CN1305273C - 具有分组重传请求的分组传输方法和相关的控制机制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分组传输系统，其中：一个重要性级别由发射机指定给被传分组，被传分组包含一个或多个涉及先前发送的分组的重要性级别，这样接收机可以从接收分组中恢复与丢失分组相关的重要性级别，接收机确定是否发送一个涉及丢失分组的重传请求，该请求被看作是所述丢失分组的重要性级别的一个函数。应用：经由不可靠网络的分组传输；例如，经由互联网的一个移动网络上的MPEG-4。

Description

具有分组重传请求的分组 传输方法和相关的控制机制
技术领域
本发明涉及一种传输系统，包括至少一个发射机和一个接收机，所述发射机包括发送分组的装置，所述接收机包括接收分组的装置，检测丢失分组的装置，以及判定是否发送一个涉及丢失分组的重传请求的装置，该请求被看作是与所述丢失分组有关的重要性级别的函数。
本发明还涉及一个服务器，它包括发送分组的装置，以及一个终端，包括接收分组的装置，检测丢失分组的装置和判定是否发送一个涉及丢失分组的重传请求的装置，该请求被看作是与所述丢失分组有关的重要性级别的一个函数。
本发明还涉及分组传输方法，包括从发射机向接收机发送分组的步骤，以及在接收机上，用于检测丢失分组的步骤和判定是否发送一个涉及丢失分组的重传请求的步骤，该请求被看作是与所述丢失分组相关的重要性级别的一个函数。
本发明还涉及一个程序，该程序包括在处理器执行时完成这种方法的程序代码指令。
本申请在通常通过分组方式在不可靠网络的上应用于任何传输中。特别是应用于经由互联网到移动无线通信终端的视频数据传输。
背景技术
Jia Yao，Jozsef Vass，Yan Huang以及Xinhua Zhuang发表在期刊“Image andVideo Communication and Processing 2000——Proceedings of SPIE”第3974卷上的论文“An efficient multimedia distribution framework for Intemet video”描述了一种传输系统，其中接收机在特别考虑到了所述丢失分组的重要性后决定是否发送一个涉及丢失分组的重传请求。
该论文并没有定义分组重要性的概念，并且没有描述接收机确定丢失分组重要性的方式。
本发明的第一个目的是给出一种机制，使得接收机能够确定与丢失分组相关的重要性级别。
本发明的第二个目的是给出几种定义分组重要性级别的方法。
发明内容
根据本发明以及在起始段落中所限定的传输系统，其特征在于所述重要性级别是由所述发射机规定的，发送的分组包含一个或多个与其他分组相关的重要性级别，并且所述接收机包括对涉及所接收分组中丢失分组的重要性级别进行恢复的装置。
作为优点，所述重要性级别被编码到几个比特中。
当至少一些分组包含涉及视频序列中一幅图象的数据时，有利的，所述发射机包括一个视频序列分析器，它使得视频序列中的图象被分类到一个图象类别中，该类别是几个可能类别中的一个，指定给分组的重要性级别取决于图象类别，其中所述分组包含的数据属于该类别。
当至少一些分组含有按从几种可能的编码方法中选出的编码方法进行编码的数据时，作为优点，指定给分组的重要性级别取决于所用的编码方法，以便于对所述分组中包含的数据进行编码。
作为优点，发射机和接收机可以支配传输网络的一定带宽，用于在其间进行通信，所述接收机包括根据被发送的重传请求并考虑所述带宽的应用来确定重要性级别的装置。
该实施例使得重传策略能够适应于特定时间的传输网络负载状态。举例来说，当专用于重传的带宽百分比很低时，待发送的重传请求所需要的重要性级别反而更低。
附图说明
本发明的这些和其他方面将经由非限定性实例和对下文所描述实施例的参考而被说明并变得清楚。
附图中：
图1是根据本发明的传输系统实例的框图，
图2是描述根据本发明的传输方法实施例中的步骤的框图。
具体实施方式
