補償包丟失的方法和設備的製作方法

2024-02-24 09:56:15

專利名稱：補償包丟失的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種網際網路協議(IP)多播，更具體地講，涉及一種用於補償使 用IP多播發送的數據包的丟失的設備和方法。
背景技術：
數據包可通過各種路由方法(包括任意播、廣播、多播和單播)從伺服器 計算機(以下稱為"伺服器")被發送給客戶機計算機(以下稱為"客戶機")。隨著近來網際網路協議(IP)電視(TV)或網際網路TV的發展，已經更廣泛地使 用多播。多播是一種允許相同數據包從一個源(或一個伺服器)同時發送到預訂多 播組的多個客戶機的技術。各種多播技術的例子是基於IP架構的IP多播。根據IP多播，期望從服 務器接收多媒體內容的客戶機形成一個多播組，並且共享相同的多播地址(或 相同的IP目的地址)。伺服器經由網際網路僅發送一次包含目的地址的數據包。 其後，網絡中的路由器複製該數據包，並將其發送到預訂多播組的客戶機。IP多播允許大量的多媒體內容同時發送給多個客戶機，因此可防止如果 使用單播而頻繁發生的信息通信堵塞。然而，如果由於網絡的惡劣狀況或終端的臨時超載引起從IP多播伺服器 發送的一些數據包丟失或損壞，更具體地講，如果丟失或損壞的包很重要或 者包含再現音頻/視頻(A/V)數據所需的頭信息，則客戶機暫時不能再現接收的 圖像或音頻數據。為了解決這種問題，傳統地使用實際通用多播(PGM)。根據PGM，客戶 機通過單播訪問伺服器以請求再次發送丟失或損壞的數據包。然而，如果傳 輸信道的傳輸率很高，則再次發送丟失或損壞的數據包會很難，並且再次發送丟失或損壞的數據包會中斷伺服器發送其他包。發明內容本發明提供一種在不中斷伺服器的數據傳輸的情況下，補償客戶機的丟 失或損壞的數據包的方法和設備。根據本發明的一方面，提供一種客戶機，包括包監視塊，監視從提供多媒體內容的伺服器發送的數據包是否丟失；和補償請求處理塊，如果包監 視塊檢測到丟失的數據包，則將對丟失的數據包的請求發送給其他客戶機， 如果從所述其他客戶機中的至少一個接收到補償請求，則處理對補償丟失包 的補償請求。根據本發明的另一方面，提供一種補償數據包丟失的系統，該系統包括 伺服器，提供多媒體內容；兩個或多個客戶機，形成多播組；和網絡，電連 接伺服器和客戶機，其中，如果所述客戶機中的一個丟失從伺服器發送的數 據包，則從其他客戶機補償丟失的數據包。根據本發明的另一方面，提供一種補償丟失的數據包的方法，該方法包 括客戶機接收數據包；客戶機確定是否需要補償數據包；如果需要補償數 據包，則將對補償數據包的請求從該客戶機發送給其他客戶機；和客戶機從 所述其他客戶機接收將被補償的一個或多個數據包，並執行包重新排列。根據本發明另一方面，提供一種請求補償數據包的方法，該方法包括 第一客戶機確定是否從第二客戶機接收到對數據包補償的請求；和如果接收 到所述請求，則以第 一客戶機進行的傳輸不與也從第二客戶機接收到該請求 的第三客戶機進行的傳輸衝突的方式，來將丟失的數據包從第 一客戶機發送 給第二客戶機。根據本發明的另一方面，提供一種多播數據包，包括頭部分；和數據 部分；其中，頭部分包括連續性信息和包重要性信息。


通過下面結合附圖對本發明的示例性實施例進行的詳細描述，本發明的 上述和其他特點和優點將會變得更加清楚，其中圖1是根據本發明示例性實施例的用於補償數據包丟失的系統的示意框圖；圖2示出根據本發明示例性實施例的支持用於補償包丟失的設備和方法的數據包的結構；圖3是根據本發明示例性實施例的構成用於補償包丟失的系統的客戶機 的框圖；圖；和圖5是詳細示出根據本發明示例性實施例的圖4中示出的方法的操作45的流程圖。
具體實施方式
現在，參照附圖更加全面地描述本發明，其中，附圖中顯示本發明的示 例性實施例。圖1是根據本發明示例性實施例的補償數據包丟失的系統的示意框圖。 參照圖1,該系統包括提供流傳輸服務的伺服器11以及客戶機計算機13、 14 和15。伺服器11和客戶機13至15經由網絡12(例如，網際網路)電連接。該系 統支持IP多播。伺服器11使用流傳輸模式向客戶機13至15提供各種多媒 體內容(或A/V數據包)。流傳輸模式的代表性例子是IP TV服務以及視頻會 議服務。為了從伺服器11接收包數據，客戶機13至15預訂兩個多播組 一個多 播組允許它們從伺服器11接收數據包，另一多播組允許補償丟失或損壞(以 下稱為"丟失")的數據包。