CN102098586A - 一种基于前向纠错的iptv传输质量控制方法及iptv终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于FEC的IPTV传输质量控制方法，其包括：IPTV终端获取当前节目的播放信息；若所述播放信息是单播直播，则接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的FEC冗余包；以及检测是否有丢包：若有丢包，则查找对应的FEC冗余包和同组的媒体数据包并根据查找到的FEC冗余包和媒体数据包恢复丢包。本发明还公开了一种相应的IPTV终端。该IPTV传输质量控制方法和IPTV终端可以在保证单播直播实时性的同时，有效控制IPTV系统的传输质量。

Description

一种基于前向纠错的IPTV传输质量控制方法及IPTV终端
技术领域
本发明涉及基于IP协议的交互式网络电视领域，尤其涉及一种基于FEC(Forward Error Correction，前向纠错)的IPTV传输质量控制方法及IPTV终端。
背景技术
在IPTV(Internet Protocol Television，网络电视)系统中，流媒体服务器通过IP网络传送媒体数据到IPTV终端，传输层协议主要分为UDP(UserDatagram Protocol，用户数据包协议)和TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)，由于UDP方式占用带宽比TCP方式少，所以其在IPTV系统中应用最为广泛。但是，UDP方式是无连接的不可靠的传输方式，传输过程中数据包可能会发生丢包，丢包会影响到解码器的解码，进而导致在播放节目时产生马赛克和停顿。因此，需要进行传输质量控制以保证节目的播放效果。
现有的传输质量控制方式通常采用ARQ(Automatic Repeat reQuest，自动重传请求)的方法来进行丢包恢复。丢包重传需要IPTV终端，如机顶盒检测丢包并反馈丢包信息给流媒体服务器，流媒体服务器在发送数据包的时候会缓存一部分已发送的数据包，一旦机顶盒请求重传，流媒体服务器会查找缓存中对应的数据包重新发送。
这种传输质量控制方式适用于对实时性要求不高的情况，比如点播和时移，而对于实时性要求非常高的单播直播节目，由于丢包重传过程通常需要多次交互，大大增加了时延，故不能满足用户的需求。并且，在采用ARQ方式进行传输质量控制的情况下，对于流媒体服务器来说，如果节目码率过大，机顶盒反馈的丢包很可能已经不在流媒体服务器的缓存中，这样就无法进行重传，也就是说，对于高码率节目而言，丢包恢复效果有限。
因此，亟待提供一种改进的基于FEC的IPTV传输质量控制方法及IPTV终端以克服上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种基于FEC的IPTV传输质量控制方法及IPTV终端，其不仅可以保证单播直播节目的实时性，还可以有效控制IPTV系统的传输质量。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于FEC的IPTV传输质量控制方法，其包括：IPTV终端获取当前节目的播放信息；若所述播放信息是单播直播，则接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的FEC冗余包；以及检测是否有丢包：若有丢包，则查找对应的FEC冗余包和同组的媒体数据包并根据查找到的FEC冗余包和媒体数据包进行丢包恢复。
优选地，在接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的FEC冗余包的步骤之前，所述IPTV传输质量控制方法还包括：与媒体服务器交互，获取媒体服务器的FEC能力集参数。
具体地，所述FEC能力集参数包括FEC分组大小、冗余率和冗余包负载类型。
优选地，所述IPTV传输质量控制方法还包括告知所述媒体服务器所述IPTV终端是否支持FEC功能，若支持，则接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的FEC冗余包。
优选地，所述IPTV传输质量控制方法还包括若所述播放信息不是单播直播，则当检测到丢包时，采用丢包重传机制恢复丢包。
可选地，所述接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的FEC冗余包的步骤具体包括：分别接收通过两条UDP通道传输来的所述媒体数据包和所述FEC冗余包。
