CN104780469A - 一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法，提供一多网络传输链路切换与资源分配系统，所述的多网络传输链路切换与资源分配系统包括一核心处理模块以及与其相连的通信单元、网络交换单元、音视频模块以及若干个客户端；所述的通信单元包括有线网络通信模块、海事卫星通信模块、WiFi通信模块，UWB通信模块，WiMAX通信模块，3G通信模块以及4G通信模块；所述的音视频模块设置有多条音视频输入输出通道，用以进行音视频数据的采集、分解与融合。本发明实现多链路并行传输策略，可以根据网络状况选择最优传输路径，通过自动侦测进行自动切换机制选择多网络传输通路，以适应不同通信环境，不间断工作。

Description

一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法

技术领域

    本发明涉及多网络传输领域，特别是一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法。

背景技术

随着有线宽带网络与无线移动通信等多种网络的迅速发展，越来越多大数据量的业务与传输通过有线宽带以及无线移动网络来承载，以满足日益增长的信息交互的需求，尤其是高清视频与高采样率的音频数据。在有线宽带网络有千兆网、光纤传输；在无线通信方面，新的宽带无线技术标准如 WiFi，UWB，WiMAX，3G，4G 等等为海量数据通信的应用提供了广阔的舞台。由于无线网络的多样性以及支持业务的多样化，海量数据业务应用需求高涨，市场需求较为迫切。目前国内外都已经投入较多的科研力量试图解决网络架构的优化、传输质量的保证等问题。随着无线网络的发展，视频业务所占的比重将越来越大，和数据业务不同，视频业务对传输速率、错误率和时延都有比较严格的要求，因此必须要对传统的分层网络协议进行创新研究和设计。

在一些特定场合，比如移动视频会议与应急通信系统，需要在有线宽带或专线的条件下采用有线网络传输，而在不具备有线宽带或专网的条件下需要采用无线网络传输，而在两种网络条件都具备，在接入的终端数较多的情况下，为了保证高清视频的效果，往往期望采用有线与无线网络分流传输，以达到更优的应用效果。尽管无线网络的发展非常迅速，但是无线视频传输依然面临着巨大的挑战，无线网络的动态性和异构性，高的错误率，传输链路的不可预测性，高度压缩的视频码流对传输错误非常敏感的的特点，都对视频传输的质量产生很大的影响。

目前采用分层的网络协议，层与层之间采用固定的方式进行通信，尽管也具有一定的自适应能力，如利用自适应信号处理调整信道参数、更新路由表和改变流量负载等，但这些调整更新与网络层次是不相关的，层与层之间没有信息交流，在变化的无线移动环境下，这种固定的通信方式不能对有限的频谱和功率资源进行有效的利用，不能很好地满足不同业务对于服务质量QoS（Quality of Service）的要求。另外，这种方式虽然可以使用多种网络来传输数据，但需要用户自行根据网络状况来手动配置切换网络，存在中断和时延。而在有线与无线的切换、同步传输中的资源分配等技术和方法，在当前还属空白。本技术正是在这样的环境下提出来的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法，实现多链路并行传输策略，可以根据网络状况选择最优传输路径，通过自动侦测进行自动切换机制选择多网络传输通路，以适应不同通信环境，不间断工作。

本发明采用以下方案实现; 一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法，提供一多网络传输链路切换与资源分配系统，所述的多网络传输链路切换与资源分配系统包括一核心处理模块以及与其相连的通信单元、网络交换单元、音视频模块以及若干个客户端；所述的通信单元包括有线网络通信模块、海事卫星通信模块、WiFi通信模块，UWB通信模块，WiMAX通信模块，3G通信模块以及4G通信模块；所述的音视频模块设置有多条音视频输入输出通道，用以进行音视频数据的采集、分解与融合。

进一步的，基于所述的多网络传输链路切换与资源分配系统的链路切换与资源分配方法包括无线网络切换方法、网络设备管理方法以及无线网络连接方法；所述的无线网络切换方法包括以下步骤：

