專利名稱：一種基于公共移動(dòng)通信的視頻多鏈路傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公共移動(dòng)通信設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)，尤其涉及一種基于公共
移動(dòng)通信的視頻多鏈路傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的基于GPRS/CDMA的無(wú)線視頻監(jiān)控技術(shù)整合了 GPRS/CDMA無(wú)線互聯(lián)技術(shù)、視 頻壓縮技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理等技術(shù)。把實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像通過(guò)無(wú)線通訊終端發(fā)送到公共的GPRS/ CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，然后通過(guò)Internet在遠(yuǎn)端得到實(shí)時(shí)圖像信息。該技術(shù)能很好地整合 GPRS/CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，將難于布線的被監(jiān)控點(diǎn)、移動(dòng)的載體與 控制中心連接起來(lái)，達(dá)到無(wú)線固定視頻監(jiān)控或移動(dòng)視頻監(jiān)控的目的。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸帶 寬的原因，特別是上行實(shí)際的平均輸送速率，對(duì)圖像的質(zhì)量和畫面連續(xù)性影響很大。并且在 設(shè)備上使用單獨(dú)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊，很難保證設(shè)備在無(wú)線鏈路上傳輸視頻的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明就是為了克服傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的缺點(diǎn)，采用多鏈路 捆綁技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸，支持多達(dá)4路CDMAlx/EVDO/TD-SCDMA/WCDMA等同 類型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊捆綁，顯著提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。 因此，本發(fā)明提出一種基于公共移動(dòng)通信的視頻多鏈路傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法，包括以 下步驟 A.在數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)處理流程中，首先開啟無(wú)線傳輸信道，統(tǒng)計(jì)傳輸信道中包含的 無(wú)線鏈接數(shù)N，即是狀態(tài)為在線的無(wú)線模塊數(shù)量，編碼器產(chǎn)生的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)編排序號(hào)，稱 為"大序號(hào)"，均勻分成N個(gè)小的數(shù)據(jù)包，按前后關(guān)系編為1 N的序號(hào)，稱為"小序號(hào)"，在 每個(gè)小數(shù)據(jù)包中包含有"大序號(hào)"和"小序號(hào)"等信息，并緩存于傳輸信道緩沖區(qū)；
B.檢測(cè)傳輸信道中無(wú)線鏈接狀態(tài)； C.如果無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈接正常，則執(zhí)行步驟D ;如果無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈接不正常，則系統(tǒng)為無(wú) 線模塊啟動(dòng)狀態(tài)維護(hù)服務(wù)，在完成狀態(tài)維護(hù)服務(wù)后繼續(xù)執(zhí)行步驟B ; D.對(duì)傳輸信道中可用的無(wú)線鏈接，系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載均衡的原則選擇合適的無(wú)線鏈 接； E.檢測(cè)傳輸信道接收視頻數(shù)據(jù)緩沖區(qū)狀態(tài)； F.如果信道緩沖區(qū)未阻塞，則執(zhí)行步驟G ;如果信道緩沖區(qū)阻塞，則采用丟包處理
策略，在丟包處理完成后，繼續(xù)執(zhí)行步驟E ; G.多個(gè)模塊同時(shí)發(fā)送拆分后視頻數(shù)據(jù)包； H.統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)傳輸信道的發(fā)送數(shù)據(jù)的碼率，據(jù)此調(diào)整編碼器的編碼參數(shù)；如 果數(shù)據(jù)未傳輸完成，則返回執(zhí)行步驟A ;如果數(shù)據(jù)傳輸完成，則執(zhí)行步驟I ;
I.關(guān)閉傳輸信道，服務(wù)等待。
其中，在步驟A之前還包括無(wú)線模塊初始化步驟，具體為

步驟A4
A5 ;
結(jié)束。







Al.開始無(wú)線模塊初始化；
A2.如果無(wú)線模塊初始化成功，則執(zhí)行步驟A3 ;如果無(wú)線模塊初始化失敗，則執(zhí)行
