CN101707615B - 一种基于公共移动通信的视频多链路传输的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种基于公共移动通信的视频多链路传输的实现方法，其中原始图像信息通过编码器采用H.264视频压缩标准产生视频数据，经传输板采用多个无线网络模块发送到公共移动通信网络，并在使用上自动兼容单卡、双卡、三卡及四卡的使用方式。由于无线网络自身固有的特性，即使其他几路无线网络模块均已掉线，在只有一路无线网络模块工作正常的情况下，采用信道动态调整和主动丢包策略，能保障在有限的带宽下正常传输图像。通过本发明，能够在现有公共移动通信带宽资源有限的前提下，采用多链路捆绑技术实现视频数据的安全可靠传输，支持多达4路CDMA1x/EVDO/TD-SCDMA/WCDMA等同类型的无线网络模块捆绑，显著提高无线网络传输带宽。
Description
技术领域
本发明涉及公共移动通信设备的视频数据传输处理技术，尤其涉及一种基于公共移动通信的视频多链路传输的实现方法。
背景技术
传统的基于GPRS/CDMA的无线视频监控技术整合了GPRS/CDMA无线互联技术、视频压缩技术、计算机处理等技术。把实时动态图像通过无线通讯终端发送到公共的GPRS/CDMA移动通信网络，然后通过Internet在远端得到实时图像信息。该技术能很好地整合GPRS/CDMA移动通信网络和Internet网络的优势，将难于布线的被监控点、移动的载体与控制中心连接起来，达到无线固定视频监控或移动视频监控的目的。由于无线网络传输带宽的原因，特别是上行实际的平均输送速率，对图像的质量和画面连续性影响很大。并且在设备上使用单独的无线网络模块，很难保证设备在无线链路上传输视频的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明就是为了克服传统技术无线网络带宽不足的缺点，采用多链路捆绑技术实现视频数据的安全可靠传输，支持多达4路CDMA1x/EVDO/TD-SCDMA/WCDMA等同类型的无线网络模块捆绑，显著提高无线网络传输带宽。
因此，本发明提出一种基于公共移动通信的视频多链路传输的实现方法，包括以下步骤：
A.在数据传输服务处理流程中，首先开启无线传输信道，统计传输信道中包含的无线链接数N，即是状态为在线的无线模块数量，编码器产生的实时视频数据编排序号，称为“大序号”，均匀分成N个小的数据包，按前后关系编为1～N的序号，称为“小序号”，在每个小数据包中包含有“大序号”和“小序号”等信息，并缓存于传输信道缓冲区；
B.检测传输信道中无线链接状态；
C.如果无线网络链接正常，则执行步骤D；如果无线网络链接不正常，则系统为无线模块启动状态维护服务，在完成状态维护服务后继续执行步骤B；
D.对传输信道中可用的无线链接，系统根据负载均衡的原则选择合适的无线链接；
E.检测传输信道接收视频数据缓冲区状态；
F.如果信道缓冲区未阻塞，则执行步骤G；如果信道缓冲区阻塞，则采用丢包处理策略，在丢包处理完成后，继续执行步骤E；
G.多个模块同时发送拆分后视频数据包；
H.统计单位时间内传输信道的发送数据的码率，据此调整编码器的编码参数；如果数据未传输完成，则返回执行步骤A；如果数据传输完成，则执行步骤I；
I.关闭传输信道，服务等待。
其中，在步骤A之前还包括无线模块初始化步骤，具体为：
A1.开始无线模块初始化；
A2.如果无线模块初始化成功，则执行步骤A3；如果无线模块初始化失败，则执行步骤A4；
A3.设置无线模块状态为可操作，系统为无线模块启动状态维护服务，执行步骤A5；
A4.无线模块断电，设置无线模块状态为不可操作，执行步骤A5；
A5.搜索下一个无线模块；如果搜索到下一个无线模块，则返回执行步骤A1，否则结束。
其中，系统为无线模块启动状态维护服务具体为：
A11.检测无线模块网络注册；
A12.如果无线模块网络注册成功，则执行A13，否则返回执行A11；
A13.控制无线模块拨号上网；
A14.根据获取的IP地址设定网络路由；
A15.建立指向目的IP的网络链接；
A16.无线模块状态更新为在线，并确定增加了该网络链接的最新传输信道；
A17.搜索下一状态为可操作的无线模块，如果搜索到，则返回执行步骤A11，否则则执行步骤A18；
A18.服务等待。
本发明是把原始的图像信息通过编码器采用H.264视频压缩标准产生的视频数据，经传输板采用多个无线网络模块发送到公共移动通信网络，最多支持4路(卡)无线网络模块同时传送，并在使用上自动兼容单卡、双卡、三卡及四卡的使用方式。由于无线网络自身固有的特性，即使其他几路无线网络模块均已掉线，在只有一路无线网络模块工作正常的情况下，采用信道动态调整和主动丢包策略，能保障在有限的带宽下正常传输图像。同时还可实现已掉线无线网络模块自动重新拨号，并按实际在线的模块数量组成新的无线路由传输网络。
附图说明
图1是无线模块初始化流程图。
图2是无线模块状态维护服务流程图。
图3是数据传输服务处理流程图。
具体实施方式
本系统由编码器和传输板构成，具体功能划分为：编码器将摄像头采集的模拟视频信号由A/D转换，采用H.264标准压缩成视频数据；传输板把视频数据分包、整理、排序和缓存，控制多个无线模块拨号上网，建立包含多个无线链接的传输信道，然后把分包后视频数据同时传送出去。
