CN105120371A - 用于wlan内组播视频传输的控制方法、控制设备及传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线局域网技术领域，公开了一种用于WLAN内组播视频传输的控制方法、控制设备及传输系统，所述控制方法包括：通过接入点(AP)接收来自站点(STA)的视频组播请求，所述请求包括所述STA的媒体访问控制(MAC)地址；根据所述MAC地址查询所述STA所对应的位图表；根据所述位图表确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，其中所述发送方式包括单播或组播；将表示所述传输网络、射频通道以及发送方式的控制报文发送至所述AP。本发明用于WLAN内组播视频传输的控制方法可提高STA接收视频的质量。

Description

用于WLAN内组播视频传输的控制方法、控制设备及传输系统
技术领域
本发明涉及无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)技术领域，具体地，涉及一种用于WLAN内组播视频传输的控制方法、控制设备及传输系统。
背景技术
在WLAN中，站点(station，STA，如PDA(personaldigitalassistant，个人数字助手)、无线笔记本等)接入并通过接入点(AccessPoint，AP)接入网络。当前在组播处理过程中，通常采用客户端软件来完成，比如VLC(VideoLANClient，多媒体播放器)和电子书包，都是将视频组播报文送到无线网络中，客户端网卡接收后，由客户端软件进行解析。由于在AP发出的组播报文后，客户端不会回应确认(acknowledgement，ACK)消息，因而AP无法确认是否丢包，也不会进行重传。
因此，由于受到无线射频段带宽及AP自身性能等方面影响，加之无线信道易受干扰，造成客户端会有不同程度的丢帧，影响到视频的传输和播放。电子书包软件播放效果好，是因为使用了客户端重传机制来应对无线丢帧。依靠客户端软件重传可以提升用户视频体验效果，但并不是所有组播视频软件都支持客户端重传。并且在很多情况下，用户选择视频播放软件大都是不带客户端重传机制的。而在组播处理过程中，一般使用所有STA都支持的接入速率来发送报文，在通信过程中，由于不同STA支持接入速率的不同，尤其WLAN中的漫游用户，会出现可变低速STA，牺牲组播发送速率来保证所有STA都能够接收到组播，会导致组播吞吐量的下降。在组播视频通信上，接入速率较低往往会导致视频质量的下降，影响用户视频体验。
针对以上问题，通常采用如下解决办法：动态调整发送视频组播报文速率，以最低速率发送组播，但是客户端接收组播会很容易受到环境干扰的直接影响，在干扰情况下，丢包会比较严重，视频体验效果差。
此外，在多媒体应用(如高清视频)上，各客户端的接入速率因环境而有所不同，特别是新一代的智分系统中，AP的射频(Radio)接口已经高达32个。在WLAN部署中，通常将一个SSID(servicesetidentifier，服务集标识符)映射到多个Radio下，让STA接入同一个SSID并在不同Radio间进行负载均衡。这样当多个STA在进行视频点播时，由于一个STA可能关联到不同的Radio下，通过多个Radio会使AP接收来自同一个STA的多个报文请求，使得AP通过对应Radio以相同的方式传输多个视频信息，增加AP的负载压力以及造成下行带宽的严重浪费；同时由于接入速率低于组播发送速率时，客户端可能接收不到该视频组播报文，降低视频质量，而影响了用户视频体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于WLAN内组播视频传输的控制方法、控制设备及传输系统，可提高STA接收视频的质量。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于WLAN内组播视频传输的控制方法，所述控制方法包括：通过接入点AP接收来自站点STA的视频组播请求，所述请求包括所述STA的媒体访问控制MAC地址；根据所述MAC地址查询所述STA所对应的位图表；根据所述位图表确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，其中所述发送方式包括单播或组播；以及将表示所述传输网络、射频通道以及发送方式的控制报文发送至所述AP。
本发明用于WLAN内组播视频传输的控制方法通过AP接收来自STA的视频组播请求，进一步通过根据所述视频组播请求查询所述STA所对应的位图表，从而确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，合理选择发送方式，可提高STA接收的视频质量。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明用于WLAN内组播视频传输的控制流程图；
