CN102065566A - 一种多机器人系统的快速会话建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种多机器人系统的快速会话建立方法。机器人A和机器人B能同时处理两个链接在一起的信息,每一次接收和发送的链接信息都包含两个独立的信息,本发明针对数据传输的多路技术,实现了一种高效的移动多媒体传输协议栈,它使得复合表的复杂的嵌套结构转换为简单的链表,这样一个机器人能够同时处理两个或者更多的信息,使得多机器人能够加速会话建立、进行多媒体通讯。本发明多机器人系统的快速会话建立方法相对于3G-324M中推荐的通用会话方法,会话建立时间缩短了50%。本发明是一种方便实用的多机器人系统的快速会话建立方法。
Description
技术领域
本发明是一种应用于多机器人系统的多媒体通讯的多机器人系统的快速会话建立方法,属于多机器人系统的快速会话建立方法的改造技术。
背景技术
3H.324M是IMTC(International Multimedia Teleconferencing Consortium, 国际多媒体电信联盟)为多媒体移动终端设备制定的一个标准,H.324M标准指的是H.324标准的“移动部分”扩展。H.324协议指定了如何用同步V.34 Modem来进行多媒体通信。为了在无线或移动产业扩展这种标准,移动扩展部分(H.324M)在H.324附件C和H.223附件A、B、C中都分别做了定义。H.223移动部分附件在错误保护和控制方面做了一些功能定义,这些都有效地使多路复用器在无线网络环境中增强了抗数据通信错误的能力。H.324中使用了ITUH.245建议构成其命令、控制和指示的组件。H.245为H.223中移动扩展部分提供了附加的命令和控制流程。
3GPP(3rd generation partnership project,第三代移动通讯标准化伙伴项目)采纳H.324M建议作为3G网络的一个标准,被其采纳的建议被命名为3G-324M。3G-324M作为多媒体移动终端的标准,使得多机器人系统的实时多媒体通讯成为了可能。多机器人进行多媒体通讯的会话建立的关键步骤包括终端能力交互、主从确定、打开/关闭逻辑通道和复合表入口交换等,具体如下:
(1) 终端能力交互(Terminal Capability Exchange ,TCE)能力交互过程的作用是:保证传输的唯一多媒体信号能够被接收终端接收和正确的处理,这就需要每个机器人的接收能力和解码能力彼此知道。
(2) 主从确定(Master Slave Determination ,MSD)
当处于同一个呼叫的两个终端机器人同时触发相同的事件时,冲突将会出现,而两个事件中只有一个能被得到满足。例如,系统资源只提供给事件响应中的一个。为了解决这样的冲突,两个机器人中的一个将作为主机器人,另一个作为从机器人。协议详细说明了在发生冲突时,主、从机器人如何去响应。
(3) 打开/关闭逻辑通道(Open /Close Logical Channels ,OLC)
目前已经定义了一个关于打开/关闭用于承载音频、视频和数据的逻辑通道的协议,目的是保证:一个机器人在逻辑通道打开的情况下能够接收和解码逻辑通道上传输的数据,而不是第一个消息到达的时候才能接收和解码逻辑通道上传输的数据。同时也确保数据在逻辑通道上传输之前,接收端已经作好接收和解码的准备。
(4) 复合表入口交换(Multiplexer Table Entries Exchange ,MTE)
复合表将一个多路复合信息中任一八位位组与一个特定媒体逻辑信道号连接起来。复合表可以有多至15个的入口(Entry)。目前已经有了这样一种机制:它允许传输端机器人指定和告诉接收方新的复合表入口,一个接收端可以请求一个复合表入口的数据重发。