可选地，所述接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的FEC冗余包的步骤具体包括：接收通过一条UDP通道传输来的所述媒体数据包和所述FEC冗余包，并根据RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)包头中的负载类型区分所述媒体数据包和所述FEC冗余包。
本发明还公开了一种基于FEC的IPTV终端，其包括：播放信息获取单元、数据接收单元、丢包检测单元和FEC单元。其中，所述播放信息获取单元用于获取当前节目的播放信息；所述数据接收单元用于当所述播放信息获取单元获取的播放信息是单播直播时，接收媒体服务器发送的媒体数据包和相应的FEC冗余包；所述丢包检测单元用于检测是否有丢包；所述FEC单元用于当所述丢包检测单元检测到丢包时，在所述数据接收单元接收到的媒体数据包和FEC冗余包中查找对应的FEC冗余包和同组的媒体数据包，并根据查找到的FEC冗余包和媒体数据包恢复丢包。
优选地，所述基于FEC的IPTV终端还包括FEC能力告知单元，用于告知媒体服务器所述IPTV终端是否支持FEC功能。
优选地，所述基于FEC的IPTV终端还包括FEC参数获取单元，用于接收所述媒体服务器发送的FEC能力集参数。
优选地，所述基于FEC的IPTV终端还包括ARQ单元，用于当所述播放信息获取单元获取的播放信息不是单播直播时，采用丢包重传机制恢复丢包。
由于本发明的基于FEC的IPTV传输质量控制方法及IPTV终端在当前节目的播放信息为单播直播时，采用FEC方式来进行传输质量控制，减少了IPTV终端和媒体服务器的交互，减小了时延，从而可以在保证单播直播节目实时性的同时，有效控制IPTV系统的传输质量。此外，所述媒体数据包和所述FEC冗余包相互独立，即使丢包恢复失败，或者没有冗余数据，也不影响原始媒体数据的接收和处理。并且，当不需要进行FEC解码的时候，结合原有的ARQ仍然可以进行丢包恢复，全方位的保证IPTV系统的传输质量。
附图说明
图1为本发明基于FEC的IPTV传输质量控制方法的一个实施例的流程示意图。
图2为本发明基于FEC的IPTV传输质量控制方法的另一实施例的流程示意图。
图3为本发明基于FEC的IPTV终端的一个实施例的结构示意图。
图4为本发明基于FEC的IPTV终端的另一实施例的结构示意图。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
本发明提供了一种基于FEC的IPTV传输质量控制方法及IPTV终端，其不仅可以保证单播直播节目的实时性，还可以有效控制IPTV系统的传输质量。
图1为本发明基于FEC的IPTV传输质量控制方法的一个实施例的流程示意图。本实施例的基于FEC的IPTV传输质量控制方法包括：
步骤S101：IPTV终端从业务侧获取当前节目的播放信息。前述播放信息可以包括单播直播、单播时移、单播点播、组播等。
步骤S102：若所述播放信息是单播直播，则接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的FEC冗余包。具体地，可以采用单通道方式接收，也可以采用双通道方式接收。采用单通道方式时，IPTV终端通过RTP包头中的负载类型来区分所述媒体数据包和FEC冗余包。
步骤S103：检测是否有丢包：若有丢包，则查找对应的FEC冗余包和同组的媒体数据包并根据查找到的FEC冗余包和媒体数据包恢复丢包。
由于本实施例的基于FEC的IPTV传输质量控制方法在当前节目的播放信息为单播直播时，采用FEC方式来进行传输质量控制，减少了IPTV终端和媒体服务器的交互，减小了时延，从而可以在保证单播直播节目实时性的同时，有效控制IPTV系统的传输质量。此外，所述媒体数据包和所述FEC冗余包相互独立，即使丢包恢复失败，或者没有冗余数据，也不影响原始媒体数据的接收和处理。并且，当不需要进行FEC解码的时候，结合原有的ARQ仍然可以进行丢包恢复，全方位的保证IPTV系统的传输质量。
图2为本发明基于FEC的IPTV传输质量控制方法的另一实施例的流程图，如图2所示，本实施例的基于FEC的IPTV传输质量控制方法包括：
步骤S201：IPTV终端，如机顶盒从业务侧获取当前节目的播放信息。
步骤S202：判断获取的播放信息是否为单播直播：若是，则进入步骤S203；若不是，则进入步骤S209，在这种情况下，当检测到丢包时，采用丢包重传机制进行丢包恢复(图未示)。
步骤S203：若IPTV终端支持FEC功能，则启动FEC功能，并告知流媒体服务器其支持FEC功能。具体地，可以通过RTSP(Real Time Streaming Protocol，实时流媒体协议)交互在Describe中增加告知流媒体服务器，可以以下述形式：
■DESCRIBE
rtsp://example.com/fizzle/foo RTSP/1.0
Accept：application/sdp
CSeq：1