本发明涉及发射机和接收机之间的分组传输方法。发射机将分组发送到接收机，其中包含有用数据，该分组在以下描述中被称作数据分组。接收机检测丢失的数据分组，并将与至少某些丢失分组相关的重传请求发送到发射机。以下将对这种系统的一个实例进行描述，其中所述有用数据是以MPEG-4格式进行数据编码的。这个实例并不是限制性的。本发明可应用于任意类型的数据。
图1显示了根据本发明的传输系统的一个实例，包括一个服务器10，它完成根据本发明的发射机的功能，一个传输网络20以及一个终端30，它执行根据本发明的接收机的功能。
传输网络20是例如蜂窝网络形式的，诸如GPRS网络或是UMTS网络。服务器10通过接入到例如互联网的分组网络的链路40上，而被连接到传输网络20。终端30借助于无线链路50而被连接到蜂窝网络。
服务器10包括一个视频序列源VSS，它由方框101表示，一个MPEG-4类型的编码器COD，由方框102表示，一个数据存储器MEM，由方框103表示，一个发送/接收设备TX1/RX1，由方框104所表示，以及一个微处理器部件E1，由方框105表示，其中包括一个工作存储器WM1，一个程序存储器PM1以及一个处理器C1。
编码器COD接收视频序列源VSS提供的视频序列F1作为其输入。它提供编码数据F2作为其输出。编码数据F2在微处理器部件E1处被置于分组中。以这种方法形成的分组被发送到发送/接收设备TX1/RX1，从这里它们经由链路40而被发送到传输网络20上。在某些情况下，当分组丢失时，这些丢失的分组必须被重传。为了提供这种重传，已发送分组的内容至少部分被存储在数据存储器MEM中。
终端30包括一个发送/接收设备TX3/RX3，它由方块301表示，一个MPEG-4类型的解码器DEC，由方块302表示，以及一个微处理器部件E3，由方块303表示，其中包括一个工作存储器WM3，一个程序存储器PM3，以及一个处理器C3。
程序存储器PM1和PM3分别包含一个或一组程序G1和G3，包含用于执行根据结合图2所描述的本发明传输方法的程序代码指令。
作为优点，通过使用RTP类型的传输协议来达到服务器10和终端30之间的传输。该RTP传输协议由IETF发布的文档RFC1889描述，特别的：
——有用数据在RFC1889第五段描述的类型的数据分组中被从服务器10发送到终端30。
——特别的，这些数据分组包括一个域，名为“序列号”。每次当数据分组被发送时，包含在该域中的序列号SN都被以一个单元递增。其意图是由接收机使用它来检测数据分组序列中一个或多个数据分组的丢失。举个例子，如果接收机收到序列号为36的分组，紧接着收到序列号为40的另一个分组，则它由此推断出包含序列号37，38，39的分组已丢失。分组的SN域必须被保存在存储器MEM中，以便于提供分组重传。
——这些数据也包括一个“有效负荷”域，包括有用数据，即是说，在这里描述的实例中，以MPEG-4格式编码的数据。一个分组的“有效负荷”域必须存储在存储器MEM中，以允许传送那个分组。
——重传请求在RFC1889第6段所描述类型的控制分组中被从终端30发送到服务器10。
根据本发明，微处理器部件E1为发射机所发送的每个分组都指定一个重要性级别。并且它以这样一种方式来构造发送分组，使得它们包含一个或多个域，用来包含与一个或多个其他分组相关的重要性级别。举个例子，每个发送分组Pi都含有N个重要性级别，这些重要性级别与之前的传输顺序为Pi-1，……，Pi-N的N个分组有关。包含在分组中的重要性级别的数量N是被作为可能丢失的连续分组的数量的一个函数来确定的，这样当分组丢失时，接收机可以从丢失分组之后第一个被正确接收的分组中恢复其重要性级别。
在第一实施例中，分组的重要性级别是所使用的编码方法的一个函数，以便于将被发送的有用数据编码到该分组中。MPEG-4标准中设想了三种编码方法：
——I编码方法(来自英语“内部编码”)，其只用图像自身所包含的数据对其进行编码；
——P编码方法(来自英语“预测编码”)，其使用时间上先于该图像的参考图象来对其进行编码；
——B编码方法(来自英语“双向预测编码”)，其使用时间上在图象之前和之后的参考图象来对其进行编码。