图2是更新位图表的流程图；
图3是确认执行动作生效的流程图；
图4是控制报文的组成内容；
图5是控制报文中消息内容的格式；
图6是本发明用于WLAN内组播视频传输的控制设备的模块结构示意图。
附图标记说明
1接收机2处理器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明用于WLAN内组播视频传输的控制方法包括：通过AP接收来自STA的视频组播请求，所述请求包括所述STA的媒体访问控制MAC地址；根据所述MAC地址查询所述STA所对应的位图表；并根据所述位图表确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，其中所述发送方式包括单播或组播；以及将表示所述传输网络、射频通道以及发送方式的控制报文发送至所述AP。
本发明用于WLAN内组播视频传输的控制方法通过AP接收来自STA的视频组播请求，进一步通过根据所述视频组播请求查询所述STA所对应的位图表，从而确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，合理选择发送方式，可提高STA接收的视频质量。
本发明用于WLAN内组播视频传输的控制方法还包括：接收所述STA的位图信息；根据所述STA的位图信息更新所述STA的位图表。
其中，所述位图信息包括STA的Rate、MAC地址、RadioID、VLANID以及WLANID，所述RadioID用于确定所述STA所接入的AP射频通道，所述WLANID用于确定所述STA与AP间的传输网络；所述位图表包括STA的RateID、MAC地址、RadioID、VLANID以及WLANID之间的映射关系，其中，根据所述Rate确定所述RateID是高H还是低L。将所述Rate与设定值进行比较，从而可确定RateID，例如，当1Mbps≤Rate≤11Mbps时，RateID置为L；当11Mbps<Rate≤1Gbps时，RateID置为H，则但并不以此为限。
如图2所示，根据所述STA的位图信息更新所述STA的位图表时，位图表做为决策要素，首先进行位图表初始化，即初始化WLANID、RadioID、RateID、MAC地址及VLANID之间映射关系。并在初始化时，定义Rate的低速率范围和高速率范围：若所述STA的Rate在低速范围内，则RadioID置为低(L)；若所述STA的Rate在高速范围内，则RadioID置为高(H)。
所有STA关联到无线网络中，周期性地接收AP通过CAPWAP(ControlAndProvisioningofWirelessAccessPointsProtocolSpecification，无线接入点的控制和配置协议)隧道将STA的位图信息(即STA的接入速率Rate、MAC地址、RadioID以及WLANID)封装到的request(请求)报文，在接收到此次request报文时计时。判断所述位图信息是否变化，并在变化时，更新所述位图表。进一步判断完成一次信息传输的时间是否到达周期设定值，如果到达则进行下一次的传输；否则等待，直至达到所述周期设定值。
当所述位图信息变化时：(1)若STA的接入速率Rate在低速范围内，则生成STA的位图表中RateID置为低(L)，同时更新所述STA对应的位图表(例如RadioID、VLANID以及WLANID的映射关系)；(2)若STA的接入速率Rate在高速范围内，则生成STA的位图表中RateID置为高(H)，同时更新所述STA对应的位图表；若周期时间T到，则执行下次信息的传输。
根据所述位图表确定AP向所述STA发送视频的发送方式的方法包括：在所述位图表中确定对应的RateID为高(H)或低(L)，当所述RateID为高(H)时，则确定AP向所述STA以组播方式发送视频；当所述RateID为低(L)时，则确定AP向所述STA以单播方式发送视频。
为确保及时收到视频信息，避免在传输过程中丢包现象的发生，如图3所示，本发明用于WLAN中组播视频传输的控制方法还包括：发送控制报文至AP，AP在传输视频时发出执行动作响应，确认在等待时间内是否收到执行动作响应，如果未收到，则再次向所述AP发送控制报文。一般情况下，在重复发送三次均为收到所述执行动作响应时，则停止发送控制报文。优选方案，设置报警装置，控制所述报警装置发出报警信号，提醒相关人员及时对AP进行检修。