步骤S11：设备初始化，所述的通信单元准备获取无线网络设备的信号强度；

步骤S12：所述的通信单元获取无线网络设备的信号强度；

步骤S13：所述的核心处理模块判断所述通信单元获取的信号强度是否超过预设的阈值，若是，则进入步骤S14，若不是，则进入步骤步骤S17；

步骤S14：所述的核心处理模块判断阈值超限警示标志是否打开，若是，则进入步骤S15，若不是，则所述的核心处理模块打开阈值超限警示标志，并将信号强度超过阈值的时间清零；

步骤S15：所述的核心处理模块判断信号强度超过阈值的时间是否超过一预设时间值，若是，则进入步骤S16，若否，则进入步骤S17；

步骤S16：所述的核心处理模块对当前网络状态进行判断，若与当前网络状态一致，则进入步骤S17，若与当前网络状态不一致，则所述通信单元改变当前网络状态，并向核心处理模块内的网络设备管理层汇报，进入步骤S17；

步骤S17：所述的核心处理模块判断是否接收到用户输入的退出信号，若是，则结束，若否，则返回步骤S12。

    进一步的，所述的无线网络连接方法包括以下步骤：

步骤S21：所述的核心处理模块进行初始化操作，准备连接新的网络；

步骤S22：所述的核心处理模块扫描所述通信单元内的所有无线网络设备，并按照优先级进行排序；

步骤S23：所述的核心处理模块判断是否有可用的无线网络设备，若有，则进入步骤S24，若没有，则进入步骤S28；

步骤S24：所述的通信单元将该可用无线网络设备的信息返回至所述的核心处理模块；

步骤S25：所述的核心处理单元获取所述可用无线网络设备的信息，并建立该设备Modem的连接；

步骤S26：与该设备的Modem连接完成后，所述的网络交换单元用新的IP地址和服务器进行注册；

步骤S27：所述服务器接收注册信息并通知所有客户端，所述核心处理单元断开原有Modem连接，所述客户端断开原有网络连接并进行新的网络连接，并结束;

步骤S28：将错误信息计入LOG文件，并结束。

    进一步的，所述的网络设备管理方法包括以下步骤：

步骤S31：所述的核心处理模块内的网络设备管理层接收到通信单元Modem状态改变的通知；

步骤S32：所述的核心处理模块判断接收到的通知类型，若接收到的通知为连接通知，则进入步骤S33，若接收到的通知为断开通知，则进入步骤S:5；

步骤S33：所述的核心处理模块判断新连接是否与当前连接一致，若是，则结束，若否则进入步骤S34；

步骤S34：所述的核心处理模块判断新连接的优先级别是否比当前连接高，若是，则进入步骤S36；若否，则进入步骤S37；

步骤S35：所述的核心处理模块判断需要断开的连接是否为当前使用的连接，若是，则进入步骤S36,若否，则进入步骤S37；

步骤S36：通知客户端UI进行连接切换；

步骤S37：结束。

    本发明可以根据网络状况选择最优传输路径，通过自动侦测进行自动切换机制选择多网络传输通路，以适应不同通信环境，不间断工作。同时，根据实时带宽和需要传输的音视频数据量大小，自行分配资源，进行上下行数据的传输，提高传输效率、稳定性和数据吞吐量，进而在有线网络与无线网络并行状态下提供可靠的通信以及系统的整体传输性能。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的无线网络切换方法流程示意图。

图3为本发明的无线网络连接方法流程示意图。

图4为本发明的网络设备管理方法流程示意图。

图5为本发明一实施例的架构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供一多网络传输链路切换与资源分配系统，所述的多网络传输链路切换与资源分配系统包括一核心处理模块以及与其相连的通信单元、网络交换单元、音视频模块以及若干个客户端；所述的通信单元包括有线网络通信模块、海事卫星通信模块、WiFi通信模块，UWB通信模块，WiMAX通信模块，3G通信模块以及4G通信模块；所述的音视频模块设置有多条音视频输入输出通道，用以进行音视频数据的采集、分解与融合。