[x-zmssFecCDN：yes] //扩展字段，表明本终端支持FEC能力
步骤S204：若流媒体服务器支持FEC功能，则向IPTV反馈其FEC能力集参数。所述FEC能力集参数包括前向纠错分组大小、冗余率和冗余包负载类型等。具体的，可以通过SDP(Session Description Protocol，会话描述协议)反馈自己的FEC能力集参数：
m＝video 1000RTP/AVP 30 97  //指示有两路流：30和97(payload type)
a＝rtpmap：30......  //码流30的参数定义，略
a＝rtpmap：97  fec/8000  //冗余包负载类型97
a＝fmtp：97  apt 30；fec-encoding-id＝0；redundancy-rate＝6；group-count＝10；
//fec-encoding-id：FEC编码方案标识，redundancy-rate：编码冗余率，
group-count：分组大小
步骤S205：流媒体服务器启动FEC功能，进行FEC编码，累积一定分组大小的媒体数据包并根据配置的冗余率开始编码出FEC冗余包，将两组数据一起发送给IPTV终端。具体的，可以通过两种方式传输：单通道或者双通道。单通道传输是将所述媒体数据包和FEC冗余包通过同一个UDP通道传输，而双通道是将两路数据分开传输。在本实施例中，为了降低系统的复杂度，采用单通道的方式来传输所述媒体数据包和FEC冗余包，IPTV终端通过RTP包头中的负载类型来区分所述媒体数据包和FEC冗余包。若流媒体服务器不支持FEC功能，则执行步骤S208。
步骤S206：检测是否有丢包，若有丢包，则执行步骤S207；若没有丢包，则执行步骤S208。
步骤S207：查找对应的FEC冗余包和同组的媒体数据包并根据查找到的FEC冗余包和媒体数据包进行丢包恢复。
步骤S208：进行正常的数据收发。
由于本实施例的基于FEC的IPTV传输质量控制方法在当前节目的播放信息为单播直播时，采用FEC方式来进行传输质量控制，减少了IPTV终端和媒体服务器的交互，减小了时延，从而可以在保证单播直播节目实时性的同时，有效控制IPTV系统的传输质量。此外，所述媒体数据包和所述FEC冗余包相互独立，即使丢包恢复失败，或者没有冗余数据，也不影响原始媒体数据的接收和处理。并且，当不需要进行FEC解码的时候，结合原有的ARQ仍然可以进行丢包恢复，全方位的保证IPTV系统的传输质量。再者，IPTV终端与流媒体服务器通过RTSP交互来获知是否支持FEC功能以及FEC能力集参数，因此FEC的实现方式灵活多变，并且可以兼容不支持FEC功能的IPTV终端，当媒体服务器通过RTSP交互获知IPTV终端不具备FEC功能时，可以不发送冗余包，不会影响IPTV终端的正常数据处理，也不会增加额外的带宽，具有很好的兼容性和扩展性。
图3为本发明基于FEC的IPTV终端的一个实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例的基于FEC的IPTV终端包括播放信息获取单元31、数据接收单元32、丢包检测单元33和FEC单元34。其中，所述播放信息获取单元31用于获取当前节目的播放信息；所述数据接收单元32用于当所述播放信息获取单元31获取的播放信息是单播直播时，接收媒体服务器发送的媒体数据包和相应的FEC冗余包；所述丢包检测单元33用于检测是否有丢包；所述FEC单元34用于当所述丢包检测单元33检测到丢包时，在所述数据接收单元32接收到的媒体数据包和FEC冗余包中查找对应的FEC冗余包和同组的媒体数据包，并根据查找到的FEC冗余包和媒体数据包恢复丢包。
本实施例的基于FEC的IPTV终端在当前节目的播放信息为单播直播时，采用FEC方式来进行传输质量控制，减少了IPTV终端和媒体服务器的交互，减小了时延，从而可以在保证单播直播节目实时性的同时，有效控制IPTV系统的传输质量。此外，所述媒体数据包和所述FEC冗余包相互独立，即使丢包恢复失败，或者没有冗余数据，也不影响原始媒体数据的接收和处理。并且，当不需要进行FEC解码的时候，结合原有的ARQ仍然可以进行丢包恢复，全方位的保证IPTV系统的传输质量。
图4为本发明基于FEC的IPTV终端的另一实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例的基于FEC的IPTV终端包括播放信息获取单元41、数据接收单元42、丢包检测单元43、FEC单元44、FEC能力告知单元45、FEC参数获取单元46和ARQ单元47。其中，所述播放信息获取单元41用于获取当前节目的播放信息；所述数据接收单元42用于当所述播放信息获取单元41获取的播放信息是单播直播时，接收媒体服务器发送的媒体数据包和相应的FEC冗余包；所述丢包检测单元43用于检测是否有丢包；所述FEC单元44用于当所述丢包检测单元43检测到丢包时，在所述数据接收单元42接收到的媒体数据包和FEC冗余包中查找对应的FEC冗余包和同组的媒体数据包，并根据查找到的FEC冗余包和媒体数据包恢复丢包。所述FEC能力告知单元45用于告知媒体服务器所述IPTV终端是否支持FEC功能。所述FEC参数获取单元46用于接收所述媒体服务器发送的FEC能力集参数。所述ARQ单元47用于当所述播放信息获取单元41获取的播放信息不是单播直播时，采用丢包重传机制恢复丢包。
