一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法及装置，该方法包括：获取用于传输视频文件的上行信道的数据传输情况，其中，视频文件包括多个图像组GOP，GOP包括多个视频帧；根据数据传输情况以及视频帧在GOP中的位置，对编码后的视频帧添加冗余包，其中，冗余包按照视频帧在GOP中从前往后的顺序依次减小；将添加冗余包后的所述视频帧生成数据包，并将数据包发送给基站。本发明专利技术的方案根据信道的数据传输情况以及视频帧的重要性参数调整视频帧冗余包的大小，减小了时延，提高了视频传输质量，提升了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法及装置
本专利技术涉及网络与通信的多媒体
，尤其涉及一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法及装置。
技术介绍
在实时视频的传输过程中，当实时视频的码率超过了当前网络的承载能力，会引起数据包丢失，导致视频质量下降。在无线网上传输实时视频时，核心网和接入网受到网络带宽接入用户数、业务量等因素影响，在无线侧受到无线网信道容量、信道误码率和接收信号强度等参数的影响，波动较大。目前实时视频传输通常采用利用实时传输控制协议(RealtimeTransportControlProtocol，RTCP)反馈信息进行实时码流控制策略，根据RTCP接收报告中的丢包率信息，计算当前网络状况，调整编码码率和编码帧率。但是，利用RTCP协议反馈信息进行实时码流控制的办法有一定时间的滞后性，存在某段时间用户体验很差，RTCP信息反馈需要一段时间，在这段时间内不能传输合适的视频流，过了相当长时间才能得到较好的用户体验；同时若网络状况变好，发送端也不能及时进行调整。这种情况在无线环境下表现更为明显。因此，为了减少视频数据丢失和错误对解码质量造成的不利影响，需要使用一些错误控制技术来提高视频数据在网络上传输的可靠性，其中通常采用的两种方式是：自动重传请求(automaticrepeatrequest，ARQ)和前向纠错(forwarderrorcorrection，FEC)。ARQ通过反馈应答方式来保证数据的可靠性，当接收端正确接收到数据后，必须向发送端发送确认信息，否则发送端将重传数据直至收到确认信息后再发送新的数据。这种方式的优点是可以保证数据的正确性，但是会消耗发送端很多资源而且延迟较长；FEC通过产生一定的冗余数据来检测和纠正数据错误，虽然FEC会浪费一定的网络带宽，但是延迟短。通常FEC在丢包较大时有优势；ARQ在小时延小丢包时有优势。因此，将FEC与ARQ结合起来使用，即为混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeatreQuest，HARQ)。HARQ的基本原理如下：1、在接收端使用FEC技术纠正所有错误中能够纠正的那一部分；2、通过错误检测判断不能纠正错误的数据包；3、丢弃不能纠错的数据包，向发射端请求重新发送相同的数据包。然而，采用HARQ策略来完成端到端实时视频传输，在某些场景下并不适用，如实时视频通话对延时要求极高，通过重传对视频延时增加很大，极大降低了用户体验。同时在分时长期演进(TimeDivisionLongTermEvolution，TDLTE)环境下上行带宽分配的比下行带宽小，使用FEC传输视频增加了视频冗余，所以在网络带宽受限情况下采用FEC情况并不理想。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术实施例提供了一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法及装置，根据信道的数据传输情况及视频帧的重要性参数调整视频帧冗余包的大小，减小了时延，提高了视频传输质量，提升了用户体验。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：依据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法，包括：获取用于传输视频文件的上行信道的数据传输情况，其中，所述视频文件包括多个图像组GOP，所述GOP包括多个视频帧；根据所述数据传输情况以及所述视频帧在所述GOP中的位置，对编码后的所述视频帧添加冗余包，其中，所述冗余包按照所述视频帧在所述GOP中从前往后的顺序依次减小；将添加所述冗余包后的所述视频帧生成数据包，并将所述数据包发送给基站。其中，上述方案中，所述根据所述数据传输情况以及所述视频帧在所述GOP中的位置，对编码后的所述视频帧添加冗余包的步骤之前，所述方法还包括：根据所述数据传输情况，确定编码参数，并依据所述编码参数对采集的所述视频文件的视频帧进行编码。其中，上述方案中，所述根据所述数据传输情况，确定编码参数，并依据所述编码参数对采集的所述视频文件的视频帧进行编码的步骤之前，所述方法还包括：根据所述数据传输情况，确定视频采集参数，并根据所述视频采集参数采集视频文件。其中，上述方案中，所述数据传输情况包括数据传输丢包率Pd、数据重传率Pr、以及所述上行信道的可用信道速率C。