所述AP可周期性的接收控制报文，所述控制报文为CAPWAP的控制报文(如图4所示)，包括：IP(InternetProtocol，互联网协议)报文头部、UDP(UserDatagramProtocol，用户数据报协议)报文头部、CAPWAP报文头部，CAPWAP控制层和消息内容。CAPWAP协议基于IP和UDP协议之上，反过来说CAPWAP报文首先是一个IP和UDP报文。其中，所述消息内容由TLV格式表示(如图5所示)，包含与厂商信息位置信息、STA相关的自定义参数信息和AP运行信息，这些信息就可以通过TLV格式封装到CAPWAP报文中，并集成了CAPWAP通道的一些优点，例如NAT(NetworkAddressTranslation，网络地址转换)穿透和安全特性。
如图6所示，本发明用于WLAN内组播视频传输的控制设备包括：接收机1，用于通过AP接收来STA的视频组播请求，所述请求包含所述STA的MAC地址；以及处理器2，用于根据所述MAC地址查询所述STA所对应的位图表；根据所述位图表确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，其中所述发送方式包括单播或组播；以及将表示所述传输网络、射频通道以及发送方式的控制报文发送至所述AP。
本发明用于WLAN内组播视频传输的控制设备通过接收机接收来自STA的视频组播请求，通过处理器根据所述视频组播请求查询所述STA所对应的位图表，从而确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，合理选择发送方式，可提高STA接收的视频质量，同时降低AP的负载压力。
所述接收机1还用于接收所述STA的位图信息；所述处理器2还用于根据所述STA的位图信息更新所述STA的位图表。
其中，所述位图信息包括STA的Rate、MAC地址、RadioID、VLANID以及WLANID，所述RadioID用于确定所述STA所接入的AP射频通道，所述WLANID用于确定所述STA与AP间的传输网络；所述位图表包括STA的RateID、MAC地址、RadioID、VLANID以及WLANID之间的映射关系，其中，根据所述Rate确定所述RateID是高(H)或低(L)。
其中，所述处理器2根据该位图表确定AP向所述STA发送视频的传输方式包括：在所述位图表中确定对应的RateID为高(H)或低(L)，当所述RateID为高(H)时，则确定AP向所述STA以组播方式发送视频；当所述RateID为低(L)时，则确定AP向所述STA以单播方式发送视频。
本发明WLAN内组播视频传输的控制设备针对STA接入速率Rate的动态变化，根据STA不同接入速率和所关联的相应的RadioID，进行不同的传输处理，按RadioID的所标注的高(H)或低(L)进行区分和组播视频复制保证视高效传输，提高视频的质量和流畅度。
此外，为避免在传输过程中丢包现象的发生，影响视频的传输和播放，所述接收机1还用于接收所述AP在传输视频时发出的执行动作响应；所述处理器2还用于对所述执行动作响应确定，并在所述接收机1在等待时间内未接收到所述执行动作响应时再次向所述AP发送控制报文。一般在所述处理器2重复发送三次控制报文，而接收机1均为收到执行动作响应时，停止继续发送。优选方案，控制报警装置并发出报警信号，提示相关人员对AP进行检修。
其中，本发明用于WLAN内组播视频传输的控制设备可为无线控制器(Accesscontroller，AC)。所述AP周期性的接收控制报文，例如，每隔T时间接收一次控制报文，也就是说AC每隔T时间向AP发送一次控制报文，该周期性满足本发明实时通告AP的要求。
其中，所述AC根据所述STA的位图信息更新所述STA的位图表时，位图表做为决策要素，首先进行初始化，即初始化WLANID、RadioID、RateID、MAC地址及VLANID之间映射关系。并在初始化时，定义Rate的低速率范围和高速率范围：若所述STA的Rate在低速范围内，则RadioID置为低(L)；若所述STA的Rate在高速范围内，则RadioID置为高(H)。
所有STA关联到无线网络中，所述AC周期性地接收AP通过CAPWAP隧道将STA的位图信息(即STA的接入速率Rate、MAC地址、RadioID以及WLANID)封装到的request报文，所述AC在接收到此次request报文时计时。判断所述位图信息是否变化，并在变化时，更新所述位图表。进一步判断完成一次信息传输的时间是否到达周期设定值，如果到达则进行下一次的传输；否则等待，直至达到所述周期设定值。
当所述位图信息变化时：(1)若STA的接入速率Rate在低速范围内，则生成STA的位图表中RateID置为低(L)，同时更新所述STA对应的位图表(例如RadioID、VLANID以及WLANID的映射关系)；(2)若STA的接入速率Rate在高速范围内，则生成STA的位图表中RateID置为高(H)，同时更新所述STA对应的位图表；若周期时间T到，则执行下次信息的传输。
此外，本发明还提供一种WLAN内组播视频的传输系统，所述传输系统包括上述用于WLAN内组播视频传输的控制设备、AP以及STA。
