒体包;本步骤中,客户端将接收到的媒体数据分组的丢包信息反馈给流媒体服 务器,消息以NACK (Negative Acknowledgement )形式反馈,NACK消息 反馈整组数据的丢包情况,具体为丟失的媒体包的序号。步骤105、流媒体服务器根据接收端反馈的重新发送丟失的媒体包的请 求,从媒体緩存的媒体数据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分 组发送所述对应的々某体包和FEC包;本步骤中,流媒体服务器收到步骤104中客户端发送的NACK消息后, 如果还处于上一个数据分组的丢包重传流程,则等待上一次丢包重传流程结 束后,启动重传i某体包的流程,具体如图2所示,包括-.步骤1051、流媒体服务器在媒体緩存中查找需要重传的媒体包;流媒体服务器将数据分组緩存时,是以分组为单位对整个媒体数据分组 进行緩存。即一个媒体数据分组的全部数据包,都存储在緩存中。需要说明的是,如果在媒体緩存中不存在需要重传的媒体包,说明这个 媒体包已经发出很长时间了,不再进行重传。步骤1052、流媒体服务器为重传的的媒体包产生相应的FEC包;步骤1053、将重传的媒体包及相应的FEC包加入新的媒体数据分组进 行发送;为了描述方便,现将媒体数据分组中丢包个数设为L,媒体数据分组中 媒体包个数设为J ,本步骤中,流4某体服务器将重传的媒体包加入新的媒体 数据分组时,有以下三种情况:1、如果流^?某体服务器刚发送了一个媒体数据分组的N个媒体包,而且N+L小于等于J ( N可以为0 ),则流媒体服务器将另 一个媒体数据分组(该 分组)的N个媒体包,L个重传的媒体包,J-L-N个媒体包(哪一个分组的? 该分组)以及这L个重传的纟某体包对应的K个FEC包构成一个新分组,并 继续发送这一新分组中剩下的媒体包。其中,L个重传的媒体包放在该新分 组中优先发送的位置。例如,媒体数据分组G3, G3中包括媒体包A,, A2, ... , Aj以及冗余 包R,, R2 , ..., Rk;在G3前发送i某体数据分组G,。在已经发送了 A,, A2 , A。时,流媒体服务器接收到客户端请求, 要求重传分组G,中的B,, B2 , ... , B,等媒体包。这时,流媒体服务器重新构成分组G4, G4包括A,,A2,…An,B,,B2,…,B,,An+bAn+2,......Aj—,.,以及相应的FEC包R',,R'2.,.R'k,即在发送完A,到An后,接着发送B,到B"2、 如果流媒体服务器刚发送了另一个媒体数据分组的N个媒体包,N 小于J但是N+L大于J,则将这N个另 一个i某体数据分组中的媒体包和J-N 个重传媒体包归于一个新分组,剩下的L- (J-N)个重传媒体包归入到与该 新分组紧邻的下一个分组。在该新分组及该新分组的下一个分组中,重传的 媒体包都处于该分组优先发送的位置;3、 如果流^(某体服务器当前正准备发送或者正在发送另 一个媒体数据分 组的FEC包,则继续发送完该分组的FEC包,将L个重传的纟某体包做为下 一个分组的前L个纟某体包。本发明的实施例提供了 一种数据接收和发送方法,在接收完一个媒体数 据分组后,判断该媒体数据分组是否存在媒体包丢失,并根据丢包率确定采 用恢复媒体包或重传的方法解决媒体包丢失的问题;且在发送时媒体緩存媒 体包,根据客户端反馈的重传信息重传,解决了无法在合理占用网络资源的 同时实现对数据包丟失的可靠处理的问题,提高了系统效率。在丢包率比较 小的情况下,通过FEC方法,能够顺序的恢复出丟失的媒体包;在丢包率 比较大的情况下,通过重传机制来获取丢失的媒体包,根据实际情况决定资 源战胜,有效的复用了资源;且在网络比较恶劣的情况下,如果重传包再次 丢失的情况下,也可能会通过重传包的FEC计算方法恢复出丢失的重传包,性。本发明的实施例还提供了一种客户端,如图3所示,包括:丟包检测模块301,用于在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够 恢复丟失的媒体包;数据恢复模块302,用于在所述丟包检测模块301判定能够恢复丟失的 媒体包时,恢复丟失的媒体包;丢包信息上报模块303,用于在所述丢包检测模块301判定能够重传丟 失的媒体包时,向流媒体服务器发送丢包信息,请求流媒体服务器重新发送 丢失的媒体包。进一步的,该客户端如图4所示,还包4舌:门限设置模块304,用于设置判定门限,具体为设定丟包门限及重传门限;FEC设置模块305,用于设置FEC包的冗余度,具体为将FEC包的冗 余度设置为不大于5%。本发明的实施例还提供了一种流媒体服务器,如图5所示,包括;媒体数据媒体緩存模块501,用于在发送媒体数据分组的同时,对所述 媒体数据分组进行媒体緩存;丢包补偿模块502,用于根据接收端反馈的重新发送丟失的媒体包的请 求,从媒体緩存的媒体数据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分 组发送所述对应的媒体包和该媒体包的FEC包。本发明的实施例还提供了一种数据传输系统,如图6所示,包括客户端 601和流媒体服务器602;所述客户端601,用于在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢 复丢失的媒体包,在所述丢包检测模块判定能够恢复丢失的媒体包时,恢复丢失的媒体包,或在所述丟包检测模块判定能够重传丢失的媒体包时,向流