在3G-324M推荐的方法中,以上步骤按顺序一步一步地执行,通用的会话建立方法如图1所示。由图1可以看出,建立某一方向的一个逻辑通道的3G-324M会话需要多达8 个H.245消息的来回。为3G-324M /H.245设计使用的SRP(Simple Retransmission Protocol, 编号的简单重传协议)方案要求在发送其它消息之前必须收到前一个发送出去消息的SRP信息,无论SRP信息是否与信令实体有关。这就进一步限制了网络上信息的收发过程,使得呼叫建立比没有SRP方案的情况下更慢。
图1所示的通用会话建立方法可描述如下:
(1) 机器人A向机器人B发出TCE;
(2) 机器人B接收到TCS(Terminal Capability Sent,终端能力发送),然后向机器人A发出TCS确认,机器人A接收到TCS确认以后,发出MSD(主从确定);
(3) 机器人B用正面确认响应机器人A,然后机器人A打开逻辑通道1#;
(4) 机器人B为多媒体通讯打开同一条逻辑通道,然后机器人A发送复合表入口信息到机器人B;
(5) 机器人B发送复合入口信息确认到机器人A。
也称为总的传输延时。如果多媒体通讯时,机器人A需要打开不止一个逻辑通道,例如一个通道传输语音,另外一个传输视频,将会比由式(1)计算出的时间多2个传输延时。另外,如果因为一些原因,机器人B以否定确认响应机器人A,例如机器人B在来自机器人A的MSD(主从确定)中发现它与机器人A具有相同的终端种类(terminal type)和随机数(status-determination-numbers)。机器人B将用包含结果不确定(result-indeterminate)的MSD(主从确定)确认去响应机器人A。这种情况下,机器人A将再次启动主从确定程序去决定机器人哪个是主、哪个是从。再启动程序至少需要在总时间上加上两个传输延时。
通过以上分析可以看出,遵循顺序流程的步骤,3G-324M推荐的会话建立将需要很长的时间。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种一个机器人能够同时处理两个或者更多的信息,使得多机器人能够加速会话建立、进行多媒体通讯,缩短会话建立时间的多机器人系统的快速会话建立方法。
本发明的技术方案是:本发明的多机器人系统的快速会话建立方法,机器人A和机器人B能同时处理两个链接在一起的信息,每一次接收和发送的链接信息都包含两个独立的信息,会话建立方法包括有如下步骤:
(1) 机器人A把终端能力发送TCS和主从确定MSD这2个信息链接为一个信息,称为信息1,然后通过无线网络将它送出;
(2) 信息1在无线网络中移动,到达机器人B,所需时间;机器人B解析信息1,发现其包含两个信息,机器人B分别向能力交换信令实体CESE和主从确定信令实体MSDSE转发终端能力发送TCS和主从确定MSD;能力交换信令实体CESE和主从确定信令实体MSDSE以正面的确认响应,即分别为终端能力发送TCS确认和主从确定MSD;机器人B将这两个信息链接为一个信息,称为信息2;然后机器人B将信息2发送回机器人A,所需时间;
(3) 接收到信息2以后,即信息1的正面确认,机器人A发出另外一个链接信息3,信息3包括打开逻辑通道1#和复合表入口发送MES;信息3通过网络传输到机器人B,所需时间;
(4) 机器人B解析信息3,发现其包含两个信息,机器人B分别向逻辑信道信令实体LCSE和复合表入口信令实体MTESE转发打开逻辑通道OLC和复合表入口MTE,逻辑信道信令实体LCSE和复合表入口信令实体MTESE以正面的确认响应,即分别为打开逻辑通道OLC确认和复合表入口MTE确认;机器人B将这两个信息链接为一个信息,称为信息4;然后机器人B将信息4发送回机器人A,所需时间;
上述机器人A、B间快速会话的过程如下:
(1) 机器人A发送第一个链接信息,即终端能力发送TCS和主从确定MSD,并启动定时器T;如果在规定的时间内,机器人A收到2个响应信息,则发送第二个链接信息,即打开逻辑通道OLC确认和复合表入口MTE确认,并关闭定时器T;在机器人A接收到第二个链接信息的响应信息以后,会话建立成功;
