CN102457486B - 一种媒体内容的传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种媒体内容的传输方法及装置，包括根据端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并根据所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；根据所述发送速率将媒体内容以预定的速率发送。本发明根据媒体内容接收端的接收缓存以及端到端往返时延获得发送速率，并以该发送速率向媒体内容接收端发送媒体内容，使媒体内容发送端将发送速率控制在不超过媒体内容的实际编码码率的范围，避免了因过度占用网络带宽而导致的网络带宽浪费严重的问题。

Description

一种媒体内容的传输方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种媒体内容的传输方法及装置。
背景技术
在以TCP/IP为体系架构的网络中，对媒体内容(包括视频和音频)的端到端传输主要基于两种传输层协议：UDP或者TCP。其中，TCP协议是一种端到端的可靠传输协议。另外，TCP协议还具有在其数据的发送端逐步增加发送速率，尽最大可能利用端到端可用带宽的特性。
在基于TCP协议的网络媒体传输技术中，常见的一类业务形态是网络视频业务。用户通过网页上内嵌的播放器，点播感兴趣的视频内容：媒体内容接收端利用标准的HTTP协议交互，通过TCP协议，将特定格式的视频内容以文件下载的形式，从远端的内容服务器下载到本地后解析并播放。但在实际的下载过程中，由于TCP协议的特性，在媒体内容传输过程中所使用的网络带宽，或者说传输速率，一般都会远远大于媒体内容的实际编码码率，或者说远远大于为满足媒体内容接收端流畅享用媒体内容所需的网络带宽。
在基于TCP协议的媒体内容传输过程中，媒体内容发送端会最大限度的占用端到端的可用带宽，对媒体内容的发送速率甚至远远大于媒体内容的实际编码码率，导致网络带宽浪费严重。
发明内容
本发明的实施例提供了一种媒体内容的传输方法及装置，有效减少了媒体内容发送端过度占用网络带宽从而导致网络带宽浪费严重的问题。
一种媒体内容的传输方法，包括：
根据端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并根据所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；
根据所述发送速率将媒体内容以预定的速率发送。
一种媒体内容的传输装置，包括：
接收缓存获取单元，用于根据端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值；
发送速率获取单元，用于根据所述接收缓存获取单元获得的所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；
媒体内容发送单元，用于根据所述发送速率获取单元获得的所述发送速率将媒体内容以预定的速率发送。
一种媒体内容的传输方法，包括：
通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；
通过所述端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并发送。
一种媒体内容的传输装置，包括：
时延获取单元，用于通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；
缓存获取发送单元，用于通过所述时延获取单元获得的端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并发送。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，根据媒体内容接收端的接收缓存以及端到端往返时延获得发送速率，并以该发送速率向媒体内容接收端发送媒体内容，使媒体内容发送端将发送速率控制在不超过媒体内容的实际编码码率的范围，有效减少了因过度占用网络带宽而导致的网络带宽浪费严重的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例提供的在媒体内容发送端完成的媒体内容的传输方法的流程示意图；
图2为本发明的实施例提供的媒体内容发送端与媒体内容接收端建立连接并由媒体内容发送端完成发送速率控制及调整滑动窗口的示意图；
图3为本发明的实施例提供的媒体内容发送端调整滑动窗口的示意图；
图4为本发明的实施例提供的在媒体内容发送端完成的媒体内容的传输装置的结构示意图；
图5为本发明的实施例提供的在媒体内容接收端完成的媒体内容的传输方法的流程示意图；
图6为本发明的实施例提供的媒体内容发送端与媒体内容接收端建立连接并由媒体内容接收端调整接收缓存以及由媒体内容发送端调整滑动窗口的示意图；
图7为本发明的实施例提供的在媒体内容接收端完成的媒体内容的传输装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提出了一种在媒体内容发送端完成的媒体内容的传输方法，包括根据端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并根据所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；根据所述发送速率将媒体内容以预定的速率发送。
该方法在媒体内容接收端，首先通过TCP的三次握手获得端到端往返时延，并结合从媒体内容接收端请求的媒体内容中提取出实际的编码码率计算获得媒体内容接收端的接收缓存的值，然后根据接收缓存的值和端到端往返时延计算获得发送速率，最后根据发送速率将媒体内容以预定的速率发送。