A3.設(shè)置無(wú)線模塊狀態(tài)為可操作，系統(tǒng)為無(wú)線模塊啟動(dòng)狀態(tài)維護(hù)服務(wù)，執(zhí)行步驟
A4.無(wú)線模塊斷電，設(shè)置無(wú)線模塊狀態(tài)為不可操作，執(zhí)行步驟A5 ;
A5.搜索下一個(gè)無(wú)線模塊；如果搜索到下一個(gè)無(wú)線模塊，則返回執(zhí)行步驟A1，否則
其中，系統(tǒng)為無(wú)線模塊啟動(dòng)狀態(tài)維護(hù)服務(wù)具體為 All.檢測(cè)無(wú)線模塊網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)；
如果無(wú)線模塊網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)成功，則執(zhí)行A13，否則返回執(zhí)行All ; 控制無(wú)線模塊撥號(hào)上網(wǎng)； 根據(jù)獲取的IP地址設(shè)定網(wǎng)絡(luò)路由； 建立指向目的IP的網(wǎng)絡(luò)鏈接；
無(wú)線模塊狀態(tài)更新為在線，并確定增加了該網(wǎng)絡(luò)鏈接的最新傳輸信道； 搜索下一狀態(tài)為可操作的無(wú)線模塊，如果搜索到，則返回執(zhí)行步驟All，否則
A12 A13 A14 A15 A16 A17
則執(zhí)行步驟A18; A18.服務(wù)等待。 本發(fā)明是把原始的圖像信息通過(guò)編碼器采用H. 264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的視頻數(shù) 據(jù)，經(jīng)傳輸板采用多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送到公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，最多支持4路(卡)無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)模塊同時(shí)傳送，并在使用上自動(dòng)兼容單卡、雙卡、三卡及四卡的使用方式。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 自身固有的特性，即使其他幾路無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊均已掉線，在只有一路無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊工作正 常的情況下，采用信道動(dòng)態(tài)調(diào)整和主動(dòng)丟包策略，能保障在有限的帶寬下正常傳輸圖像。同 時(shí)還可實(shí)現(xiàn)已掉線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊自動(dòng)重新?lián)芴?hào)，并按實(shí)際在線的模塊數(shù)量組成新的無(wú)線路 由傳輸網(wǎng)絡(luò)。


圖1是無(wú)線模塊初始化流程圖。
圖2是無(wú)線模塊狀態(tài)維護(hù)服務(wù)流程圖。
圖3是數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
本系統(tǒng)由編碼器和傳輸板構(gòu)成，具體功能劃分為編碼器將攝像頭采集的模擬視 頻信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換，采用H. 264標(biāo)準(zhǔn)壓縮成視頻數(shù)據(jù)；傳輸板把視頻數(shù)據(jù)分包、整理、排序和 緩存，控制多個(gè)無(wú)線模塊撥號(hào)上網(wǎng)，建立包含多個(gè)無(wú)線鏈接的傳輸信道，然后把分包后視頻 數(shù)據(jù)同時(shí)傳送出去。 本發(fā)明基于LINUX嵌入式操作系統(tǒng)，采用模塊化的程序設(shè)計(jì)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1所示的是無(wú)線模塊初始化流程圖。設(shè)備上電時(shí)，對(duì)多個(gè)無(wú)線模塊進(jìn)行初始化
4操作，根據(jù)AT命令的應(yīng)答模式來(lái)判定模塊是否工作正常，設(shè)定無(wú)線模塊狀態(tài)為可操作(或 不可操作)。對(duì)于狀態(tài)為不可操作的無(wú)線模塊，系統(tǒng)通過(guò)控制無(wú)線模塊的電源開關(guān)，使其斷 電，這樣有利于降低整個(gè)設(shè)備的功耗。對(duì)于狀態(tài)為可操作的無(wú)線模塊，設(shè)定相應(yīng)運(yùn)營(yíng)商的撥 號(hào)接入Internet網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)參數(shù)，然后啟動(dòng)無(wú)線模塊狀態(tài)維護(hù)服務(wù)。 在無(wú)線模塊狀態(tài)維護(hù)服務(wù)中，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)無(wú)線模塊網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)是否成功，對(duì)于網(wǎng) 絡(luò)注冊(cè)成功的模塊，根據(jù)初始化過(guò)程中設(shè)定好的參數(shù)，對(duì)無(wú)線模塊進(jìn)行PPP撥號(hào)操作，由此 獲取的與無(wú)線模塊一一對(duì)應(yīng)的IP地址，然后建立指向接收視頻數(shù)據(jù)服務(wù)器的目的IP地址 的網(wǎng)絡(luò)鏈接，并添加該鏈接到路由表，設(shè)定無(wú)線模塊狀態(tài)為在線。如圖2所示。同樣如此， 在搜索到下一個(gè)狀態(tài)為可操作的無(wú)線模塊時(shí)，路由表中就會(huì)增加一個(gè)無(wú)線鏈接，我們稱此 路由表為無(wú)線傳輸信道。因?yàn)樗械臒o(wú)線鏈接指向的目的IP是唯一的，所以這樣就可達(dá)到 多條無(wú)線鏈路捆綁傳輸?shù)哪康?，以此提高傳輸帶寬，增加視頻數(shù)據(jù)的吞吐速率。