(2) 机器人A发送第一个链接信息,并启动定时器T;如果在规定的时间内,机器人A没有收到2个响应信息,则首先判断定时器T有无超时;这时候,有两种可能情况:①定时器T没有超时,则机器人A继续等待;②定时器T超时,则机器人A首先判断有无1个响应信息收到,同时判断这个响应信息是不是TCS的响应信息,如果是TCS的响应信息,则机器人A、B采用通用的方法进行会话建立;否则,进行错误的处理,重新进行会话建立。
上述两个移动机器人A、B的速度分别为1米/秒和1.5米/秒,分别以A和B作为多媒体通讯的发起者,在两个机器人间进行数据、音频和视频通讯。
上述两个移动机器人A、B用3G-324M协议栈实现多机器人系统的数据、音频和视频通讯。
本发明针对数据传输的多路技术,实现了一种高效的移动多媒体传输协议栈,它使得复合表的复杂的嵌套结构转换为简单的链表,这样一个机器人能够同时处理两个或者更多的信息,使得多机器人能够加速会话建立、进行多媒体通讯。本发明多机器人系统的快速会话建立方法相对于3G-324M中推荐的通用会话方法,会话建立时间缩短了50%。本发明是一种方便实用的多机器人系统的快速会话建立方法。
附图说明
图 1为现有通用的会话建立方法的示意图;
图2(a)为本发明两个信息的链接的示意图;
图2(b)为本发明四个信息的链接的示意图;
图3(a)为本发明信息流出时的CESE状态转换的示意图;
图3(b)为本发明信息流入时的CESE状态的示意图;
图4 为本发明会话建立方法的软件流程图。
具体实施方式
以下给出本发明的实施例,并予以详细描述,以便更好地说明本发明的特点和功能,使本发明更易于理解。
本发明会话建立方法如图2(a)所示。在本发明的会话建立方法中,机器人A和机器人B能够同时处理两个链接在一起的信息,每一次接收和发送的链接信息都包含两个独立的信息。图2(a)可描述如下:
(1) 机器人A把2个信息(TCS和MSD)链接为一个信息,称为信息1,然后通过无线网络将它送出。
(2) 信息1在无线网络中移动,到达机器人B,所需时间。机器人B解析信息1,发现其包含两个信息,机器人B分别向CESE 和 MSDSE转发 TCS和 MSD。CESE 和 MSDSE以正面的确认(分别为TCS确认和MSD确认)响应。机器人B将这两个信息链接为一个信息,称为信息2。然后机器人B将信息2发送回机器人A,所需时间。
(3) 接收到信息2(信息1的正面确认)以后,机器人A发出另外一个链接信息3,信息3包括打开逻辑通道1#和MES。信息3通过网络传输到机器人B,所需时间。
(4) 机器人B解析信息3,发现其包含两个信息,机器人B分别向LCSE 和 MTESE转发 OLC和 MTE。LCSE 和 MTESE以正面的确认(分别为OLC确认和MTE确认)响应。机器人B将这两个信息链接为一个信息,称为信息4。然后机器人B将信息4发送回机器人A,所需时间。
为了保证机器人A、B间快速会话建立的可靠性,相应的软件设计如图4所示。
(1) 机器人A发送第一个链接信息(TCS和MSD),并启动定时器T。如果在规定的时间内,机器人A收到2个响应信息,则发送第二个链接信息(OLC和MTE),并关闭定时器T。在机器人A接收到第二个链接信息的响应信息以后,会话建立成功。
(2) 机器人A发送第一个链接信息,并启动定时器T。如果在规定的时间内,机器人A没有收到2个响应信息,则首先判断定时器T有无超时。这时候,有两种可能情况:①定时器T没有超时,则机器人A继续等待;②定时器T超时,则机器人A首先判断有无1个响应信息收到,同时判断这个响应信息是不是TCS的响应信息,如果是TCS的响应信息,则机器人A、B采用通用的方法进行会话建立;否则,进行错误的处理,重新进行会话建立。
使用的多机器人系统为自主研发的RoboCup中型组机器人足球比赛系统,地点是在中国较早开始3G应用的香港地区,香港地区使用的是WCDMA 3G网络。两个移动机器人A、B的速度分别为1米/秒和1.5米/秒。分别以A和B作为多媒体通讯的发起者,在两个机器人间进行数据、音频和视频通讯。程序采用VC++ 6.0进行编程实现。利用3G-324M推荐协议栈及我们实现的3G-324M协议栈,成功地实现了多机器人系统的数据、音频和视频通讯。两种方法的会话建立时间分别如1、表2所示。实验中,每500次测试作为一组数据。