使用编码方法I被编码的图像是非常重要的，因为它们的损失阻碍了图象重建，编码过程中它们作为参考图象用于该编码。作为优点，服务器10由此为按I编码方法编码的图象指定一个比按P编码方法编码的图象更高的重要性。同样，它为按照P编码方法编码的图象指定一个比按照B编码方法编码的图象更高的重要性。为此目的，除了编码数据F2，编码器COD还提供一个数据项目F3，它涉及所述编码数据的编码方法。
在一个第二实施例中，服务器10包括一个视频序列分析器VSA(在图1中用标有参考数字406的具有虚线边框的方框示出)。该视频序列分析器将视频序列中的图象分类到一个图象类别中，该类别是几个可能类别中的一个。它将数据项目F4传送到与该图象类别相关的微处理器部件E1，其中编码器COD发送的编码数据F2属于该类别。举个例子，在涉及足球比赛的视频序列中，图象类别可以是进球，比赛，观众等等。用于分析视频序列的技术是已知的。在这方面，将对1999年10月Joan Llach和Phlippe Salembier在日本京都发表于“Proceeding of the International Workshop on Very Low Bitrate Video Coding”VLBV’99，第52-56页上的文章“Analysis of Video Sequences：Table of Contents andindex creation”进行参考。数据项目F4由微处理器部件E1使用，以便于为每个分组指定一个重要性级别。再次使用足球比赛的实例，分在类别“进球”中的图像比分在类别“比赛”中的图象具有更高的重要性级别，后者比分类为“观众”的图象具有更高优先级别。
在本发明的第三实施例中，为了对每个将要被发送的分组指定一个重要性级别。微处理器部件E1同时对涉及图象编码方法的数据项目F3，以及涉及图象类别的数据项目F4加以考虑。
在接收机30，一个或多个固定和/或可变的重传策略由微处理器部件E3制定并使用。
举个例子，固定重传策略可以包括授权一定数量的重传请求，作为分组重要性级别的一个函数。再次使用前面的实例，其中指定了三个重要性级别，以下的重传策略可以被定义成，例如：
——如果重要性级别等于1，没有重传请求，
——如果重要性级别等于2，有一个重传请求，
——如果重要性级别等于3，重传请求的数量没有限制。
一个可变的重传策略可以包括，例如，考虑以这种方式，即，将要发送重传请求时使用可用的带宽。例如，重传使用的带宽比例越低，发送一个重传请求需要的重要性级别就越低。以下策略可以被定义，例如：
——如果1％或更多的带宽被用于重传，那么将要发送的重传请求所需要的重要性级别等于3；
——如果0.5％到1％的带宽被用于重传，那么将要发送的重传请求所需要的重要性级别等于或大于2；
——如果小于0.5％的带宽被用于重传，那么将要发送的重传请求所需要的重要性级别等于或大于1。
图2显示了根据本发明的分组传输方法的一个实例。如图2所示，这种方法包括：
——步骤S1用于将分组Pi从发射机10发送到接收机30。每个分组Pi包括N个域Ci，……，CN，其中包含N个重要性级别IL1，……，ILN，它们涉及传输顺序为Pi-1，……Pi-N的N个先前的分组。
——步骤S2用于接收分组Pi，
——步骤S3通过现察接收分组中包含的序列号来检测丢失分组Pk-j，
——步骤S4用于恢复包含在丢失分组Pk-j之后正确接收的第一个分组Pk的域Ck-j中的丢失分组Pk-j的重要性级别ILk-j，
——步骤S5用于决定是否传送一个重传请求RR，该请求涉及丢失分组Pk-j，作为这样恢复的重要性级别ILk-j的一个函数，
——一个步骤用于当所述决定为肯定时发送一个涉及丢失分组的重传请求RR(Pk-j)。
本发明并不局限于上述通过实例所描述的实施例。特别的，除了这里所描述的准则之外，其他的标准也可以被应用，以便于限制网络上传输的重传请求的数量。另外，限制重传的机制也可以被适当的安排到发射机上，以便于限制实际发生的重传的数量。

Claims (10)

