CN101720107A - 无线多媒体传输的多路联合通信系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于无线多媒体传输的多路联合通信方法。前端无线终端设备通过多种制式的无线通信接口建立多种无线通信链路，并通过该多种无线通信链路将其数据发送至网络终端设备；网络终端设备接收来自该多种无线通信链路的数据包，并对该多个数据包做排序和组合，从而还原出由前端无线终端设备发送到该网络终端设备的数据。本发明大大提高了无线终端的带宽，有效地保证了多媒体数据的可靠传输，在无线通信系统中具有重要应用价值。

Description

无线多媒体传输的多路联合通信系统及方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及无线通信领域。
背景技术
在信息技术快速发展的今天，人们对音视频在内的多媒体信息需求越来越强烈，移动环境下的多媒体应用业务更成为IT业发展的热点所在。GPRS、CDMA 1X、EDGE等现有的公共移动通信数据网络具有覆盖范围广、移动性好、网络使用方便等优点，但其上行数据带宽及下行数据带宽较低，特别是上行数据带宽只有15-60kps，此外由于无线信号受各种环境因素影响较大，带宽波动大，在不同环境中移动时通常只有5-20kbps的带宽。因此，在这种网络条件下实现多媒体数据传输是非常困难的，并且很不稳定。目前3G网络已部分应用，但现有的3G网络也无法流畅传输常规D1格式视频。
WiFi、Wimax等宽带无线技术应用系统虽然带宽较高，但由于无线信号不稳定，因此常常因为无线信号的衰落、阻隔等因素而出现信号中断或信号传输速率快速下降等问题，这就使得无线终端在应用上会因无线网络的不确定性而带来应用系统的不确定性。
同时，在无线通信系统中，提供多点接入服务的各类无线应用系统常常存在网络带宽共享和网络堵塞等问题，此种情况下，当移动端与接入点之间(比如手机与基站之间)的接入用户数量增加时，接入无线带宽会快速下降，当用户数量接近接入点满载负荷时，就会因网络堵塞而拒绝新的无线终端接入请求，从而使无线移动终端无法正常工作。
发明内容
本发明提供了一种能解决以上问题的用于无线多媒体传输的多路联合通信方法。
在第一方面，本发明提供了一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，首先前端无线终端设备根据其安装状态和设定策略自动建立多个无线通信链路连接；然后该前端无线终端设备对载荷进行分类；接着该前端无线终端设备为分类后的载荷选路，且选路策略为并动态调整权重值；最后该前端无线终端设备根据该权重值将该前端无线终端设备中的数据分流至各无线通信链路中。
在第二方面，本发明提供了一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，该设备包括无线通信接口、连接管理模块、载荷分类模块、权重配比模块。该无线通信接口数量为一个以上，用于建立多个无线通信链路，以及分流该前端无线终端设备的数据流。该连接管理模块根据设定策略和该无线通信接口的安装状态，自动建立多个无线通信链路。该载荷分类模块用于对载荷进行分类，以便得到优化网络应用的载荷。该权重配比模块用于动态配比每条通信链路的使用权重，且根据每条链路的技术指标和经验值赋予该链路一个初始权重值，并动态调整该权重值。
在第三方面，本发明提供了一种用于无线多媒体传输的多路联合通信系统，包括网络终端设备和前端无线终端设备。该前端无线终端设备通过多种制式的无线通信接口建立多种无线通信链路，并通过该多种无线通信链路将其数据发送至所述网络终端设备。该网络终端设备接收来自该多种无线通信链路的数据包，并对数据包做排序和组合，从而还原出由前端无线终端设备发送到该网络终端设备的数据。
在本发明的一个实施例中，所述动态调整权重值方法为首先统计发送报文、接收报文及发送报文的反馈报文数量，再分析该统计结果以得到最近一段时间内每条链路状态，然后根据该链路状态对将来一段时间内每条链路状态进行估计，并将该估计值作为各链路最新权重的一个因数。
在本发明的另一个实施例中，所述动态调整权重值方法为首先监测每条链路实施状态，实时获取各链路网络运行参数，再根据各链路参数变化预测下一时刻各链路状态变化，并将该预测结果作为各链路最新权重的一个因数。
在本发明的又一个实施例中，网络终端设备接收来自各无线通信链路的数据，并将该接收到的数据做组合和排序以还原出由所述前端无线终端设备发送的数据。
在本发明的还一个实施例中，网络终端设备根据接收到的数据内容，发送相应信息数据和控制命令。
本发明通过将数据分流至各无线通信链路大大提高了无线终端的带宽，并有效保证了音视频等大数据量信息可靠传输，此外通过不同制式无线通信链路进行联合通信，避免了单一无线通信制式受限于无线接入点用户数量和带宽的限制，且能够确保在某一通信制式出现故障时，可以通过其它通信制式进行数据传输。
附图说明
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：
图1是本发明一个实施例的多路联合通信系统示意图；
图2是本发明一个实施例的多路联合通信系统中前端无线终端设备示意图；