下面通过具体的实施例进行详细说明，如图1所示，所述媒体内容的传输方法具体可以包括：
步骤11，根据端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值。
具体地，当媒体内容接收端向媒体内容发送端请求某个媒体内容(可以是视频或音频)时，如图2所示，可以通过TCP的三次握手交互机制向媒体内容发送端请求建立一个TCP连接，其中的三次握手机制可以包括媒体内容发送端向媒体内容接收端发送的SYN消息、媒体内容接收端向媒体内容发送端发送的SYN-ACK消息和媒体内容发送端向媒体内容接收端发送的ACK消息。
媒体内容发送端通过测量三次握手交互机制中的发送SYN消息和接收SYN-ACK消息之间的时间差值，获得媒体内容接收端到媒体内容发送端之间的端到端往返时延；媒体内容发送端还可以从媒体内容接收端请求的媒体内容中提取出实际的编码码率。在获得端到端往返时延和媒体内容的编码码率后，可以通过以下公式计算获得媒体接收端的接收缓存的值：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延。
媒体内容发送端可以将计算出的接收缓存的值作为发送媒体内容的滑动窗口的值。
步骤12，根据接收缓存的值和端到端往返时延获得发送速率。
具体地，根据步骤11获得的接收缓存的值以及端到端往返时延，并通过以下公式计算获得发送速率：
R＝min(cwnd，B)/RTT
其中R表示发送速率，cwnd表示拥塞窗口，B表示接收缓存，RTT表示端到端往返时延。
步骤13，根据发送速率将媒体内容以预定的速率发送。
具体地，当媒体内容接收端的接收缓存的值B大于媒体内容发送端的拥塞窗口(即在某一段时间内媒体内容发送端所能发送到网络中的数据量)时，以拥塞窗口的值cwnd作为发送速度控制参数计算获得发送速率R；当媒体内容接收端的接收缓存的值B小于媒体内容发送端的拥塞窗口cwnd时，则以媒体内容接收端的接收缓存的值B作为发送速度控制参数计算获得发送速率R。从而使发送速率R不大于B/RTT，即不大于媒体内容的编码码率KBPS。当媒体内容开始发送媒体内容时，预定的速率随着拥塞窗口cwnd的增大而不断增大，直到预定的速率达到媒体内容接收端的接收缓存的值B对应的发送速率RB时而不再增加，使预定的速率稳定在发送速率RB。
进一步地，如图2所示，在媒体内容的传输过程中，由于媒体内容接收端的网络带宽占用情况会实时的产生变化，因此可以在媒体内容发送端重新对端到端往返时延进行计算，以获得更新的接收缓存的值，并调整滑动窗口的大小。例如，如图3所示，在当前时刻媒体内容发送端设定的滑动窗口可以一次连续发送5个分段的数据，当媒体内容发送端接收到媒体内容接收端发送的对第1个数据分段的ACK1的消息时，可以通过发送第1个数据分段的时间与接收第一个数据分段的ACK1消息的时间的差值获得更新的端到端往返时延，然后再根据步骤11至步骤13的方法重新对发送速率进行调整。同样的，在接收到第2个数据分段的ACK1消息时，也可以用同样的方法计算发送速率，以此类推，从而保证媒体内容发送端的实时发送速率都不超过媒体内容接收端的接收缓存的值对应的发送速率。
本实施例根据媒体内容接收端的接收缓存以及端到端往返时延获得发送速率，并以该发送速率向媒体内容接收端发送媒体内容，使媒体内容发送端将发送速率控制在不超过媒体内容的实际编码码率的范围，避免了因过度占用网络带宽而导致的网络带宽浪费严重的问题；并且在媒体内容的传输过程中，通过若干次重新获得端到端往返时延，实现了实时对发送速率进行调整，以控制滑动窗口的大小，保证了媒体内容发送端的实时发送速率都不超过媒体内容接收端的接收缓存的值对应的发送速率。
本发明的实施例还提供了一种在媒体内容发送端完成的媒体内容的传输装置，如图4所示，具体可以包括接收缓存获取单元41、发送速率获取单元42和媒体内容发送单元43，接收缓存获取单元41用于根据端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值；发送速率获取单元42用于根据所述接收缓存获取单元41获得的接收缓存的值和端到端往返时延获得发送速率；媒体内容发送单元43用于根据所述发送速率获取单元获得的发送速率将媒体内容以预定的速率发送。
进一步地，接收缓存获取单元41中可以包括时延获取子单元和接收缓存计算子单元，时延获取单元用于通过发送SYN消息与接收SYN-ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；接收缓存计算单元用于通过以下公式计算获得接收缓存的值：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延；在发送速率获取单元可以包括发送速率计算子单元，用于通过以下公式计算获得发送速率的值：
R＝min(cwnd，B)/RTT
其中R表示发送速率，cwnd表示拥塞窗口，B表示接收缓存，RTT表示端到端往返时延。
另外，该装置还可以包括发送速率重测单元，用于在发送预定量的媒体内容后，重新获得端到端往返时延，并结合媒体内容的编码码率重新获得接收缓存的值，以获得新的发送速率。
上述装置中包含的各单元的处理功能的具体实施方式在之前的方法实施方式中已经描述，在此不再重复描述。
本实施例提供的媒体内容的传输装置根据媒体内容接收端的接收缓存以及端到端往返时延获得发送速率，并以该发送速率向媒体内容接收端发送媒体内容，使媒体内容发送端将发送速率控制在不超过媒体内容的实际编码码率的范围，避免了因过度占用网络带宽而导致的网络带宽浪费严重的问题；并且在媒体内容的传输过程中，通过若干次重新获得端到端往返时延，实现了实时对发送速率进行调整，以控制滑动窗口的大小，保证了媒体内容发送端的实时发送速率都不超过媒体内容接收端的接收缓存的值对应的发送速率。
