[发明专利]一种混合网络直播系统中无线组播代理方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用领域，具体涉及一种混合网络直播系统中无线组播代理方法WiAM(Wireless Multicast Agent Mechanism)，该方法特别适合于网络带宽和客户端计算能力有限的无线环境。

背景技术

近年来，无线通信技术的快速发展使得基于高速2.5G/2.75G/3G网络或者地面数字电视广播方式的移动电视和手机电视的热门应用方兴未艾，手机电视和移动电视是通过广播方式向移动终端传输电视节目，主要依托的是移动通信网络或者广电网络，依靠的是复杂的网络和繁多的中继设备完成覆盖移动用户和提供可靠的服务质量。虽然实施和部署系统的难度很大，且与现有的互联网缺少互动，属于专网内的应用，同时在用户交互和控制管理方面也存在一定的缺陷，但是这种无线电视业务也已经得到了快速发展，而且具有很大的发展前景。

现在已经有一些移动直播系统了。GGTV采用基于自有知识产权的视频压缩与传输技术，通过2.5G及3G网络，为移动终端用户提供移动流媒体服务。Funinhand试运营的系统支持CDMA1X和GPRS网络，支持在线直播和点播等不同应用。MobiTV在美国运营商Sprint PCS和Idetic的1900MHz蜂窝网络上实现了实时影像发送服务，并在最近宣布对多播技术和WiMAX技术的支持，将使用这些技术部署新网络。

而相比以话音业务为主的移动通信网络，IEEE标准802.11x协议族无线局域网(Wireless LAN，WLAN)主要面向数据业务，依托无线局域网的移动直播点播应用前景广阔。目前无线局域网技术(特别是802.11b协议即WiFi)虽然在积极推广之中，无线热点和无线网卡的数量大大增加，但是由于带宽和移动性等问题，无线局域网中部署移动流媒体直播或者移动电视的系统并不多见，还局限于一些较基本的应用，如Web，Email等等。WiFi的衍生技术WiMAX更是以更高的带宽和更远的中继距离成为无线通信4G国际标准的强有力竞争者。因此，这种无线网络也是一种适合于负载无线网络直播的一种很好的载体。

同时，在无线网络和移动电视高速发展的同时，在互联网内随着Peer-to-Peer Network和Overlay Network等技术的提出，出现了应用层组播(ALM，Application Layer Multicast)这一概念。它的主要思想是：保持Internet原有的“单播，尽力发送”模型，尽量不改变原来网络的体系结构，而主要通过增加端系统的功能来实现组播的功能。由于对原有网络的改变很少，应用层组播具有很好的灵活性。当然应用层组播中很多技术细节还在研究当中。这些问题的存在也为应用层组播的研究提供了广阔的空间。媒体编码技术，Peer-to-Peer(P2P)和Overlay Network等技术的发展对应用层组播的研究也有很大的促进作用。

现在国内外也已经研究出部分应用层组播技术和相关的P2P流媒体直播系统。以ESM和ALMI算法为代表的小规模多源组播方案，他们将组播组的成员组织成一个网或者树，再以每个数据源为根各构造一个生成树。以NICE和ZigZag为代表的大规模单源组播方案，他们为了解决如何在只有一个组播源的情况下构造大规模的组播树的问题，使用了分层和分群的思路。以CoopNet和SplitStream为代表的基于多树的应用层组播方案，它们的主要思路是，在组成员之间同时维护多个组播树，利用MDC算法把媒体编码成N个媒体流，同时沿多个组播树传播。以Yoid和Host Multicast为代表的应用层组播和IP组播结合的方案，主要思想是：在局部，小规模并且支持IP组播的网络中使用IP组播，而在IP组播构成的“小岛”或者没有IP组播支持的主机之间使用应用层的方式连接。PeerCast则通过限定每个节点所能服务节点的个数来优化节点间的传输延迟，为了减少拓扑结构的动态变化对播放质量的影响，它采用了冗余连接的方式。Coolstreaming和DONet是近年来所提出的基于网状结构应用层多播的典型例子，该方法的主要思想是利用轻量级的Gossip协议来构建一个应用层的覆盖多播网，每个节点既是数据的接收者，也是数据的提供者。

但是，具体来说，在无线局域网中部署流媒体直播系统主要存在两个问题：网络带宽和节点移动性。