图3是本发明一个实施例的多路联合通信流程图。
具体实施方式
图1是本发明一个实施例的多路联合通信系统示意图。图1中，前端无线终端设备110包括多个无线通信接口，该多个无线通信接口与相应多个无线接入点建立多个无线通信链路。前端无线终端设备110将本地采集的音视频数据通过该若干无线通信接口分流至该若干无线通信链路中，再通过通信网络140将该音视频数据传输至网络终端设备150，网络终端设备150接收该音视频数据并对该音视频数据做排列和组合，从而还原出由该前端无线终端设备110发送的该音视频数据。
在本发明的一个实施例中，所述无线通信链路为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA200、GPRS、EDGE、CDMA 1X、WIFI、WIMAX、BGAN等无线通信制式中的一个。在本发明的另一个实施例中，所述前端无线终端设备110为无线多媒体终端。在本发明的又一个实施例中，所述无线接入点为无线通信基站。在本发明的还一个实施例中，网络终端设备150为有线终端(如有线计算机终端)或无线终端(如无线笔记本或手机终端)。
下面详细阐述前端无线终端设备110、网络终端设备150各模块功能和作用以及多路联合通信方法。
图2是本发明一个实施例的多路联合通信系统中前端无线终端设备示意图。该前端无线终端设备包括无线通信接口250、连接管理模块210、路由管理模块220、核心模块230、权重配比模块240，其中，权重配比模块包括历史统计模块241和设备状态监测模块242，核心模块230包括载荷分类模块231。
连接管理模块210根据前端无线终端设备的安装状态和设定策略，自动建立和释放多种不同制式的无线通信链路，再将其连接状态发送至路由管理模块220。在本发明的一个实施例中，连接管理模块210根据前端无线终端设备预先设定的策略优先选用适合的连接类型和连接数量。在本发明的另一个实施例中，通过已安装的无线通信链路对该前端无线终端设备所处网络周期性地进行信号探测，并根据该探测结果选择连接类型和连接数量。
路由管理模块220根据前端无线终端设备的连接状态管理该前端无线终端设备的多重路由，也就是说，前端无线终端设备路由路径的变化与该前端无线终端设备的连接状态相联动，即当建立一个连接时增加一条路由路径，当释放一个连接时删除一条路由路径。
载荷分类模块231用于对载荷进行分类，即区分载荷是否为传统应用载荷或已优化网络应用载荷(即非传统应用载荷)。该载荷分类模块利用的是传统应用发送报文具有固定特征及设备转发报文(即非传统应用报文)带有特定标记的特性，分辨载荷所属类别。若载荷为传统应用载荷则仍旧使用传统选路策略即所有报文均选择同一路径；若载荷为非传统应用载荷则所有报文均选择最优路径。
权重配比模块240用于配比每条通信链路的使用权重。在本发明的一个实施例中，该权重配比模块平均配比每条通信链路的使用权重。在本发明的另一个实施例中，该权重配比模块根据每条通信链路的技术指标和经验值如网络带宽、时延、延迟抖动等赋予每条链路一个初始权重值，并基于每条通信链路的历史统计结果及实施状态动态调整该权重值。
权重配比模块240中的历史统计模块241用于统计每条无线通信链路发送报文、接收报文、发送报文反馈报文的数量，分析统计结果以得到最近一段时间内每条通信链路的状态，并基于状态变化连续性的一般规律(即链路状态具有连续性)对将来一段时间内每条通信链路的状态进行估计，并将该估计值作为计算相应链路最新权重的一个因数，以便权重配比模块240根据该因数动态调整权重值。
权重配比模块240中的设备状态监测模块242用于监测每条通信链路的实施状态，实时获取各通信链路的网络运行参数，再根据各通信链路参数变化预测下一时刻各通信链路状态的变化，并将该预测结果作为相应链路最新权重的另一个因数，以便权重配比模块根据该因数动态调整权重值。
无线通信接口250数量为一个以上，如第一无线通信接口251、第二无线通信接口252、第三无线通信接口253，且该多个无线通信接口采用不同无线通信制式，用于分流该前端无线终端设备在本地采集的音视频数据。
网络终端设备150接收来自无线通信接口250的多个音视频数据包，并对该多个音视频数据包做排序和组合，从而还原出由该前端无线终端设备发送的音视频数据。
在本发明的一个优选实施例中，该网络终端设备150包括多种制式的无线通信接口、连接管理模块、路由管理模块、载荷分类模块、权重配比模块、历史统计模块和设备状态监测模块，且各模块功能作用与前文所述前端无线终端设备110的相应各模块功能作用相同，在此不再赘述。
图3是本发明一个实施例的多路联合通信流程图。
在步骤310，前端无线终端设备中的第一无线通信接口、第二无线通信接口、第三无线通信接口根据该前端无线终端设备的安装状态、设定策略自动建立与该第一无线接入点131、第二无线接入点132、第三无线接入点133之间的连接。
具体地，在本发明的一个实施例中，根据该前端无线终端设备预先设定的策略优先选用适合的连接类型和连接数量，如优先连接五个WCDMA制式的连接。
在本发明的另一个实施例中，通过已安装的无线通信链路对该前端无线终端设备所处网络进行信号探测，根据该信号探测结果选择其它适合的连接类型和连接数量。且该信号探测是在前端无线终端设备工作过程中周期性地进行，并根据该无线网络状况动态变更连接类型和连接数量。