通常，後面的多播組成員與前面的多播組成員相 同，網際網路協議(IP)地址被分配到這兩個多播組。這些IP位址可以是相似的， 例如224.0.0.1和224.0.0.2,但是不必限於相似，或者不必限於具有任何特定 的關係或特定值。連接伺服器11和客戶機13至15的網絡是基於IP的網際網路。圖2示出根據本發明的示例性實施例的支持補償包丟失的設備和方法的 數據包的構造。圖2中(a)示出從伺服器發送給屬於多播組的客戶機的多播數 據包的構造。多播包包括頭部分21和數據部分22。圖2中的(b)詳細示出多 播數據包(a)的構造。頭部分21包含連續性信息211和包重要性信息212。如果頭部分21是 路由表協議(RTP)頭，則RTP頭是12位元組長，連續性信息211和包重要性信息212被插入12位元組的空白字節。連續性信息211指示分別給予一系列數據包的一系列數字，例如 l-2-3…，N-l-2-,...,該一系列數字以預定周期N重複。包重要性信息212指示 如果包丟失或損壞，是否必須補償該包。例如，包類型可用作包重要性信息 212。因此，如果丟失的包包含再現A/V數據和其它重要數據的頭，如果該 包丟失，則該系統必須補償那個包。在這種情況下，包重要性信息212可指 示當前包和後來的包(或先前包)的類型。數據部分22包括頭數據和/或A/V數據。需要頭數據來再現A/V數據。圖2中的(c)示出一個周期的數據包，這些數據包基於連續性信息211排 列。將從1到N的一系列數字分別給予這些包。這裡，由客戶機存儲器大小、 處理來自系統的請求的速度、包丟失的程度、包傳輸的速度等確定N。例如， 在十六進位中N的值可以是FF。圖3是詳細示出根據本發明示例性實施例的構成補償包丟失的系統的第 一客戶機13至第三客戶機15的框圖。第一客戶機13包括第一主塊131、第一包監視塊132、第一補償請求處 理塊133和第一發送/接收塊134。第二客戶機14包括第二主塊141、第二包 監視塊142、第二補償請求處理塊143和第二發送/接收塊144。第三客戶機 15包括第三主塊151、第三包監視塊152、第三補償請求處理塊153和第三 發送At妻收塊154。主塊131、 141和151的每一個找出從伺服器(未示出)或從其他客戶機接 收的包的屬性。也就是，主塊確定經由發送/接收塊接收的包是數據包、請求 標誌清除的包還是請求包補償的包。包監視塊132、 142和152的每一個監視從伺服器接收的一系列數據包。 包監視塊基於包含在每個數據包的頭部分中的連續性信息來確定是否發生包 丟失。如果確定這些數據包之一已經丟失，則包監視塊檢查包含在丟失的包 之前或之後的包中的重要性信息以基於丟失的包是否包含重要數據(例如，頭 數據)確定是否需要對丟失的包進行補償。由補償請求處理塊133、 143和153的每一個行的功能根據包括補償請 求處理塊的客戶機是否丟失了包而改變。已經丟失了包的客戶機的補償請求處理包將對補償丟失的數據包的請求 經由發送/接收塊發送給屬於相同多播組的其他客戶機。響應於對包補償的請求，其他客戶機的補償請求處理塊以不引起傳輸衝 突的方式將數據包經由發送/接收塊發送給丟失數據包的客戶機。儘管未顯示，客戶機13至15的每一個包括存儲接收的數據包的緩衝器(或包池)、存儲單元(ROM、 RAM等)和補償標誌。圖4是示出根據本發明示例性實施例的補償數據包丟失的方法的流程圖。在操作41,兩個或多個客戶機預訂多播組。期望從伺服器接收數據包(或 媒體內容)的兩個或多個客戶機形成多播組。將相同的多播地址給予這些客戶機。在操作42，客戶機從伺服器接收數據包。伺服器經由網絡發送數據包， 每個數據包包含特定多播地址、連續性信息和包重要性信息。然後，在操作 41預訂多播組的客戶機接收數據包。此時，每個客戶機緩衝預定數目的數據 包，從而它們能夠稍後再現接收的包。由傳輸信道的傳輸速度、緩沖器的容 量等確定將被緩衝的數據包的數目。在操作43，每個客戶機確定是否需要數據包補償。首先，通過檢查包含 在客戶機接收的每個數據包的頭中的連續性信息來確定數據包是否是連續 包。為了解釋方便，假設發送給圖3中示出的第一客戶機13的一些數據包丟失。當發送給第一客戶機13的一個或多個數據包(例如，圖2中示出的第三 包)丟失時，第一客戶機13檢查丟失的包之前或之後的包的頭來確定該丟失 的包的類型。如果檢查結果顯示丟失的包包含重要信息(例如，再現A/V數據 所必需的頭數據)，則第一客戶機13進行操作44。如果不包含重要信息，則 第一客戶機13返回操作42。在操作44,為了補償丟失的數據包，補償請求包(以下稱為"補償請求") 被發送。第一客戶機13將補償請求發送給屬於相同多播組的其他客戶機14 和15。補償請求包含給予第一客戶機13的丟失的數據包的連續性數字。在操作45,處理補償請求。從第一客戶機13接收到補償請求的第二客 戶機14和第三客戶機15以不引起傳輸衝突的方式將丟失的數據包發送給第 一客戶機13。稍後將參照圖5更加詳細地描述操作45。在操作46,重新排列包順序。第一客戶機13從客戶機14或15接收數9據包，並基於給予該數據包的連續性數字將該數據包插入其他緩衝的數據包