本发明WLAN内组播视频传输的控制方法、控制设备及传输系统可直接控制组播视频的传输，不需要在AP上做任何设置，操作简单。相对于现有技术，对新一代32个Radio智分AP报文复制量至少提升32倍，降低AP的负载压力；而且在不需要增加AP设备复杂度的情况下周期性把判定策略通告全网AP，实现整网信息更新；此外，根据位图表中RateID高低映射关系进行转发，能够降低低速STA对空口资源占用。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于无线局域网(WLAN)内组播视频传输的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
通过接入点(AP)接收来自站点(STA)的视频组播请求，所述请求包括所述STA的媒体访问控制(MAC)地址；
根据所述MAC地址查询所述STA所对应的位图表；
根据所述位图表确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，其中所述发送方式包括单播或组播；以及
将表示所述传输网络、射频通道以及发送方式的控制报文发送至所述AP。
2.根据权利要求1所述的用于WLAN内组播视频传输的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
接收所述STA的位图信息；
根据所述STA的位图信息更新所述STA的位图表。
3.根据权利要求2所述的用于WLAN内组播视频传输的控制方法，其特征在于，
所述位图信息包括STA的接入速率Rate、MAC地址、RadioID以及WLANID，所述RadioID用于确定所述STA所接入的AP射频通道，所述WLANID用于确定所述STA与AP间的传输网络；
所述位图表包括STA的RateID、MAC地址、RadioID以及WLANID之间的映射关系，
其中，根据所述Rate确定所述RateID是高(H)或低(L)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于WLAN内组播视频传输的控制方法，其特征在于，根据所述位图表确定AP向所述STA发送视频的发送方式的方法包括：
在所述位图表中确定对应的RateID为高(H)或低(L)，当所述RateID为高(H)时，则确定AP向所述STA以组播方式发送视频；当所述RateID为低(L)时，则确定AP向所述STA以单播方式发送视频。
5.一种用于WLAN内组播视频传输的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括：
接收机，用于通过AP接收来STA的视频组播请求，该请求包含所述STA的MAC地址；以及
处理器，用于
根据所述MAC地址查询所述STA所对应的位图表；
根据所述位图表确定所述AP向所述STA发送视频的传输网络、射频通道以及发送方式，其中所述发送方式包括单播或组播；以及
将表示所述传输网络、射频通道以及发送方式的控制报文发送至所述AP。
6.根据权利要求5所述的用于WLAN内组播视频传输的控制设备，其特征在于，
所述接收机还用于接收所述STA的位图信息；
所述处理器还用于根据所述STA的位图信息更新所述STA的位图表。
7.根据权利要求6所述的用于WLAN内组播视频传输的控制设备，其特征在于，
所述位图信息包括STA的接入速率Rate、MAC地址、RadioID以及WLANID，所述RadioID用于确定所述STA所接入的AP射频通道，所述WLANID用于确定所述STA与AP间的传输网络；
所述位图表包括STA的RateID、MAC地址、RadioID以及WLANID之间的映射关系，
其中，根据所述Rate确定所述RateID是高(H)或低(L)。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的用于WLAN内组播视频传输的控制设备，其特征在于，所述处理器根据所述位图表确定所述AP向所述STA发送视频的发送方式包括：
在所述位图表中确定对应的RateID为高(H)或低(L)，当所述RateID为高(H)时，则确定AP向所述STA以组播方式发送视频；当所述RateID为低(L)时，则确定AP向所述STA以单播方式发送视频。
9.根据权利要求5-7中任一项所述的用于WLAN内组播视频传输的控制设备，其特征在于，所述控制设备为无线控制器(AC)。
10.一种WLAN内组播视频的传输系统，其特征在于，所述传输系统包括根据权利要求5-9中任一项所述的用于WLAN内组播视频传输的控制设备、AP以及STA。
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