其中，上述方案中，所述根据所述数据传输情况以及所述视频帧在所述GOP中的位置，对编码后的所述视频帧添加冗余包的步骤包括：根据所述可用信道速率C，确定所述上行信道的最大传输速率Vmax；根据所述视频帧在相应GOP中的位置，以及所述最大传输速率Vmax对所述视频帧添加冗余包。其中，上述方案中，所述根据所述视频帧在相应GOP中的位置，以及所述最大传输速率Vmax对所述视频帧添加冗余包的步骤包括：根据所述视频帧在相应GOP中的位置，设置所述视频帧的优先级，其中，所述视频帧的优先级按照所述视频帧在所述GOP中从前往后的顺序依次降低；获取在所述第一预设时间段内的数据包的平均传输数量q；根据在所述第一预设时间段内的数据包的平均传输数量q、所述数据包的预设传输包头Th、所述最大传输速率Vmax以及所述视频编码码率Vb，获得平均冗余度S＝(Vmax-Vb-q*Th)/Vmax；根据所述视频帧的优先级，在所述平均冗余度S的基础上增大或减小预设值，获得所述视频帧添加的所述冗余包的大小，并将所述冗余包添加给相应的视频帧，其中，所述冗余包的大小随所述优先级的升高而增大。其中，上述方案中，当传输给所述基站的所述数据包的失败次数超过预设阈值时，所述方法还包括：接收所述基站反馈的数据接收出错消息，并判断传输失败的所述数据包是否需要重新传输，当需要重新传输时，将传输失败的所述数据包重新传输给所述基站。其中，上述方案中，所述数据接收出错消息中携带有传输失败的所述数据包的序号；所述判断传输失败的所述数据包是否需要重新传输，当需要重新传输时，将传输失败的所述数据包重新传输给所述基站包括：根据所述序号，获取传输失败的所述数据包的优先级n和时间戳t0，其中，所述数据包的优先级为所述数据包属于的所述视频帧的优先级；根据所述优先级n和所述时间戳t0，获得传输失败的所述数据包的重传概率其中，t1为当前时刻，Δt为预设最大重传时间间隔，m为预设最低优先级，且n和m均为正整数；当所述重传概率p超过预设阈值时，将传输失败的所述数据包重新传输给所述基站。其中，上述方案中，当在第二预设时间段内，收到的所述数据出错消息的数量超过预设数量时，所述方法还包括：将所述数据包中优先级小于预设优先级的数据包舍弃。其中，上述方案中，所述编码参数包括视频编码码率Vb和GOP值，所述根据所述数据传输情况，确定编码参数，并依据所述编码参数对采集的所述视频文件的视频帧进行编码的步骤包括：根据所述数据传输丢包率Pd和所述数据重传率Pr确定所述GOP值；根据所述数据传输丢包率Pd、数据重传率Pr、以及所述可用信道速率C，获得视频编码码率Vb；根据所述视频编码码率Vb和所述GOP值对所述视频文件的视频帧进行编码。其中，上述方案中，所述根据所述数据传输丢包率Pd和所述数据重传率Pr确定所述GOP值的步骤为：根据所述数据传输丢包率Pd和所述数据重传率Pr，确定第i+1个预设时间段内所述GOP值Gi+1＝Gi*θd*2/(Pd+Pr)，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法，其特征在于，包括：获取用于传输视频文件的上行信道的数据传输情况，其中，所述视频文件包括多个图像组GOP，所述GOP包括多个视频帧；根据所述数据传输情况以及所述视频帧在所述GOP中的位置，对编码后的所述视频帧添加冗余包，其中，所述冗余包按照所述视频帧在所述GOP中从前往后的顺序依次减小；将添加所述冗余包后的所述视频帧生成数据包，并将所述数据包发送给基站。

【技术特征摘要】
1.一种长期演进LTE网络下的视频上行传输方法，其特征在于，包括：获取用于传输视频文件的上行信道的数据传输情况，其中，所述视频文件包括多个图像组GOP，所述GOP包括多个视频帧；根据所述数据传输情况以及所述视频帧在所述GOP中的位置，对编码后的所述视频帧添加冗余包，其中，所述冗余包按照所述视频帧在所述GOP中从前往后的顺序依次减小；将添加所述冗余包后的所述视频帧生成数据包，并将所述数据包发送给基站。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据传输情况以及所述视频帧在所述GOP中的位置，对编码后的所述视频帧添加冗余包的步骤之前，所述方法还包括：根据所述数据传输情况，确定编码参数，并依据所述编码参数对采集的所述视频文件的视频帧进行编码。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据传输情况，确定编码参数，并依据所述编码参数对采集的所述视频文件的视频帧进行编码的步骤之前，所述方法还包括：根据所述数据传输情况，确定视频采集参数，并根据所述视频采集参数采集视频文件。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据传输情况包括数据传输丢包率Pd、数据重传率Pr、以及所述上行信道的可用信道速率C。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据传输情况以及所述视频帧在所述GOP中的位置，对编码后的所述视频帧添加冗余包的步骤包括：根据所述可用信道速率C，确定所述上行信道的最大传输速率Vmax；根据所述视频帧在相应GOP中的位置，以及所述最大传输速率Vmax对所述视频帧添加冗余包。