本发明基于LINUX嵌入式操作系统，采用模块化的程序设计。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1所示的是无线模块初始化流程图。设备上电时，对多个无线模块进行初始化操作，根据AT命令的应答模式来判定模块是否工作正常，设定无线模块状态为可操作(或不可操作)。对于状态为不可操作的无线模块，系统通过控制无线模块的电源开关，使其断电，这样有利于降低整个设备的功耗。对于状态为可操作的无线模块，设定相应运营商的拨号接入Internet网络的系统参数，然后启动无线模块状态维护服务。
在无线模块状态维护服务中，系统自动检测无线模块网络注册是否成功，对于网络注册成功的模块，根据初始化过程中设定好的参数，对无线模块进行PPP拨号操作，由此获取的与无线模块一一对应的IP地址，然后建立指向接收视频数据服务器的目的IP地址的网络链接，并添加该链接到路由表，设定无线模块状态为在线。如图2所示。同样如此，在搜索到下一个状态为可操作的无线模块时，路由表中就会增加一个无线链接，我们称此路由表为无线传输信道。因为所有的无线链接指向的目的IP是唯一的，所以这样就可达到多条无线链路捆绑传输的目的，以此提高传输带宽，增加视频数据的吞吐速率。
如图3所示，在数据传输服务处理流程中，首先开启无线传输信道，统计传输信道中包含的无线链接数N，即是状态为在线的无线模块数量。编码器产生的实时视频数据编排序号(简称为“大序号”)，均匀分成N个小的数据包，按前后关系编为1～N的序号(简称为“小序号”)。在每个小数据包中包含有“大序号”和“小序号”等信息，并缓存于传输信道缓冲区，默认缓冲区的大小为S＝100个小数据包，可根据图象实时性要求调整，实时性要求越高，S的值越小，画面连续性越差。相反S的值就越大。
当系统检测到某一个无线链路不可用或者无线模块不在线时，系统将启动无线模块状态维护服务。对传输信道中可用的无线链接，系统根据负载均衡的原则选择合适的无线链接，将传输信道缓冲区内的小数据包分配给多个模块，并行传输视频数据。这样就不会因为个别模块的故障而使原始数据包不完整，并大大提高数据的传输效率。在无线模块状态维护服务中还会重新激活该无线链路，或者是启动掉线自动重拨任务。
在无线网络模块传送数据包的同时，系统还会检测传输信道缓冲区是否阻塞，在阻塞时采取主动丢包的策略，就是清空缓冲区直到接收编码器产生的下一图像的有效I帧为止。并实时统计传输信道在单位时间内(一般为3分钟)的平均数据传输速率(即码率)，作为编码器产生实时视频数据的编码参数。目的是保持传输信道的输入码率和输出码率之间的动态平衡，避免频繁的丢包操作。也就是我们常说的，无线带宽自适应功能。
以上所述，仅是本发明的较佳实例，本发明所主张的权利范围并不局限于此。本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于公共移动通信的视频多链路传输的实现方法，其特征在于包括以下步骤：
A.在数据传输服务处理流程中，首先开启无线传输信道，统计传输信道中包含的无线网络链接数N，即是状态为在线的无线模块数量，编码器产生的实时视频数据编排序号，称为“大序号”，均匀分成N个小的数据包，按前后关系编为1～N的序号，称为“小序号”，在每个小数据包中包含有“大序号”和“小序号”信息，并缓存于传输信道缓冲区；
B.检测传输信道中无线网络链接状态；
C.如果无线网络链接正常，则执行步骤D；如果无线网络链接不正常，则系统为无线模块启动状态维护服务，在完成状态维护服务后继续执行步骤B；
D.对传输信道中可用的无线网络链接，系统根据负载均衡的原则选择合适的无线网络链接；
E.检测传输信道接收视频数据缓冲区状态；
F.如果信道缓冲区未阻塞，则执行步骤G；如果信道缓冲区阻塞，则采用丢包处理策略，在丢包处理完成后，继续执行步骤E；
G.多个无线模块同时发送拆分后视频数据包；
H.统计单位时间内传输信道的发送数据的码率，据此调整编码器的编码参数；如果数据未传输完成，则返回执行步骤A；如果数据传输完成，则执行步骤I；
I.关闭传输信道，服务等待。
2.根据权利要求1所述的方法，在步骤A之前还包括无线模块初始化步骤，具体为：
A1.开始无线模块初始化；
A2.如果无线模块初始化成功，则执行步骤A3；如果无线模块初始化失败，则执行步骤A4；
A3.设置无线模块状态为可操作，系统为无线模块启动状态维护服务，执行步骤A5；
A4.无线模块断电，设置无线模块状态为不可操作，执行步骤A5；
A5.搜索下一个无线模块；如果搜索到下一个无线模块，则返回执行步骤A1，否则结束。
3.根据权利要求1或2所述的方法，系统为无线模块启动状态维护服务具体为：
A11.检测无线模块网络注册；
A12.如果无线模块网络注册成功，则执行A13，否则返回执行A11；
A13.控制无线模块拨号上网；
A14.根据获取的IP地址设定网络路由；
A15.建立指向目的IP的无线网络链接；
A16.无线模块状态更新为在线，并确定增加了该无线网络链接的最新传输信道；
A17.搜索下一状态为可操作的无线模块，如果搜索到，则返回执行步骤A11，否则则执行步骤A18；
A18.服务等待。
4.根据权利要求3所述的方法，当系统检测到某一个无线链路不可用或者无线模块不在线时，系统将启动无线模块状态维护服务
5.根据权利要求1或2所述的方法，该方法是基于LINUX嵌入式操作系统实现的。
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