c包池)之間。
隨後，完成對丟失的數據包的補償。
圖5是詳細示出根據本發明示例性實施例的圖4中示出的方法的操作45
的流程圖。
如圖4所示，假設圖3的第一客戶機13丟失了數據包，而其他客戶機 14和15將補償該丟失的包。
在操作51，其他客戶機14和15觀察傳輸信道以確定是否從第一客戶機 13接收到補償請求。客戶機13至15中的每一個將周期N的數據包存儲在存 儲單元(未顯示)中。存儲單元可以是RAM或ROM,並在準備補償丟失的數 據包時存儲數據。
在操作52，如果確定從第一客戶機13接收到補償請求，則第二客戶機 14和第三客戶機15的每一個設置其補償標誌。然而，如果沒有接收到補償 請求，則第二客戶機14和第三客戶機15的每一個處理接收的包並且繼續觀 察傳輸信道(操作51)。
在操作53，客戶機14和15待機任意時間段。接收補償請求的客戶機14 和15的每一個在發送第一客戶機13所請求的包之前等待任意時間段，以防 止客戶機14和15的包傳輸衝突。為了避免沖突，客戶機14和15的每一個 產生隨機數，並且等待與產生的數字相應的時間段。在此示例中，假設第二 客戶機14等待的時間段比第三客戶機15等待的時間段短。
在操作54，客戶機14和15的每一個確定是否從其他客戶機接收到清除 補償標誌的請求。
由於第二客戶機14的等待時間比第三客戶機15等待的時間段短，因此 第二客戶機14沒有從第三客戶機15接收到清除補償標誌的請求。
在操作55,第二客戶機14將清除第三客戶機15的標誌的請求發送給第 三客戶機15。在操作56,第二客戶機14隨後從其存儲單元讀取與第一客戶 機13的丟失的包相同的包，並且將該包發送給第一客戶機13。
另一方面，由於第三客戶機15的等待時間比第二客戶機14的等待時間 長，因此第三客戶機15從第二客戶機14接收清除第三客戶機15的標誌的請 求。在操作57，第三客戶機15清除在操作52設置的標誌。
本發明可實現為計算機可讀介質中的計算機可讀代碼。這裡，計算機可讀介質可以是能夠存儲由計算機系統讀取的數據的任何記錄設備，例如，只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、壓縮盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、光學數據存儲裝置等。計算機可讀介質可在通過網絡互聯的計算機系統之間 分布，本發明可被存儲在分布式系統中並且實現為計算機可讀代碼。根據本發明，即使客戶機丟失了數據包，該數據包也可被補償，從而防 止由於數據包丟失引起的A/V數據再現中斷。另外，由於其他客戶機(而不是伺服器)補償丟失的包，因此能夠解決傳 統方式中伺服器的數據傳輸中斷的問題。儘管已經參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發明，但是本領域的 普通技術人員應該理解，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和範圍的 情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。
權利要求
1、一種客戶機，包括包監視塊，監視從伺服器發送的第一數據包是否丟失；和補償請求處理塊，如果包監視塊檢測到第一數據包的丟失，則將對丟失的第一數據包的第一請求發送給其他客戶機，如果從所述其他客戶機中的至少一個接收到補償丟失的第二數據包的第二請求，則處理所述第二請求。
2、 如權利要求1所述的客戶機，其中，客戶機和所述其他客戶機被預訂 到多播組。
3、 如權利要求2所述的客戶機，其中，多播組包括 第一多播組，從伺服器接收第一數據包；和 第二多播組，補償所述丟失的第一數據包。