如圖3所示，在數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)處理流程中，首先開啟無(wú)線傳輸信道，統(tǒng)計(jì)傳輸信道 中包含的無(wú)線鏈接數(shù)N，即是狀態(tài)為在線的無(wú)線模塊數(shù)量。編碼器產(chǎn)生的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)編排 序號(hào)(簡(jiǎn)稱為"大序號(hào)")，均勻分成N個(gè)小的數(shù)據(jù)包，按前后關(guān)系編為1 N的序號(hào)(簡(jiǎn)稱 為"小序號(hào)")。在每個(gè)小數(shù)據(jù)包中包含有"大序號(hào)"和"小序號(hào)"等信息，并緩存于傳輸信道 緩沖區(qū)，默認(rèn)緩沖區(qū)的大小為S = 100個(gè)小數(shù)據(jù)包，可根據(jù)圖象實(shí)時(shí)性要求調(diào)整，實(shí)時(shí)性要 求越高，S的值越小，畫面連續(xù)性越差。相反S的值就越大。 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到某一個(gè)無(wú)線鏈路不可用或者無(wú)線模塊不在線時(shí)，系統(tǒng)將啟動(dòng)無(wú)線模 塊狀態(tài)維護(hù)服務(wù)。對(duì)傳輸信道中可用的無(wú)線鏈接，系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載均衡的原則選擇合適的無(wú) 線鏈接，將傳輸信道緩沖區(qū)內(nèi)的小數(shù)據(jù)包分配給多個(gè)模塊，并行傳輸視頻數(shù)據(jù)。這樣就不會(huì) 因?yàn)閭€(gè)別模塊的故障而使原始數(shù)據(jù)包不完整，并大大提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。在無(wú)線模塊狀 態(tài)維護(hù)服務(wù)中還會(huì)重新激活該無(wú)線鏈路，或者是啟動(dòng)掉線自動(dòng)重?fù)苋蝿?wù)。
在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊傳送數(shù)據(jù)包的同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)檢測(cè)傳輸信道緩沖區(qū)是否阻塞，在 阻塞時(shí)采取主動(dòng)丟包的策略，就是清空緩沖區(qū)直到接收編碼器產(chǎn)生的下一圖像的有效I幀 為止。并實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)傳輸信道在單位時(shí)間內(nèi)(一般為3分鐘)的平均數(shù)據(jù)傳輸速率(即碼 率)，作為編碼器產(chǎn)生實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的編碼參數(shù)。目的是保持傳輸信道的輸入碼率和輸出碼 率之間的動(dòng)態(tài)平衡，避免頻繁的丟包操作。也就是我們常說(shuō)的，無(wú)線帶寬自適應(yīng)功能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)例，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍并不局限于此。本發(fā) 明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可 根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要 求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種基于公共移動(dòng)通信的視頻多鏈路傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟A.在數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)處理流程中，首先開啟無(wú)線傳輸信道，統(tǒng)計(jì)傳輸信道中包含的無(wú)線鏈接數(shù)N，即是狀態(tài)為在線的無(wú)線模塊數(shù)量，編碼器產(chǎn)生的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)編排序號(hào)，稱為“大序號(hào)”，均勻分成N個(gè)小的數(shù)據(jù)包，按前后關(guān)系編為1～N的序號(hào)，稱為“小序號(hào)”，在每個(gè)小數(shù)據(jù)包中包含有“大序號(hào)”和“小序號(hào)”等信息，并緩存于傳輸信道緩沖區(qū)；B.檢測(cè)傳輸信道中無(wú)線鏈接狀態(tài)；C.如果無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈接正常，則執(zhí)行步驟D；如果無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈接不正常，則系統(tǒng)為無(wú)線模塊啟動(dòng)狀態(tài)維護(hù)服務(wù)，在完成狀態(tài)維護(hù)服務(wù)后繼續(xù)執(zhí)行步驟B；D.