需要说明的是，多路连接的释放与前文所述多路连接建立方法相同，并且前端无线终端设备在IP层面上提供多重路由，该多重路由路径的变化与所述连接状态相联动，即当建立一个连接时增加一条路由路径，当释放一个连接时删除一条路由路径。
在步骤320，对载荷进行分类。由于传统应用无法适应使用多重链路后的网络特性变化，因此需要对载荷进行分类，从而使传统应用的载荷仍使用传统选路策略即所有报文均选择同一路径，非传统应用(前端无线终端设备已知的已经进行优化网络应用)载荷使用优化的选路策略。具体分类方法依据的是传统应用发出的报文具有固定特征，而由设备转发的报文(非传统应用)均带有特定标记，因此根据报文特征就能够分辨载荷的类别。
在步骤330，配比各无线通信链路的使用权重。在本发明的一个实施例中，平均配比每条通信链路的使用权重。在本发明的另一个实施例中，实时监测各通信链路并动态调整各通信链路的使用权重，下面详细阐述一种智能配比通信链路使用权重的方法。
在联合通道建立时，根据通道内每条链路的技术标准指标和经验数值赋于每条链路一个初始权重值，再基于历史统计方法和前向预测方法对权重值做调整。
基于历史统计方法为首先对联合通道内每条链路的发送报文及接收报文数量进行统计，并统计发送报文的反馈报文数量，再分析该统计结果以得到最近一段时间内每条链路的状态，然后基于状态变化连续性的一般规律对将来一段时间内每条链路状态进行估计，并将该估计值作为计算通信链路最新权重的一个因数。
基于前向预测方法是首先对联合通道内每条链路传输模块的实施状态进行监测，实时获取各链路网络运行参数，如获取当前网络运行模式、无线通信链路有效带宽、无线信号接收强度、载干比、基站活跃度等等，再根据各链路参数变化预测下一时刻各链路状态的变化，并将该预测结果作为计算通信链路最新权重的另一个因数。
在步骤340，根据联合通道内各通信链路的使用权重分流前端无线终端设备中的音视频数据，并对各数据包做标记以确保在网络终端设备中得到准确还原。
假设联合通道各通信链路使用权重仅与该无线通信链路有效带宽有关，并假设第一无线通信链路121、第二无线通信链路122、第三无线通信链路123有效带宽分别为60kbps、30kbps、20kbps，则前端无线终端设备将音视频数据量按照6∶3∶2的比例分配至该第一无线通信链路121、第二无线通信链路122、第三无线通信链路123；若该第一无线通信链路121中断，则前端无线终端设备将其音视频数据按照3∶2的比例分配至该第二无线通信链路122和第三无线通信链路123，因此本发明能够有效确保某无线通信链路出现故障时通过其它无线通信链路传输数据。
在步骤350，网络终端设备150通过多条无线通信链路及通信网络140接收来自前端无线通信终端110的多个音视频数据包，并根据每个数据包标记对各数据包进行排序和组合，从而还原出由前端无线终端设备110发送的音视频数据。
较佳地，网络终端设备150根据其接收到的音视频数据内容，将其所要发送的信息数据和控制命令通过通信网络140传输至前端无线终端设备110。
在本发明的一个实施例中，网络终端设备能够将数据以多路联合通信方式发送至前端无线终端设备，且该多路联合通信方法与前文所述多路联合通信方法相同，在此不再赘述。
需要说明的是，本发明的多路联合通信不局限于传输多媒体数据，只要是采用本发明的系统或方法传输数据均在本发明保护范围之内。
显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。

Claims (19)

1.一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，包括：
步骤a，前端无线终端设备根据其安装状态和设定策略自动建立多个无线通信链路连接；
步骤b，前端无线终端设备对载荷进行分类；
步骤c，为分类后的载荷选路，且选路策略为并动态调整权重值；
步骤d，根据所述权重值将该前端无线终端设备中的数据分流至各无线通信链路中。
2.如权利要求1所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，所述无线通信链路为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA200、GPRS、EDGE、CDMA 1X、WIFI、WIMAX、BGAN无线通信制式中的一个或多个。
3.如权利要求1所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，所述自动建立无线通信链路连接步骤为，该前端无线终端设备的安装状态为已安装通信链路情况下，通过该已安装的无线通信链路对该前端无线终端设备所处网络周期性地进行信号探测，并根据探测结果动态变更无线通信连接类型和数量。
4.如权利要求1所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，所述前端无线终端设备在IP层面上提供多重路由，该多重路由路径的变化与连接状态相联动。
