一种实时流媒体无线传输方法及其系统与流程

本发明涉及数据传输方法及其系统，具体涉及一种实时流媒体无线传输方法及其系统。

背景技术：

基于802.11的无线局域网，由于无线通信链路常受信号衰落、其它无线传输干扰等因素的影响，导致无线链路不稳定，容易引起数据包丢包现象。目前，大部分实时音频传输系统采用基于UDP的传输协议来传递媒体数据包，但由于协议本身可靠性问题，在网络状态不佳的情况下会出现丢包和抖动，未能达到良好的实时播放效果；也有部分实时音频系统采用基于TCP的传输协议，但因其不适合存在较大误码率且带宽受限的无线网络，在无线信道突发异常时，将不断重发数据包，既破坏流媒体的实时性也加剧了网络拥塞。

传统音箱采用有线的接入方式，大大的限制了用户的使用场景，比如多声道环绕系统组建需要铺设大量音频线路，铺设成本高、实施难度也比较大。随着物联网的发展，无线智能音箱逐渐走进人们的生活，为多声道环绕音箱系统的实施提供了新的思路。无线智能音箱系统中，多房间播放作为一个新的应用场景，越来越受用户青睐。多房间音频组的播放模式是通过一个主设备向所有从设备推送音频数据，使主从音箱能够同时同步的播放音乐，为了能做到同时同步流畅地播放，就需要音箱之间进行稳定的数据传输。

目前数据传输的主要方式有两种，一是基于TCP的流媒体协议，按照这种方式的数据传输可靠性较高，但由于无线网络环境抗干扰能力差、丢包率高等特点，在网络突发异常时，会误认为发生拥塞而导致实时性能较差。二是采用基于UDP的实时流媒体协议，按照这种方式数据传输速度快，通常也能够提供实时带宽信息以便发送端调节流媒体编码率或者数据发送速率，但由于协议不提供可靠数据的传输，发生丢包时很容易引起实时音频流播放卡顿，用户体验较差。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的提供一种能够有效改善无线实时音频传输丢包方案的实时流媒体无线传输方法及其系统。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种实时流媒体无线传输方法，其改进之处在于，当发送端的个数与接收端的个数一一对应时，所述方法包括下述步骤：

步骤101：发送端与接受端建立实时音频数据通道；

步骤102：接收模块监听实时音频数据通道，接收发送端发送的音频数据；

步骤103：接收端判定音频数据包的丢包发生时，通过丢包反馈或重传通道通知发送端；

步骤104：发送端重新发送音频数据包的丢包给接收端。

进一步地，所述步骤101中，将实时音频数据缓存在带发送缓冲区，发送端将待发送音频数据按照预设数据单元，依次取出音频数据，并对音频数据进行编号和封包，通过实时音频数据通道发送给接收端，并把发送的数据包暂存进历史发送缓存区。

进一步地，所述预设数据单元小于最大传输单元。

进一步地，所述步骤102中，若接收端接收到的音频数据次序与传输的数据包先后顺序不同时，采用第一级缓冲区暂存接收到的音频数据包，依照接收到音频数据包的编号，对接收到的音频数据包进行重新排列。

进一步地，所述步骤103中，接受端从第一级缓冲区中取音频数据包，当检测到当前音频数据包与前一个不连续时，则认为发生了丢包现象，通过丢包反馈或重传通道通知发送端，等待发送端重传音频数据包的丢包直到超时。

进一步地，所述步骤104中，发送端接收到音频数据包的丢包重传的请求之后，解析出音频数据包的丢包的起始编号及丢失数目，从历史发送缓冲区中取出音频数据包的丢包，发送给接收端。

进一步地，当一个发送端对应多个接收端时，所述步骤103和104分别变换为：

步骤201：同一个发送端向多个接收端发送数据的情况下，由于每个接收端与发送端之间网络通信状态不同，导致每个接收端在数据接收过程中音频数据包丢失情况不同，得到每个接收端的丢包反馈信息不同；分别获取每个接收端的丢包信息，通过丢包反馈或重传通道发送给发送端；

步骤202：发送端根据接收到音频数据包的丢包反馈请求，解析出对应接收端、音频数据包的丢包数目与起始编号，从历史发送数据缓冲区找出需要重传的音频数据包，重传给对应的接收端。

本发明还提供一种实时流媒体无线传输系统，其改进之处在于，所述系统包括进行数据交互的发送端和接收端；

所述发送端包括：发送模块和重传确认模块；所述接收端包括：接收模块和丢包判断模块；

所述发送模块通过实时音频数据通道与接收模块连接；所述重传确认模块通过丢包反馈或重传通道与所述丢包判断模块连接。

进一步地，所述发送模块用于将实时音频数据缓存在带发送缓冲区，发送端将待发送音频数据按照预设数据单元，依次取出音频数据，并对音频数据进行编号和封包，通过实时音频数据通道发送给接收端，并把发送的数据包暂存进历史发送缓存区；