對(duì)傳輸信道中可用的無(wú)線鏈接，系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載均衡的原則選擇合適的無(wú)線鏈接；E.檢測(cè)傳輸信道接收視頻數(shù)據(jù)緩沖區(qū)狀態(tài)；F.如果信道緩沖區(qū)未阻塞，則執(zhí)行步驟G；如果信道緩沖區(qū)阻塞，則采用丟包處理策略，在丟包處理完成后，繼續(xù)執(zhí)行步驟E；G.多個(gè)模塊同時(shí)發(fā)送拆分后視頻數(shù)據(jù)包；H.統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)傳輸信道的發(fā)送數(shù)據(jù)的碼率，據(jù)此調(diào)整編碼器的編碼參數(shù)；如果數(shù)據(jù)未傳輸完成，則返回執(zhí)行步驟A；如果數(shù)據(jù)傳輸完成，則執(zhí)行步驟I；I.關(guān)閉傳輸信道，服務(wù)等待。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在步驟A之前還包括無(wú)線模塊初始化步驟，具體為Al.開始無(wú)線模塊初始化；A2.如果無(wú)線模塊初始化成功，則執(zhí)行步驟A3 ;如果無(wú)線模塊初始化失敗，則執(zhí)行步驟A4 ;A3.設(shè)置無(wú)線模塊狀態(tài)為可操作，系統(tǒng)為無(wú)線模塊啟動(dòng)狀態(tài)維護(hù)服務(wù)，執(zhí)行步驟A5 ;A4.無(wú)線模塊斷電，設(shè)置無(wú)線模塊狀態(tài)為不可操作，執(zhí)行步驟A5 ;A5.搜索下一個(gè)無(wú)線模塊；如果搜索到下一個(gè)無(wú)線模塊，則返回執(zhí)行步驟A1，否則結(jié)束。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的方法，系統(tǒng)為無(wú)線模塊啟動(dòng)狀態(tài)維護(hù)服務(wù)具體為All.檢測(cè)無(wú)線模塊網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)；A12.如果無(wú)線模塊網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)成功，則執(zhí)行A13，否則返回執(zhí)行A11 ;A13.控制無(wú)線模塊撥號(hào)上網(wǎng)；A14.根據(jù)獲取的IP地址設(shè)定網(wǎng)絡(luò)路由；A15.建立指向目的IP的網(wǎng)絡(luò)鏈接；A16.無(wú)線模塊狀態(tài)更新為在線，并確定增加了該網(wǎng)絡(luò)鏈接的最新傳輸信道；A17.搜索下一狀態(tài)為可操作的無(wú)線模塊，如果搜索到，則返回執(zhí)行步驟A11，否則則執(zhí)行步驟A18 ;A18.服務(wù)等待。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到某一個(gè)無(wú)線鏈路不可用或者無(wú)線模塊不在線時(shí)，系統(tǒng)將啟動(dòng)無(wú)線模塊狀態(tài)維護(hù)服務(wù)
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，該方法是基于LINUX嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于公共移動(dòng)通信的視頻多鏈路傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法，其中原始圖像信息通過(guò)編碼器采用H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)傳輸板采用多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送到公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，并在使用上自動(dòng)兼容單卡、雙卡、三卡及四卡的使用方式。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自身固有的特性，即使其他幾路無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊均已掉線，在只有一路無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊工作正常的情況下，采用信道動(dòng)態(tài)調(diào)整和主動(dòng)丟包策略，能保障在有限的帶寬下正常傳輸圖像。通過(guò)本發(fā)明，能夠在現(xiàn)有公共移動(dòng)通信帶寬資源有限的前提下，采用多鏈路捆綁技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸，支持多達(dá)4路CDMA1x/EVDO/TD-SCDMA/WCDMA等同類型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊捆綁，顯著提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101707615SQ200910250038
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者葉光明, 吳長(zhǎng)樹, 楊裕歡, 林歡, 沈俊, 王華馳, 王 鋒 申請(qǐng)人:武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司