5.如权利要求1所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，步骤b中，在得到的载荷为传统应用载荷时所有报文选择同一路径。
6.如权利要求1所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，所述动态调整权重值步骤为，首先统计发送报文、接收报文及发送报文的反馈报文数量，再分析该统计结果以得到最近一段时间内每条链路状态，然后根据该链路状态对将来一段时间内每条链路状态进行估计，并将该估计值作为各链路最新权重的一个因数。
7.如权利要求1所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，所述动态调整权重值方法为，首先监测每条链路实施状态，实时获取各链路网络运行参数，再根据各链路参数变化预测下一时刻各链路状态变化，并将该预测结果作为各链路最新权重的一个因数。
8.如权利要求1所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，在步骤d之后包括：
步骤f，网络终端设备接收来自各无线通信链路的数据，并将该接收到的数据做组合和排序以还原出由所述前端无线终端设备发送的数据。
9.如权利要求8所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信方法，其特征在于，在步骤f之后包括：
步骤g，网络终端设备根据接收到的数据内容，发送相应信息数据和控制命令。
10.一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，包括：无线通信接口、连接管理模块、载荷分类模块、权重配比模块；
所述无线通信接口数量为一个以上，用于建立多个无线通信链路，以及分流该前端无线终端设备的数据流；
所述连接管理模块根据设定策略和该无线通信接口的安装状态，自动建立多个无线通信链路；
所述载荷分类模块用于对载荷进行分类，以便得到优化网络应用的载荷；
所述权重配比模块用于动态配比每条通信链路的使用权重，且根据每条链路的技术指标和经验值赋予该链路一个初始权重值，并动态调整该权重值。
11.如权利要求10所述的一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，包括路由管理模块；
该路由管理模块用于管理前端无线终端设备的多重路由，且该前端无线终端设备路由路径的变化与其连接状态相联动。
12.如权利要求10所述的一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，所述无线通信链路为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA200、GPRS、EDGE、CDMA 1X、WIFI、WIMAX、BGAN无线通信制式中的一个。
13.如权利要求10所述的一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，所述前端无线终端设备通过已安装的无线通信链路对该前端无线终端设备所处无线网络周期性地进行信号探测，以便该连接管理模块根据该探测结果选择无线通信连接类型和数量。
14.如权利要求10所述的一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，所述载荷分类模块在分辨出载荷类型为传统应用载荷时，该传统应用载荷所有报文选择同一路径。
15.如权利要求10所述的一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，所述权重配比模块包括历史统计模块；
该历史统计模块用于统计联合通道内每条通信链路发送报文、接收报文、发送报文反馈报文数量，分析统计结果以得到最近一段时间内每条链路状态，并根据该状态对将来一段时间内每条链路状态进行估计，从而将该估计值作为各链路最新权重的一个因数。
16.如权利要求10所述的一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，其特征在于，所述权重配比模块包括设备状态监测模块；
该设备状态监测模块用于监测每条链路实施状态，实时获取各链路网络运行参数，并根据各链路参数变化预测下一时刻各链路状态变化，并将该预测结果作为相应链路最新权重的一个因数。
17.如权利要求10所述的一种用于无线多媒体传输的前端无线终端设备，其特征在于，所述前端无线终端设备为无线多媒体终端。
18.一种用于无线多媒体传输的多路联合通信系统，包括网络终端设备和权利要求10所述的前端无线终端设备；
该前端无线终端设备通过多种制式的无线通信接口建立多种无线通信链路，并通过该多种无线通信链路将其数据发送至所述网络终端设备；
该网络终端设备接收来自该多种无线通信链路的数据包，并对数据包做排序和组合，从而还原出由前端无线终端设备发送到该网络终端设备的数据。
19.如权利要求18所述的一种用于无线多媒体传输的多路联合通信系统，其特征在于，所述网络终端设备为有线终端设备或无线终端设备。
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