表1 通用的会话建立时间
表2 新的会话建立时间
从表1、表2可以得出,新方法的会话建立时间平均为0.7007s,而采用3G-324M 中推荐的方法需要的会话建立时间平均为1.3998s,新方法节约了50%的时间。
(1)本发明中提供了一种信息的直接链接的方法,将两个信息链接在一起,当然并不是信息链接的越多越好,因为H.245协议中的X.691编解码器件并不支持信息过长的情况;采用将两个信息链接在一起来加速会话建立,实现多机器人的多媒体通讯;
(2)本发明中给出了常用的SE (Signaling Entities, 信令实体)中的CESE(Capability Exchange Signaling Entity,能力交换信令实体)信息流出、流入情形;
(3)将两个H.245信息连接到一起作为一个整体,实现了一个机器人同时处理两个链接在一起的信息。
本发明以3G-324M终端机器人同时处理两个信息为实施例,根据面向对象的设计,将两个H.245信息连接到一起,在新的会话建立方法中,机器人A和机器人B同时处理两个链接在一起的信息的情况,并分别以A和B作为多媒体通讯的发起者,在两个机器人间进行数据、音频和视频通讯,分别得出新的会话建立方法与通用会话建立方法的会话建立平均时间。
Claims (4)
1.一种多机器人系统的快速会话建立方法,其特征在于机器人A和机器人B能同时处理两个链接在一起的信息,每一次接收和发送的链接信息都包含两个独立的信息,会话建立方法包括有如下步骤:
(1) 机器人A把终端能力发送TCS和主从确定MSD这2个信息链接为一个信息,称为信息1,然后通过无线网络将它送出;
(2) 信息1在无线网络中移动,到达机器人B,所需时间 ;机器人B解析信息1,发现其包含两个信息,机器人B分别向能力交换信令实体CESE和主从确定信令实体MSDSE转发终端能力发送TCS和主从确定MSD;能力交换信令实体CESE和主从确定信令实体MSDSE以正面的确认响应,即分别为终端能力发送TCS确认和主从确定MSD;机器人B将这两个信息链接为一个信息,称为信息2;然后机器人B将信息2发送回机器人A,所需时间;
(4) 机器人B解析信息3,发现其包含两个信息,机器人B分别向逻辑信道信令实体LCSE和复合表入口信令实体MTESE转发打开逻辑通道OLC和复合表入口MTE,逻辑信道信令实体LCSE和复合表入口信令实体MTESE以正面的确认响应,即分别为打开逻辑通道OLC确认和复合表入口MTE确认;机器人B将这两个信息链接为一个信息,称为信息4;然后机器人B将信息4发送回机器人A,所需时间;
2.根据权利要求1所述的多机器人系统的快速会话建立方法,其特征在于上述机器人A、B间快速会话的过程如下:
(1) 机器人A发送第一个链接信息,即终端能力发送TCS和主从确定MSD,并启动定时器T;如果在规定的时间内,机器人A收到2个响应信息,则发送第二个链接信息,即打开逻辑通道OLC确认和复合表入口MTE确认,并关闭定时器T;在机器人A接收到第二个链接信息的响应信息以后,会话建立成功;
(2) 机器人A发送第一个链接信息,并启动定时器T;如果在规定的时间内,机器人A没有收到2个响应信息,则首先判断定时器T有无超时;这时候,有两种可能情况:①定时器T没有超时,则机器人A继续等待;②定时器T超时,则机器人A首先判断有无1个响应信息收到,同时判断这个响应信息是不是TCS的响应信息,如果是TCS的响应信息,则机器人A、B采用通用的方法进行会话建立;否则,进行错误的处理,重新进行会话建立。
3.根据权利要求1所述的多机器人系统的快速会话建立方法,其特征在于上述两个移动机器人A、B的速度分别为1米/秒和1.5米/秒,分别以A和B作为多媒体通讯的发起者,在两个机器人间进行数据、音频和视频通讯。
4.根据权利要求1所述的多机器人系统的快速会话建立方法,其特征在于上述两个移动机器人A、B用3G-324M协议栈实现多机器人系统的数据、音频和视频通讯。
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