较佳的，如图5所示，本实施例以汽车作为载体，设计车载的多网络传输多通道音视频数据，实现多终端双流传输下的链路侦测与资源最优分配。通过核心控制单元实现对业务模块的集中调度与控制，通信模块集成了有线网络、海事卫星、WiFi，UWB，WiMAX，3G，4G，进行多网络并行传输设计，音视频模块拥有多条音视频输入输出通道，进行音视频数据的采集、分解、融合等。多条音视频数据的通道通过核心控制单元的分配与融合，通过通信模块的多网络并行传输，利用链路侦测与资源分配，更具体的采用最小试错法进行侦测和网络切换，采用询问法进行网络连接，采用级别排序法进行网络设备管理。最终以链路侦测切换与资源最优分配的方式实现多通道音视频在多种网络并行同步传输的最佳方法。

在本实施例中，如图2所示，无线网络切换方法具体为首先进行设备初始化，通信单元内置的CDMA2000通信模块、WCDMA通信模块、TD-SCDMA多种3G网络通信模块，准备获取无线网络设备的信号强度，接着执行获取无线网络设备的信号强度，获得无线网络设备的信号强度后进行超限判断，如果信号强度没有超过阈值，则跳转至等待重新获取强度或退出，如果信号强度超过阈值，则判断阈值超限警示标志是否打开，如果标志没有打开，则打开阈值超限警示标志，并将持续时间清零，之后跳转至等待重新获取信号强度或退出。如果阈值超限警示标志打开，则对阈值超限持续时间进行累加，之后判断持续时间是否信号超过设定阈值，如果持续时间没有超过阈值，跳转至等待重新获取信号强度或退出。如果持续时间超过阈值，则对当前状态进行判断:如果一致，跳转至等待重新获取信号强度或退出；如果不一致，则改变当前状态并向上汇报。汇报完毕后跳转至等待重新获取信号强度或退出。执行至第步后，判断用户标志，如用户请求退出，则退出网络切换算法流程。否则重新获取信号强度。

如图3所述，本实施例还提供了无线网络连接方法，首先核心处理模块进行初始化操作，准备连接新的网络，之后遍历所有通信单元内置的CDMA2000通信模块、 WCDMA通信模块、TD-SCDMA无线网络设备并按照优先级进行排序，从无线设备列表中寻找可用设备，如果有可用无线网络，返回该可用无线设备的信息，系统在获得该设备信息后建立该Modem的连接通过该设备进行连接，连接完成后，用新的IP地址通过网络交换单元和服务器进行注册，注册成功后断开原有Modem连接，完成网络连接并结束。如果没有寻找到可用的网络设备，则将错误记录入LOG文件并结束。用新的IP地址和服务器进行注册完成后，服务器接受注册信息并通知所有客户端，客户端断开原有连接并进行新的连接，完成后结束。

如图4所示，本实施例还提供了网络设备管理方法，核心处理模块网络设备管理层收到网络设备控制层发送的通信单元 Modem状态改变通知后，首先判断通知的类型：如果为连接通知，判断是否为当前连接。如果是当前连接，则跳转至结束。如果不是当前连接，判断是否比当前连接的优先级高，如果低于当前连接的优先级，则不进行任何操作跳转至结束。如果优先级高于当前连接，则通知UI进行连接切换，切换完成后结束。如果网络设备控制层发送的是断开通知，则判断需要断开的连接是否为当前使用的连接，如果是当前连接，则通知UI进行连接切换，切换完成后结束。否则不进行网络切换。