本实施例提供了一种在媒体内容接收端完成的媒体内容的传输方法，包括通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；通过所述端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并发送。
在媒体内容接收端，首先通过TCP的三次握手获得端到端往返时延，并接收媒体内容的编码码率，根据端到端往返时延和媒体内容的编码码率计算获得媒体内容接收端的接收缓存的值，然后将接收缓存的值发送给媒体内容发送端，并接收媒体内容发送端发送的媒体内容。
下面通过具体的实施例进行详细说明，如图5所示，所述媒体内容的传输方法具体可以包括：
步骤51，通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延。
具体地，当媒体内容接收端向媒体内容发送端请求某个媒体内容时，如图6所示，可以通过TCP的三次握手交互机制向媒体内容发送端请求建立一个TCP连接，其中的三次握手机制可以包括媒体内容发送端向媒体内容接收端发送的SYN消息、媒体内容接收端向媒体内容发送端发送的SYN-ACK消息以及媒体内容发送端向媒体内容接收端发送的ACK消息。在媒体内容接收端，可以通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延。
步骤52，通过所述端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并发送。
媒体内容接收端可以先获取媒体内容发送端发送的媒体内容的编码码率，并根据端到端往返时延和编码码率计算获得接收缓存的值，最后将接收缓存的值发送给媒体内容发送端，接收缓存的值可以由以下公式计算获得：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延。
在媒体内容发送端51，可以由接收缓存接收单元512接收媒体内容接收端52发送的接收缓存的值，并由发送速率获取单元513根据接收缓存的值和端到端往返时延计算获得发送速率，具体可以由发送速率计算单元通过以下公式计算获得发送速率的值：
R＝min(cwnd，B)/RTT
其中R表示发送速率，cwnd表示拥塞窗口，B表示接收缓存，RTT表示端到端往返时延。
最后，媒体内容发送端可以将接收到的接收缓存的值作为发送媒体内容的滑动窗口的值。由媒体内容发送端根据发送速率将媒体内容以预定的速率发送给媒体内容接收端。
进一步地，如图6所示，在媒体内容的传输过程中，由于媒体内容接收端的网络带宽占用情况会实时的产生变化，因此可以在媒体内容接收端重新对端对端往返时延进行计算，以获得更新的接收缓存的值。例如，如图3所示，在当前时刻媒体内容发送端设定的滑动窗口可以一次连续发送5个分段的数据，序号为6的数据分段由于不在滑动窗口的范围内，则在当前时刻不能发送；当媒体内容发送端接收到媒体内容接收端发送的对第1个数据分段的ACK1的消息后，会将滑动窗口向右移动一个数据分段，此时序号为6的数据分段则进入了滑动窗口的范围内，此时将会被立即发送。因此，在媒体数据接收端看来，序号为6的数据分段的发送可以看作是对ACK1消息的响应，因此可以通过发送ACK1消息的时间与收到序号为6的数据分段的时间差值获得端到端往返时延。由于在本实施例中，稳定后的滑动窗口的大小等于接收缓存的值，因此在媒体内容接收过程中，媒体内容接收端可以通过发送某个ACK消息并接收到某个数据分段的媒体内容之间的对应关系实时获得端到端往返时延。例如，滑动窗口的大小为N(N表示自然数)，T1时刻为媒体内容接收端发送ACKM(M表示自然数，ACKM表示媒体内容接收端对收到序号为M的数据分段的确认信息)的时间；T2时刻为媒体内容接收端接收到序号为M+N的数据分段的时间，则此时的端到端往返时延为T2-T1。通过以上方法获得更新的端到端往返时延后，可以结合媒体内容的编码码率重新获得接收缓存的值，并发送给媒体内容发送端，以获得新的发送速率，从而保证媒体内容发送端的实时发送速率都不超过媒体内容接收端的接收缓存的值对应的发送速率。
本实施例提供的媒体内容的传输方法根据媒体内容接收端的接收缓存以及端到端往返时延获得发送速率，并以该发送速率向媒体内容接收端发送媒体内容，使媒体内容发送端将发送速率控制在不超过媒体内容的实际编码码率的范围，避免了因过度占用网络带宽而导致的网络带宽浪费严重的问题；并且在媒体内容的传输过程中，通过若干次重新获得端到端往返时延，实现了实时对发送速率进行调整，以控制滑动窗口的大小，保证了媒体内容发送端的实时发送速率都不超过媒体内容接收端的接收缓存的值对应的发送速率。
本实施例还提供了一种在媒体内容接收端完成的媒体内容的传输装置，如图7所示，具体可以包括时延获取单元71和缓存获取发送单元72，时延获取单元71用于通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延，缓存获取发送单元72用于通过所述时延获取单元获得的端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并发送。
进一步地，该装置还可以包括编码码率获取单元73和发送速率重测单元74，编码码率获取单元73用于获取媒体内容的编码码率，发送速率重测单元74用于在接收预定量的媒体内容后，重新获得端到端往返时延，并结合媒体内容的编码码率重新获得接收缓存的值，并发送。以及，在时延获取单元中包括接收缓存计算子单元，用于通过以下公式计算获得接收缓存的值：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延。
上述装置中包含的各单元的处理功能的具体实施方式在之前的方法实施方式中已经描述，在此不再重复描述。