4、 如權利要求1所述的客戶機，還包括主塊，確定從伺服器或所述其 他客戶機接收的第 一數據包的屬性。
5、 如權利要求1所述的客戶機，其中，第一數據包包括具有預定周期的 連續性信息和包重要性信息。
6、 如權利要求1所述的客戶機，還包括補償標誌，指示是否從所述其 他客戶機接收到第二請求。
7、 如權利要求1所述的客戶機，還包括存儲單元，存儲響應於第二請 求接收的數據包。
8、 一種補償數據包丟失的系統，該系統包括 伺服器；兩個或多個客戶^^,形成至少一個多"l番組；和 網絡，電連接伺服器和客戶機，其中，如果所述兩個或多個客戶機中的一個丟失從伺服器發送的數據包， 則從所述兩個或多個客戶機中的其他客戶機#卜償丟失的數據包。
9、 一種補償丟失的數據包的方法，該方法包括 接收數據包；確定是否需要補償數據包；如果需要補償數據包，則將對補償數據包的請求發送給所述其他客戶機;從所述其他客戶機接收對數據包進行補償的補償數據包，並執行包重新排列。
10、 如權利要求9所述的方法，還包括預訂多播組。
11、 如權利要求9所述的方法，還包括緩沖多個數據包，以再現多媒 體數據。
12、 如權利要求9所述的方法，其中，確定是否需要補償數據包的步驟包括確定是否已經丟失數據包；和 確定丟失的數據包的重要性。
13、 如權利要求12所述的方法，其中，基於包含在接收的數據中的連續 性信息確定是否已經丟失數據包。
14、 如權利要求12所述的方法，其中，基於包含在接收的數據包中的包 重要性信息確定丟失的包的重要性。
15、 一種處理補償數據包的請求的方法，該方法包括第一客戶機確定是否從第二客戶機接收到對數據包補償的請求；和 如果接收到所述請求，則第一客戶機以第 一客戶機進行的傳輸不與同樣從第二客戶機接收到該請求的第三客戶機進行的傳輸衝突的方式，來將補償數據包發送給第二客戶機。
16、 如權利要求15所述的方法，還包括 第一客戶機，設置指示是否接收到所述請求的補償標誌。
17、 如權利要求15所述的方法，還包括如果接收到所述請求，則第一客戶機在確定接收到所述請求之後並在發 送補償數據包之前待機任意時間段，以避免與第三客戶機的傳輸衝突。
18、 如權利要求17所述的方法，其中，只有當沒有從第三客戶機接收到 清除補償標誌的請求時，才執行將補償數據包發送給第二客戶機的步驟。
19、 如權利要求17所述的方法，還包括當從第三客戶機接收到清除補償標誌的請求時，第一客戶機清除該補償才示志o
20、 如權利要求15所述的方法，其中，第二客戶機和第三客戶機存儲接 收的數據包以響應對數據包補償的請求。
21、 一種其上包含用於執行補償數據包的方法的計算機可執行指令的計算機可讀介質，該方法包括確定是否需要補償數據包；如果需要補償數據包，則請求其他客戶機補償數據包；和 接收對數據包進行補償的補償數據包，並執行包重新排列。
22、 一種其上包含用於執行處理對補償數據包的請求的方法的計算機可 執行指令的計算機可讀介質，該方法包括第 一客戶機確定是否從第二客戶機接收到數據包補償的請求； 如果接收到所述請求，則第一客戶機以第一客戶機進行的傳輸不與同樣從第二客戶機接收到所述請求的第三客戶機進行的傳輸衝突的方式，來將補償數據包發送給第二客戶機。
23、 一種多播數據包，包括 頭部分；和數據部分；其中，頭部分包括連續性信息和包重要性信息。
24、 如權利要求23所述的多播數據包，其中，連續性信息和包重要性信 息指示如果數據包丟失，是否需要補償數據包。
25、 如權利要求24所述的多播數據包，其中，包重要性信息指示當前數 據包的類型或接下來的數據包的類型。全文摘要
提供一種客戶機、系統和方法來補償多播數據包的丟失。當發送給兩個或多個客戶機的數據丟失時，客戶機確定是否需要補償該數據包；如果需要，則客戶機請求其他客戶機補償，接收補償的數據包並執行包重新排列。為了處理對補償數據包的請求，接收這種請求的第一客戶機以不與同樣從第二客戶機接收到該請求的第三客戶機進行的傳輸衝突的方式，將丟失的數據包發送給第二客戶機。因此，如果客戶機丟失了數據包，則該數據包可被補償，防止多媒體數據的再現由於該丟失中斷。另外，由於客戶機(而不是伺服器)補償丟失的包，因此能夠避免來自伺服器的數據傳輸的中斷。
文檔編號H04L1/16GK101262315SQ200710301179
公開日2008年9月10日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年3月9日
發明者南宮垠 申請人:三星電子株式會社