媒体服务器602发送丢包信息,请求流媒体服务器602重新发送丢失的媒体

包;

所述流媒体服务器602,用于在发送媒体数据分组的同时,对所述媒体 数据分组进行媒体緩存,根据客户端601反馈的重新发送丢失的媒体包的请 求,从媒体緩存的媒体数据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分 组发送所述对应的媒体包和该媒体包的FEC包。

上述客户端、流媒体服务器和数据传输系统,可以与本发明的实施例提 供的一种数据接收和发送方法相结合,在接收完一个媒体数据分组后,判断 该媒体数据分组是否存在媒体包丢失,并根据丢包率确定采用恢复媒体包或 重传的方法解决J?某体包丢失的问题;且在发送时々某体緩存媒体包,根据客户 端反馈的重传信息重传,解决了无法在合理占用网络资源的同时实现对数据 包丢失的可靠处理的问题,提高了系统效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分 步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计 算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以采用硬件的形式实现, 也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块 的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读 取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限 于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易 想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护 范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种数据接收方法,其特征在于,包括: 在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丢失的媒体包; 如果能够恢复丢失的媒体包,则恢复丢失的媒体包;或, 如果不能恢复丢失的媒体包,则向流媒体服务器发送丢包信息,请求流媒体服务器重新发送丢失的媒体包。
2、 根据权利要求1所述的数据接收方法,其特征在于,所述在接收完 一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丢失的媒体包的步骤之前,还包括:设置判定门限,具体为设定丢包门限及重传门限。
3、 根据权利要求1或2所述的数据接收方法,其特征在于,所述在接 收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丟失的媒体包具体为:获取所述媒体数据分组的丢包率;如果所述媒体数据分组的丢包率不大于丢包门限,则确定能够恢复丢失 的媒体包;如果所述媒体数据分组的丢包率大于丢包门限且不大于重传门限,则确 定能够重传丢失的媒体包。
4、 根据权利要求1所述的数据接收方法,其特征在于,所述媒体数据 分组包括媒体包和前向纠错(FEC)包,该方法还包括:设置FEC包的冗余度,具体为将FEC包的冗余度设置为不大于5%。
5、 一种数据发送方法,其特征在于,包括:发送媒体数据分组,并在发送媒体数据分组的同时,对所述媒体数据分 组进行媒体緩存;根据接收端反馈的重新发送丟失的媒体包的请求,从媒体緩存的媒体数 据分组中查找对应的媒体包,并在新的4某体数据分组发送所述对应的々某体包 和FEC包。
6、 根据权利要求5所述的数据发送方法,其特征在于,还包括: 为所述对应的媒体包产生FEC包,在所述新的媒体数据分组中发送所述FEC包。
7、 . 一种客户端,其特征在于,包括:丢包检测模块,用于在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复 丢失的媒体包;数据恢复模块,用于在所述丟包检测模块判定能够恢复丢失的媒体包 时,恢复丟失的媒体包;丟包信息上报模块,用于在所述丢包检测模块判定重传丢失的媒体包 时,向流媒体服务器发送丢包信息,请求流媒体服务器重新发送丢失的媒体 包。
8、 根据权利要求7所述的客户端,其特征在于,还包括:门限设置模块,用于设置判定门限,具体为设定丢包门限及重传门限;FEC设置模块,用于设置FEC包的冗余度,具体为将FEC包的冗余度 设置为不大于5%。
9、 一种流媒体服务器,其特征在于,包括:媒体数据媒体緩存模块,用于在发送媒体数据分组的同时,对所述媒体 数据分组进行媒体缓存;丟包补偿模块,用于根据接收端反馈的重新发送丢失的媒体包的请求, 从媒体緩存的媒体数据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分组发 送所述对应的纟某体包和该i某体包的FEC包。
10、 一种数据传输系统,其特征在于,包括客户端和流媒体服务器;所述客户端,用于在接收完一个媒体数据分组后,判断是否能够恢复丢 失的媒体包,在所述丢包检测模块判定能够恢复丢失的媒体包时,恢复丢失 的媒体包,或在所述丢包检测模块判定能够重传丢失的媒体包时,向流媒体 服务器发送丢包信息,请求流媒体服务器重新发送丢失的媒体包;所述流媒体服务器,用于在发送媒体数据分组的同时,对所述媒体数据 分组进行媒体緩存,根据接收端反馈的重新发送丢失的媒体包的请求,从媒 体緩存的媒体数据分组中查找对应的媒体包,并在新的媒体数据分组发送所 述对应的纟某体包和该纟某体包的FEC包。
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