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述视频帧在相应GOP中的位置，以及所述最大传输速率Vmax对所述视频帧添加冗余包的步骤包括：根据所述视频帧在相应GOP中的位置，设置所述视频帧的优先级，其中，所述视频帧的优先级按照所述视频帧在所述GOP中从前往后的顺序依次降低；获取在所述第一预设时间段内的数据包的平均传输数量q；根据在所述第一预设时间段内的数据包的平均传输数量q、所述数据包的预设传输包头Th、所述最大传输速率Vmax以及所述视频编码码率Vb，获得平均冗余度S＝(Vmax-Vb-q*Th)/Vmax；根据所述视频帧的优先级，在所述平均冗余度S的基础上增大或减小预设值，获得所述视频帧添加的所述冗余包的大小，并将所述冗余包添加给相应的视频帧，其中，所述冗余包的大小随所述优先级的升高而增大。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当传输给所述基站的所述数据包的失败次数超过预设阈值时，所述方法还包括：接收所述基站反馈的数据接收出错消息，并判断传输失败的所述数据包是否需要重新传输，当需要重新传输时，将传输失败的所述数据包重新传输给所述基站。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述数据接收出错消息中携带有传输失败的所述数据包的序号；所述判断传输失败的所述数据包是否需要重新传输，当需要重新传输时，将传输失败的所述数据包重新传输给所述基站包括：根据所述序号，获取传输失败的所述数据包的优先级n和时间戳t0，其中，所述数据包的优先级为所述数据包属于的所述视频帧的优先级；根据所述优先级n和所述时间戳t0，获得传输失败的所述数据包的重传概率其中，t1为当前时刻，△t为预设最大重传时间间隔，m为预设最低优先级，且n和m均为正整数；当所述重传概率p超过预设阈值时，将传输失败的所述数据包重新传输给所述基站。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当在第二预设时间段内，收到的所述数据出错消息的数量超过预设数量时，所述方法还包括：将所述数据包中优先级小于预设优先级的数据包舍弃。10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述编码参数包括视频编码码率Vb和GOP值，所述根据所述数据传输情况，确定编码参数，并依据所述编码参数对采集的所述视频文件的视频帧进行编码的步骤包括：根据所述数据传输丢包率Pd和所述数据重传率Pr确定所述GOP值；根据所述数据传输丢包率Pd、数据重传率Pr、以及所述可用信道速率C，获得视频编码码率Vb；根据所述视频编码码率Vb和所述GOP值对所述视频文件的视频帧进行编码。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据传输丢包率Pd和所述数据重传率Pr确定所述GOP值的步骤为：根据所述数据传输丢包率Pd和所述数据重传率Pr，确定第i+1个预设时间段内所述GOP值Gi+1＝Gi*θd*2/(Pd+Pr)，其中，Gi为第i个预设时间段内所述GOP值，θd为预设丢包阈值，i为正整数。12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述视频采集参数包括视频分辨率和视频帧率，所述根据所述数据传输情况，确定视频采集参数，并根据所述视频采集参数采集视频文件的步骤包括：根据所述数据传输丢包率Pd、数据重传率Pr、以及所述可用信道速率C，获得视频编码码率Vb；根据所述编码码率Vb确定所述视频分辨率和所述视频帧率，并根据所述视频分辨率和所述视频帧率采集所述视频文件。13.如权利要求10或12所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据传输丢包率Pd、数据重传率Pr、以及所述可用信道速率C，获得视频编码码率Vb的步骤包括：获取所述上行信道的除传输所述视频文件的其他业务的最大带宽AS和所需速率To；根据所述其他业务的最大带宽AS和所需速率To，以及所述可用信道速率C，获得所述最大传输速率Vmax＝min(C-To，AS)；获取在所述第一预设时间段内的数据包的传输数量q；根据在所述第一预设时间段内的数据包的传输数量q，所述数据包的预设传输包头Th、所述数据传输丢包率Pd、所述数据重传率Pr以及所述最大传输速率Vmax，获得视频编码码率Vb＝Vmax*[1-(Pd+Pr)/2]*f-q*Th，其中，f为预设加权系数。14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述可用信道速率C，确定所述上行信道的最大传输速率Vmax的步骤包括：获取所述上行信道的除传输所述视频文件的其他业务的最大带宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世俊，
申请(专利权)人：中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：北京,11