本实施例提供的媒体内容的传输装置根据媒体内容接收端的接收缓存以及端到端往返时延获得发送速率，并以该发送速率向媒体内容接收端发送媒体内容，使媒体内容发送端将发送速率控制在不超过媒体内容的实际编码码率的范围，避免了因过度占用网络带宽而导致的网络带宽浪费严重的问题；并且在媒体内容的传输过程中，通过若干次重新获得端到端往返时延，实现了实时对发送速率进行调整，以控制滑动窗口的大小，保证了媒体内容发送端的实时发送速率都不超过媒体内容接收端的接收缓存的值对应的发送速率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种媒体内容的传输方法，其特征在于，包括：
通过发送SYN消息与接收SYN-ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；
根据所述端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并根据所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；
根据所述发送速率将媒体内容以预定的速率发送；
所述发送速率通过以下公式计算获得：
R＝min(cwnd,B)/RTT
其中R表示发送速率，cwnd表示拥塞窗口，B表示接收缓存，RTT表示端到端往返时延。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收缓存通过以下公式计算获得：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
在发送预定量的媒体内容后，重新获得端到端往返时延，并结合媒体内容的编码码率重新获得接收缓存的值，以获得新的发送速率。
4.一种媒体内容的传输装置，其特征在于，包括：
时延获取子单元，用于通过发送SYN消息与接收SYN-ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；
接收缓存获取单元，用于根据所述端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值；
发送速率获取单元，用于根据所述接收缓存获取单元获得的所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；
媒体内容发送单元，用于根据所述发送速率获取单元获得的所述发送速率将媒体内容以预定的速率发送；
所述发送速率获取单元包括：
发送速率计算子单元，用于通过以下公式计算获得发送速率的值：
R＝min(cwnd,B)/RTT
其中R表示发送速率，cwnd表示拥塞窗口，B表示接收缓存，RTT表示端到端往返时延。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述接收缓存获取单元包括：
接收缓存计算子单元，用于通过以下公式计算获得接收缓存的值：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
发送速率重测单元，用于在发送预定量的媒体内容后，重新获得端到端往返时延，并结合媒体内容的编码码率重新获得接收缓存的值，以获得新的发送速率。
7.一种媒体内容的传输方法，其特征在于，包括：
通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；
通过所述端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并根据所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；
其中，所述发送速率通过以下公式计算获得：
R＝min(cwnd,B)/RTT
其中R表示发送速率，cwnd表示拥塞窗口，B表示接收缓存，RTT表示端到端往返时延。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
获取媒体内容的编码码率。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收缓存通过以下公式计算获得：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
在接收预定量的媒体内容后，重新获得端到端往返时延，并结合媒体内容的编码码率重新获得接收缓存的值，并发送。
11.一种媒体内容的传输装置，其特征在于，包括：
时延获取单元，用于通过发送SYN-ACK消息与接收ACK消息之间的时间差值获得端到端往返时延；
缓存获取发送单元，用于通过所述时延获取单元获得的端到端往返时延和媒体内容的编码码率获得接收缓存的值，并根据所述接收缓存的值和所述端到端往返时延获得发送速率；
其中，所述发送速率通过以下公式计算获得：
R＝min(cwnd,B)/RTT
其中R表示发送速率，cwnd表示拥塞窗口，B表示接收缓存，RTT表示端到端往返时延。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
编码码率获取单元，用于获取媒体内容的编码码率。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，在时延获取单元中包括：
接收缓存计算子单元，用于通过以下公式计算获得接收缓存的值：
B＝KBPS×RTT
其中B表示接收缓存，KBPS表示媒体内容的编码码率，RTT表示端到端往返时延。
14.根据权利要求11-13任意一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
发送速率重测单元，用于在接收预定量的媒体内容后，重新获得端到端往返时延，并结合媒体内容的编码码率重新获得接收缓存的值，并发送。
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