[发明专利]无线自组网中支持视频数据传输的多信道多址接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频和通信领域，是一种支持视频等实时业务数据传输的多信道多址接入协议。

背景技术

随着优酷、酷6等视频分享网站的发展，人们越来越多的选择看视频作为一种获得知识或者是消遣的方式。人们对于视频的主观需求是要有较高的清晰度和流畅度，针对此需求，由ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)的视频编码专家组和ISO/IEC(国际标准化组织之国际电工委员会)的动态图像专家组联合组成的联合视频组提出了H.264/AVC(Advanced Video Coding)标准。该标准由于可以支持超高清晰度的视频编解码，是目前最热门的视频编解码技术，其对高清媒体的支持更是符合当代人们对视频质量的需求。有了高清的视频，分享就需要通过网络的方式实现。传统的业务例如文档、电邮等数据量很小，且对传输延迟要求很低。而高清视频业务则是一种大数据量、高延迟要求的业务，特别对于在线视频点播、视频通话等应用，其对延迟的要求更高。

根据传输介质的不同，网络大体可以分为有线网络和无线网络两大类。对于有线网络特别是光纤等大传输量的网络，由于传输介质特性稳定，对于高清视频等大数据量、高延迟要求的业务的传输问题不是很突出，但是对于无线网络来说，由于传输介质(通常是空气)特性不稳定、可用带宽等限制，在传输这类业务时很难满足其对带宽和延迟的要求。

目前应用最广泛的无线网络有两类：移动蜂窝网和无线局域网(WLAN：Wireless Local Area Network)。移动蜂窝网的骨干网还是有线的，其性能瓶颈在于空中接口部分，这类网络对实时视频传输支持问题不是本发明的讨论范围。无限局域网俗称“WIFI”，因其具有无需布线、安装周期短、易于维护、容量扩充容易等优点，其应用范围非常广泛。目前主流的WLAN接入协议是IEEE802.11b协议，采用该协议的网卡价格低廉，广泛存在于笔记本电脑、游戏机、手机等各种手持终端。针对无限局域网目前的IEEE802.11b协议在传输视频数据时存在的带宽和延迟问题，有不少的相关工作。

带宽方面：IEEE802.11b协议采用单信道接入技术，所谓单信道接入技术，是指所有的分组都在一个信道中传输，然而IEEE802.11b的物理层提供了3个互不干扰的信道，IEEE802.11a则多达12个。鉴于以上事实，人们提出了多信道接入技术来提高WLAN的速率。在多信道技术中，业务分组可以同时在所有互不干扰的信道中传输，这就充分利用了物理层可用的信道资源，提高了传输速率。目前已有很多应用多信道接入技术的多址接入方案。J.Dunagan等人在2004年提出了SSCH(Slotted Seeded Channel Hopping)的接入方案，该方案要求所有终端以时隙为单位，按照一个伪随机序列进行信道的切换，为了使所有终端时隙对齐，SSCH方案要求整个网络保持时间同步，这在无线网络中是很难实现的。为了解决SSCH方案的同步问题，F.Hou等人在2011年提出了DSMMAC(Difference Set based Multi-channel Medium Access Control)方案，与SSCH方案相比，通过设计巧妙的差集跳频序列，DSMMAC无须时间同步，但是，SSH和DSMMAC每个分组在放送前仍然采用信道竞争方式，无法保证延迟，故这一类型的协议都无法适应H.264格式的实时视频数据传输。另一类无需时间同步的多信道协议是Shih-Lin和Chinh-Yu等人提出的DCA-MAC(Dynamic Channel Assignment Medium Access Control)协议。DCA-MAC协议采用一个公共的控制信道传输控制分组，在公共的控制信道上完成信道分配后在分配的信道进行数据分组交换。但是，DCA-MAC仍然没有改变竞争接入机制，无法保证视频分组的延迟性能。