1.一种传输系统，包括至少一个发射机(10)和一个接收机(30)，所述发射机包括发送(TX1/RX1)分组(Pi)的装置，所述接收机包括接收(TX3/RX3)分组的装置、检测丢失分组的装置(E3)、以及确定是否发送一个涉及丢失分组(Pk-i)的重传请求(RR)的装置(E3)，该请求被看作是与所述丢失分组有关的重要性级别(ILk-i)的函数，其特征在于所述发射机包括用于构造分组的装置，此装置以这样的方式构造分组，即使得被传分组包括一个或多个字段，这些字段包含涉及一个或多个其它被传分组(Pi-1，……，Pi-N)的一个或多个重要性级别(ILi-1，……，ILi-N)，并且所述接收机包括从接收分组(Pk)中恢复涉及丢失分组(Pk-j)的重要性级别的装置(E3)。
2.如权利要求1所述的传输系统，其特征在于至少一些分组含有涉及一个视频序列中的一幅图象的数据，所述发射机包括一个视频序列分析器(VSA)，它使视频序列中的图象能够被分类到一个图象类别中，该图象类别是几个类别中的一个，并且指定给分组的重要性级别取决于包含在所述分组中的数据所属的图象类别。
3.如权利要求1所述的传输系统，其特征在于至少一些分组包含按照选自几种编码方法中的一种编码方法进行编码的数据，其中指定给分组的重要性级别取决于所使用的编码方法，以便于对所述分组中包含的数据进行编码。
4.如权利要求1所述的传输系统，其中发射机和接收机可以支配传输网络的一定带宽，以便于在其间进行通信，其特征在于所述接收机具有根据被发送的重传请求并考虑所述带宽的利用来确定重要性级别的装置。
5.一种服务器，包括发送分组的装置，其特征在于它包括为所述分组(Pi)指定一个重要性级别(ILi)的装置(E3)，其中所述服务器包括用于构造分组的装置，此装置以这样的方式构造分组，即使得被传分组(Pi)包括一个或多个字段，这些字段包含涉及一个或多个其它分组(Pi-1，……，Pi-N)的一个或多个重要性级别(ILi-1，……，ILi-N)，如果重要性级别所涉及的分组在所述接收机上丢失，则该重要性级别要由接收机所恢复，以便于确定是否发送一个涉及所述丢失分组的重传请求。
6.如权利要求5所述的服务器，其特征在于至少一些分组含有涉及一个视频序列中的一幅图象的数据，所述服务器包括一个视频序列分析器(VSA)，它使视频序列中的图象能够被分类到一个图象类别中，该图象类别是几个类别中的一个，并且指定给分组的重要性级别取决于包含在所述分组中的数据属于的图象类别。
7.如权利要求5所述的服务器，其特征在于至少一些分组包含按照选自几种编码方法中的一种编码方法进行编码的数据，其中指定给一个分组的重要性级别取决于所使用的编码方法，以便于对所述分组中包含的数据进行编码。
8.一种终端，包括接收分组(TX3/RX3)的装置，检测丢失分组的装置(E3)，以及确定是否发送一个涉及丢失分组(Pk-j)的重传请求(RR)的装置(E3)，该请求被看作是与所述丢失分组有关的重要性级别(ILk-j)的函数，其特征在于，所述终端包括从接收分组(Pk)中恢复涉及丢失分组(Pk-j)的重要性级别(ILk-j)的装置(E3)，所述接收分组(Pk)包含涉及包括丢失分组(Pk-j)的一个或多个其它分组(Pi-1，……，Pi-N)的一个或多个重要性级别(ILi-1，……，ILi-N)。
9.如权利要求8所述的终端，可以支配传输网络(20)的一定带宽，用于发送和接收所述分组(Pi)，其特征在于它具有根据被发送的重传请求(RR(Pk-j))并考虑所述带宽的应用来确定重要性级别(ILk-j)的装置。
10.一种分组传输方法，包括用于从发射机(10)向接收机(30)发送分组的步骤(S1)，以及在所述接收机，用于检测丢失分组的步骤(S3)，确定是否发送一个涉及丢失分组(Pk-j)的重传请求(RR(Pk-j)的步骤(S4)，该请求被看作是与所述丢失分组有关的重要性级别(ILk-j)的函数，其特征在于，它包括：
——在所述发射机上指定所述重要性级别，
——构造分组，使分组包括一个或多个字段，这些字段包含涉及一个或多个其它分组的一个或多个重要性级别，
——发送所述分组，以及
——从接收的分组中恢复涉及丢失分组的重更性级别。
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