一种网络实时音频会话媒体数据多径冗余传输方法技术

本发明专利技术提供一种网络实时音频会话媒体数据多径冗余传输方法，包括：音频媒体数据的发送端将捕获的音频媒体数据按照实时音频会话双方协商的音频编解码格式和网络传输协议打包，采用冗余方式同时发送至多条不完全相交的传输路径上，进行实时音频媒体数据多径冗余传输，音频媒体数据的接收端对接收的来自不同传输路径的音频媒体数据分组进行冗余剔除和重组操作，并按照实时音频会话双方协商的音频编解码格式和网络传输协议还原原始音频数据。由此，能够有效降低单一路径条件变化引起的丢包、时延和抖动对媒体数据端到端传输的整体影响，进而提升实时音频媒体数据传输的可靠性，提升网络音频会话业务的用户体验质量(QoE)。

【技术实现步骤摘要】

： 本专利技术涉及网络通信
，尤其涉及一种网络实时音频会话媒体数据多径冗 余传输方法。
技术介绍
： 因特网采用"尽力而为"的传输机制，并不能为端到端媒体传输提供服务质量 (QoS)保证。实时音频会话是一类典型的网络通信业务，其媒体传输通常占用几kbps到几 百kbps的传输带宽，是一类窄带业务，虽然占用带宽小，但对传输实时性要求较高。目前 IP通信终端音频媒体传输通常采用传统RTP和UDP协议进行传输控制，采用没有服务质量 (QoS)保证的端到端缺省路由路径（单一路径）进行传输，端到端路径环节中不确定拥塞引 起的数据丢包和时延抖动常常造成音频媒体数据无法重组和解码，严重影响实时音频会话 的品质。因特网已经成为网络通信重要的承载网络，改进实时音频会话媒体传输方式，提升 业务体验质量是亟待解决的重要问题。
技术实现思路
： 针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种网络实时音频会话媒体数据多径冗余传输 方法，该方法结合实时音频媒体占用传输带宽较低的特征，通过构建端到端的不完全相交 传输路径，并采用多径冗余传输控制机制与协议，实现实时音频媒体数据多路径冗余方式 传输。这种多径冗余传输方法可有效降低单一路径条件变化引起的丢包、时延和抖动对媒 体数据端到端传输的整体影响，进而提升实时音频媒体数据传输的可靠性，提升网络音频 会话业务的用户体验质量。 本专利技术提供，包括： 音频媒体数据的发送端将捕获的音频媒体数据按照实时音频会话双方协商的音 频编解码格式和网络传输协议打包，采用冗余方式同时发送至多条不完全相交的传输路径 上，进行实时音频媒体数据多径冗余传输； 音频媒体数据的接收端对接收的来自不同传输路径的音频媒体数据分组进行冗 余剔除和重组操作，并按照实时音频会话双方协商的音频编解码格式和网络传输协议还原 原始音频数据。 可选地，所述多条不完全相交的传输路径包括：一条基于缺省路由的默认路径和 一条或多条不完全相交的冗余传输路径。 可选地，根据所述实时音频会话设置冗余系数，所述多条不完全相交的传输路径 的条数大于所述实时音频会话设置的冗余系数。 可选地，所述冗余剔除和重组操作，包括： 设置并初始化子流缓冲区、重组缓冲区和抖动消除窗口； 所述音频媒体数据的接收端对接收到的所述音频媒体数据分组进行冗余剔除操 作； 所述音频媒体数据的接收端对冗余剔除操作后的所述音频媒体数据分组进行重 组操作。 可选地，所述设置并初始化子流缓冲区、重组缓冲区和抖动消除窗口，包括： 设置与不完全相交的传输路径条数相同个数的子流缓冲区，所述子流缓冲区用于 接收不同传输路径的音频媒体数据分组，初始化每个所述子流缓冲区的各个存储位置为 空； 设置重组缓冲区，所述重组缓冲区用于存储冗余剔除后的音频媒体数据分组的序 号、存储所述音频媒体数据分组的子流缓冲区的序号及所述音频媒体数据分组在存储的子 流缓冲区中的存储位置，初始化所述重组缓冲区大小为N,，所述重组缓冲区中用于存储的 冗余剔除操作后的音频媒体数据分组的序号全部初始化为-1，所述存储所述音频媒体数据 分组的子流缓冲区的序号及所述音频媒体数据分组在存储的子流缓冲区中的存储位置全 部初始化为空； 设置抖动消除窗口，所述抖动消除窗口用于实现所述音频媒体数据分组的抖动消 除，初始化所述抖动消除窗口的大小为w，w G 。 