由于本实施例的基于FEC的IPTV传输质量控制方法在当前节目的播放信息为单播直播时，采用FEC方式来进行传输质量控制，减少了IPTV终端和媒体服务器的交互，减小了时延，从而可以在保证单播直播节目实时性的同时，有效控制IPTV系统的传输质量。此外，所述媒体数据包和所述FEC冗余包相互独立，即使丢包恢复失败，或者没有冗余数据，也不影响原始媒体数据的接收和处理。并且，当不需要进行FEC解码的时候，结合原有的ARQ仍然可以进行丢包恢复，全方位的保证IPTV系统的传输质量。再者，IPTV终端与流媒体服务器通过RTSP交互来获知是否支持FEC功能以及FEC能力集参数，因此FEC的实现方式灵活多变。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接应用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种基于前向纠错的IPTV传输质量控制方法，其特征在于，包括：
IPTV终端获取当前节目的播放信息；
若所述播放信息是单播直播，则接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的前向纠错冗余包；以及
检测是否有丢包：若有丢包，则查找对应的前向纠错冗余包和同组的媒体数据包并根据查找到的前向纠错冗余包和媒体数据包进行丢包恢复。
2.根据权利要求1所述的IPTV传输质量控制方法，其特征在于，在接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的前向纠错冗余包的步骤之前，还包括：与媒体服务器交互，获取媒体服务器的前向纠错能力集参数。
3.根据权利要求2所述的IPTV传输质量控制方法，其特征在于，所述前向纠错能力集参数包括：前向纠错分组大小、冗余率和冗余包负载类型。
4.根据权利要求1所述的IPTV传输质量控制方法，其特征在于，还包括：告知所述媒体服务器所述IPTV终端是否支持前向纠错功能，若支持，则接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的前向纠错冗余包。
5.根据权利要求1-4任一项所述的IPTV传输质量控制方法，其特征在于，若所述播放信息不是单播直播，则当检测到丢包时，采用丢包重传机制恢复丢包。
6.根据权利要求1-4任一项所述的IPTV传输质量控制方法，其特征在于，所述接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的前向纠错冗余包的步骤具体包括：分别接收通过两条用户数据包协议通道传输来的所述媒体数据包和所述前向纠错冗余包。
7.根据权利要求1-4任一项所述的IPTV传输质量控制方法，其特征在于，所述接收来自流媒体服务器的媒体数据包和对应的前向纠错冗余包的步骤具体包括：接收通过一条用户数据包协议通道传输来的所述媒体数据包和所述前向纠错冗余包，并根据实时传输协议包头中的负载类型区分所述媒体数据包和所述前向纠错冗余包。
8.一种基于前向纠错的IPTV终端，其特征在于，包括：
播放信息获取单元，用于获取当前节目的播放信息；
数据接收单元，用于当所述播放信息获取单元获取的播放信息是单播直播时，接收媒体服务器发送的媒体数据包和相应的前向纠错冗余包；
丢包检测单元，用于检测是否有丢包；以及
前向纠错单元，用于当所述丢包检测单元检测到丢包时，在所述数据接收单元接收到的媒体数据包和前向纠错冗余包中查找对应的前向纠错冗余包和同组的媒体数据包，并根据查找到的前向纠错冗余包和媒体数据包恢复丢包。
9.根据权利要求8所述的IPTV终端，其特征在于，还包括：前向纠错能力告知单元，用于告知媒体服务器所述IPTV终端是否支持前向纠错功能。
10.根据权利要求8所述的IPTV终端，其特征在于，还包括：FEC参数获取单元，用于接收所述媒体服务器发送的前向纠错能力集参数。
11.根据权利要求8-10任一项所述的IPTV终端，其特征在于，还包括：自动重传请求单元，用于当所述播放信息获取单元获取的播放信息不是单播直播时，采用丢包重传机制恢复丢包。
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