综上所述，本发明可以根据网络状况选择最优传输路径，通过自动侦测进行自动切换机制选择多网络传输通路，以适应不同通信环境，不间断工作。同时，根据实时带宽和需要传输的音视频数据量大小，自行分配资源，进行上下行数据的传输，提高传输效率、稳定性和数据吞吐量，进而在有线网络与无线网络并行状态下提供可靠的通信以及系统的整体传输性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法，其特征在于：提供一多网络传输链路切换与资源分配系统，所述的多网络传输链路切换与资源分配系统包括一核心处理模块以及与其相连的通信单元、网络交换单元、音视频模块以及若干个客户端；所述的通信单元包括有线网络通信模块、海事卫星通信模块、WiFi通信模块，UWB通信模块，WiMAX通信模块，3G通信模块以及4G通信模块；所述的音视频模块设置有多条音视频输入输出通道，用以进行音视频数据的采集、分解与融合。

2.根据权利要求1所述的一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法，其特征在于：基于所述的多网络传输链路切换与资源分配系统的链路切换与资源分配方法包括无线网络切换方法、网络设备管理方法以及无线网络连接方法；所述的无线网络切换方法包括以下步骤：

步骤S11：设备初始化，所述的通信单元准备获取无线网络设备的信号强度；

步骤S12：所述的通信单元获取无线网络设备的信号强度；

步骤S13：所述的核心处理模块判断所述通信单元获取的信号强度是否超过预设的阈值，若是，则进入步骤S14，若不是，则进入步骤步骤S17；

步骤S14：所述的核心处理模块判断阈值超限警示标志是否打开，若是，则进入步骤S15，若不是，则所述的核心处理模块打开阈值超限警示标志，并将信号强度超过阈值的时间清零；

步骤S15：所述的核心处理模块判断信号强度超过阈值的时间是否超过一预设时间值，若是，则进入步骤S16，若否，则进入步骤S17；

步骤S16：所述的核心处理模块对当前网络状态进行判断，若与当前网络状态一致，则进入步骤S17，若与当前网络状态不一致，则所述通信单元改变当前网络状态，并向核心处理模块内的网络设备管理层汇报，进入步骤S17；

步骤S17：所述的核心处理模块判断是否接收到用户输入的退出信号，若是，则结束，若否，则返回步骤S12。

3.根据权利要求2所述的一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法，其特征在于：所述的无线网络连接方法包括以下步骤：

步骤S21：所述的核心处理模块进行初始化操作，准备连接新的网络；

步骤S22：所述的核心处理模块扫描所述通信单元内的所有无线网络设备，并按照优先级进行排序；

步骤S23：所述的核心处理模块判断是否有可用的无线网络设备，若有，则进入步骤S24，若没有，则进入步骤S28；

步骤S24：所述的通信单元将该可用无线网络设备的信息返回至所述的核心处理模块；

步骤S25：所述的核心处理单元获取所述可用无线网络设备的信息，并建立该设备Modem的连接；

步骤S26：与该设备的Modem连接完成后，所述的网络交换单元用新的IP地址和服务器进行注册；

步骤S27：所述服务器接收注册信息并通知所有客户端，所述核心处理单元断开原有Modem连接，所述客户端断开原有网络连接并进行新的网络连接，并结束;

步骤S28：将错误信息计入LOG文件，并结束。

4.根据权利要求2所述的一种音视频数据在多网络传输中的链路切换与资源分配方法，其特征在于：所述的网络设备管理方法包括以下步骤：

步骤S31：所述的核心处理模块内的网络设备管理层接收到通信单元Modem状态改变的通知；

步骤S32：所述的核心处理模块判断接收到的通知类型，若接收到的通知为连接通知，则进入步骤S33，若接收到的通知为断开通知，则进入步骤S:5；

步骤S33：所述的核心处理模块判断新连接是否与当前连接一致，若是，则结束，若否则进入步骤S34；

步骤S34：所述的核心处理模块判断新连接的优先级别是否比当前连接高，若是，则进入步骤S36；若否，则进入步骤S37；

步骤S35：所述的核心处理模块判断需要断开的连接是否为当前使用的连接，若是，则进入步骤S36,若否，则进入步骤S37；

步骤S36：通知客户端UI进行连接切换；

步骤S37：结束。