可选地，所述冗余剔除操作，包括： S1、采用轮询的方式查询每个所述子流缓冲区，得到最新接收到的所述音频媒体 数据分组i，提取所述音频媒体数据分组i的序号，记为FSN 1; S2、将所述音频媒体数据分组的序号FSNi与所述重组缓冲区大小N ,进行模运算， 得到数值m，即m = FSNi modN,，查询所述重组缓冲区中m位置存储的音频媒体数据分组的 序号，记为LFSl; S3、若-1，则将FSN i的值赋给J_FSN "，将所述音频媒体数据分组i所在 的子流缓冲区的序号及存储位置存储到重组缓冲区m位置中，执行步骤S1 ; S4、若J_FSN"^ -1，FSN i > J_FSN "，则将FSNi的值赋给J_FSN "，将所述音频媒体数 据分组i所在的子流缓冲区的序号及存储位置存储到重组缓冲区m位置中，执行步骤S1 ; S5、g -1，FSN J_FSN"，则执行步骤 S1。 可选地，所述采用轮询的方式查询每个所述子流缓冲区，包括： 所述音频媒体数据的接收端定期统计每个所述子流缓冲区中的音频媒体数据分 组的接收与冗余剔除情况，得到不同传输路径对应的子流缓冲区的轮询优先级序列； 所述音频媒体数据的接收端根据所述轮询优先级序列查询每个所述子流缓冲区， 进行冗余剔除操作。 可选地，所述重组操作，包括： 动态调节抖动消除窗口大小； 根据所述抖动消除窗口大小，进行所述音频媒体数据分组回调操作。 可选地，所述动态调节抖动消除窗口大小，包括： 记录音频媒体数据分组i到达所述重组缓冲区的时间R(i)，根据所述音频媒体 数据分组i中时间戳或其他用于记录音频媒体数据分组发送时间的标志位，得到所述音 频媒体数据分组i的发送时间s(i)，计算所述音频媒体数据分组i的时延抖动J(i)= R⑴-S⑴； 根据已到达所述重组缓冲区的音频媒体数据分组，得到新到达所述重组缓冲区的 音频媒体数据分组i的预期时延抖动其中，N为固定值，i多N，P(k)为 加权系数，且 计算所述音频媒体数据分组i时延抖动的类标准误差 设置阈值gi、82用于判断抖动消除窗口大小更改范围，且g g 2;当> 〇，增加抖动消除窗口大小，若JARMSE⑴G，抖动消除窗口增 加,若JARMSE(i) > g2，抖动消除窗口增加1其 中，k G ;当./(/)_开)S〇，缩减抖动消除窗口大小，若JARMSE⑴G，抖动消除窗口缩 减2g1+A 7^],若JARMSE(i) > g2，抖动消除窗口缩减其 中，k G ; 若调节后的抖动消除窗口的大小W小于抖动消除窗口最小值W_，则将抖动消除 窗口的大小设置为抖动消除窗口最小值W_，若调节后的抖动消除窗口的大小W大于抖动 消除窗口最大值W_，则将抖动消除窗口的大小设置为抖动消除窗口最大值W_; 当JARMSE⑴< gi，抖动消除窗口的大小无需改变； 若对抖动消除窗口大小进行了修改，则更改的音频媒体数据分组i的预期时延抖 动为区间中任一整数，否则，不进行更改。 可选地，所述根据所述抖动消除窗口大小，进行所述音频媒体数据分组回调操作， 包括： 在抖动消除窗口中查找到音频媒体数据分组序号为FSN的音频媒体数据分组，按 照实时音频会话双方协商的音频编解码格式和网络传输协议进行回调解码，在抖动消除窗 口中查找音频媒体数据分组序号为FSN+1的音频媒体数据分组； 若查找到，则将音频媒体数据分组序号为FSN+1的音频媒体数据分组回调解码， 继续查找音频媒体数据分组序号为FSN+2的音频媒体数据分组，否则，判断抖动消除窗口 是否有剩余，若无剩余，则将音频媒体数据分组序号为FSN+1的音频媒体数据分组再执行 一次回调解码操作，继续查找音频媒体数据分组序号为FSN+2的音频媒体数据分组，否则， 等待预设时间t后继续查找； 若连续三次查找成功，则将抖动消除窗口缩减一个数据帧的大小，判断此时抖动 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络实时音频会话媒体数据多径冗余传输方法，其特征在于，包括：音频媒体数据的发送端将捕获的音频媒体数据按照实时音频会话双方协商的音频编解码格式和网络传输协议打包，采用冗余方式同时发送至多条不完全相交的传输路径上，进行实时音频媒体数据多径冗余传输；音频媒体数据的接收端对接收的来自不同传输路径的音频媒体数据分组进行冗余剔除和重组操作，并按照实时音频会话双方协商的音频编解码格式和网络传输协议还原原始音频数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷为民，李浩，张伟，刘少伟，关云冲，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21