所述接收模块用于监听实时音频数据通道，接收发送端发送的音频数据包，并将接收到的音频数据包进行重新排列后插入到第一级接收缓冲区；

所述丢包判断模块用于从第一级缓冲区中取音频数据包，检测当前音频数据包与前一个不连续时，则认为发生了频数据包的丢包现象，通过丢包反馈或重传通道通知发送端，等待发送端重传音频数据包的丢包直到超时；

所述重传确认模块用于接收到重传音频数据包的丢包请求，从请求包中取出丢包，并根据当前的无线传输判断是否重传该丢失的数据包。

进一步地，所述预设数据单元小于最大传输单元。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

无线实时流媒体传输过程中，接收端通过两级缓冲，先排除了乱序的情况，减少误重传的情况。当接收端发现丢包时，通过快速通道反馈给发送端，发送端重发丢失数据包。

本发明只有在发生丢包的情况下，才会向发送端发出丢包反馈，而不是周期性通知发送方。本发明采用了两条数据通道，当实时流媒体通道发生丢包时，在一条新的传输通道上反馈/重传数据包，具有更高的实时性。

附图说明

图1是本发明提供的第一优选技术方案的实时流媒体无线传输系统的结构示意图；

图2是本发明提供的第二优选技术方案的当一个发送端对应多个接收端时的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

第一优选技术方案：

如图1所示，为本发明提供的第一优选技术方案的实时流媒体无线传输系统的结构示意图，本发明技术方案按照系统功能，包括进行数据交互的发送端和接收端；

所述发送端包括：发送模块和重传确认模块；所述接收端包括：接收模块和丢包判断模块；所述发送模块通过实时音频数据通道与接收模块连接；所述重传确认模块通过丢包反馈或重传通道与所述丢包判断模块连接。

发送模块按照预设数据包大小依次从发送数据缓冲区取数据，封包发往接收模块、再把成功发送的数据包存入历史发送缓冲区；接收模块将接收到的数据包进行重新排列后插入到第一级接收缓冲区；接收丢包判断模块从第一级接收缓冲区取数据包，根据包序号连续性判断是否发生了丢包，一旦确认发生了丢包，则向发送重传确认模块发送重传请求，然后等待接收重传的数据包，直到超出预设时间；发送重传确认模块接收到重传请求，从请求包中取出丢包，并根据当前的RTT(无线传输)判断是否重传该丢失的数据包。

本发明提供了一种无线实时流媒体的传输方法。如图1所示，包含了以下几个步骤。

步骤101：将实时音频数据缓存在带发送缓冲区，发送模块将待发送数据按照预设数据单元，依次取出数据，对数据进行编号、封包，通过实时音频数据通道发送给接收端，并把发送的数据包暂存进历史发送缓存区。其中，预设数据单元小于最大传输单元。

步骤102：接收模块监听实时音频数据通道，接收发送端发送的数据。其中，接收端接收到的数据次序可能与传输的数据包先后顺序不同。例如，对于编号为0，1，2的数据包，发送端按照0，1，2的顺序依次发送。实际传输过程中，接收端有可能先接收到编号为2的数据包，然后才接收到0，1数据包。为了能够有效还原发送端数据。采用第一级缓冲区暂存接收到的数据包，依照接收到数据包的编号，对接收到的数据包进行重新排列。

步骤103：丢包判断模块从第一级缓冲区中取数据包，当检测到当前数据包与前一个不连续时，则认为发生了丢包，通过丢包反馈/重传通道通知发送端，等待发送端重传数据包直到超时。

步骤104：发送端重传确认模块接收到丢包重传的请求之后，解析出丢包的起始编号及丢失数目，从历史发送缓冲区中取出数据包，发送给接收端。

第二优选技术方案：

如图2所示，本发明提供的第二优选技术方案的当一个发送端对应多个接收端时的流程图，特别的，当发送端只有一个，而接收端有很多个的时候，如图2所示。

步骤201：同一个发送端向多个接收端发送数据的情况下，由于每个接收端与发送端之间网络通信状态不同，可能导致每个接收端在数据接收过程中数据包丢失情况不同，从而到时每个接收端的丢包反馈信息不同。分别获取每个接收端的丢包信息，通过丢包反馈/重传通道发送给发送端。

步骤202：发送端根据接收到的丢包反馈请求，解析出具体接收端、丢包数目与起始编号，从历史发送数据缓冲区找出需要重传的数据包，重传给对应的接收端。

本发明提供的数据传输的方法机器系统，能够有效改善无线实时音频传输丢包的方案。数据传输速度快、可靠性高。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。