[发明专利]用于通过无线网络的数字视频传输的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过不可靠的无线通道的数字视频传输控制的方法和系统。本发明还涉及在数字视频系统中的数据分组的自适应传输。

背景技术

由于在无线网络中可利用的数据带宽小于通过该网络传输的数字视频的数据传输率，因此使用诸如MPEG之类视频编码标准的、通过无线网络的数字视频的传输通常会导致所显示视频无法接受的品质降低。

一种使数字视频适合于可利用的带宽的方法是将单层数字视频数据流分割为包含基本层(BL)和至少一个增强层(EL)的多层视频流，并随后通过网络传输这些层。BL分组包括视觉上的重要数据，EL分组包括视觉上的不太重要的数据。BL和EL分组必须在预定的截止时间(其确定最大可容许的端到端延迟)之前到达接收机，以便重组图像。

通过不可靠的无线通道传输的分层视频数据通常会遇到减小的介质容量。当无线介质的容量降低到低于压缩(分层的)视频的比特率时，典型的流控制算法就指示必须丢弃一些分组。就是说，在预定传递截止时间之后到达接收机的任何分组是没有用的。因此，最好首先丢弃这些分组而不传输它们，以便能使用剩余的通道带宽来传输能及时到达接收机的分组。

现有的用于视频数据的流控制方法或者太复杂或者要求可能是无法得到的额外信息，例如通道状态信息(CSA)。例如，如上所述，在现有视频传输系统中，视频内容被组织为多个层或优先级等级。该区分优先级的信息驻留在应用层中，并需要传递到通信设备的较低层(具体而言，数据链路层和介质访问控制层)以区分传输。新出现的IEEE 802.11e标准指定一种方法，即业务量规范(traffic specification)或TSPEC，以将数据业务量流信息传递到数据链路(DL)层和介质访问控制(MAC)层。然而，IEEE 802.11e的实施要求在无线LAN(WLAN)设备中的多个队列并且要对MAC协议进行修改，因此只能采用这种设备的新设计方案来实现。另外，许多现有WLAN设备或WLAN HW/SW设计方案不能被升级以支持IEEE 802.11e。

最后，尽管具有可论证的有效性，当前的使用在RTP标题中的专有视频负载型规范的信号通知机制使得RTP分组与RTP规范不相符。而且，它只能工作在点对点通信情况。所希望的是在每个通信会话期间或流执行这种信号通知，而不是每个分组都执行，以减小系统开销量，并遵守通信堆栈的较低层的基于流的设计原理。

发明内容

本发明的系统和方法提供了区分优先级的/自适应的流和分层视频流方法，以减轻带宽不足的影响，来容纳数字视频的高数据传输率。而且，本发明的系统和方法将信息从应用层提供到DL和MAC层，并同时保持视频数据分组形式服从现有的、用于采用多个同时进行的视频应用进行区分传输的通信协议和各种算法。

本发明的系统和方法提供了几个可选实施例，用于根据对于传输数字视频的各个视频应用所进行的传输控制是共同进行的还是分别进行的，来进行区分优先级的传输控制。

本发明包括有差异的传输(不相等的错误保护或UEP，及基于缓冲器充满程度的、选择性的分组丢弃)算法，其只适用于一个视频应用的点对点传输。在自适应流式传输系统中，诸如在本发明中所述的分层视频流式传输系统，给予每个层(或类似的，数据的每个部分或子集)的优先级对于用于UEP和链接自适应目的的DL和MAC层都是重要的。由于每个视频层(或视频数据子组；由此以后“层”用于指代二者)与唯一的发送者/接受者IP地址和端口对相关联，因此，在优选实施例中使用了这种关联的隐含的或明确的映射，以向DL和MAC发信号告知分层/优先级信息。

在一个优选实施例中，基本服务区(BSS)的接入点(AP)为多个视频应用充当聚集点。AP知晓所有此种视频业务量，并用每个视频应用的区分优先级的/自适应机制和分层的信号发送来进行每个视频流的传输控制。

附图说明

图1A-B示出了多层数字视频序列的基本和增强层的、基于帧的分组传输顺序；

图2示出了根据本发明的多层视频传输系统修改的设备的概念框图；

图3示出了同时传送视频和数据业务量的无线网络；

图4示出了用于包括不同类型的数据业务量的排队规则；

图5示出了优先级排队；

图6示出了用于分层视频流式传输的多缓冲器排队规则；

图7示出了用于分层视频流式传输的双缓冲器排队规则；及

图8示出了用于并行应用的分层视频流式传输的操作系统网络堆栈。

具体实施方式