一種數據傳輸方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種數據傳輸方法，涉及通信技術數據傳輸領域。所述方法包括：將每條路徑上數據傳輸過程分為多個不相重疊的周期，記錄每個周期內數據包進入和離開發送緩存的時間，計算數據包占用緩存的時間；根據所述數據包占用緩存的時間和緩存大小，實時計算路徑質量；周期性的選出所述路徑質量較好的路徑作為數據傳輸的路徑。本發明專利技術中，基于評估結果，利用數據分配調度算法，智能分配調度多路徑的數據發送，盡可能保證數據包的有序到達。并引進新的重傳機制，來區分處理不同原因造成的數據包丟失。本發明專利技術能夠提高數據的傳輸速率和質量，減少數據重傳，降低網絡負載，而且能夠提高流媒體用戶的體驗效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及通信技術數據傳輸領域，特別涉及ー種數據傳輸方法及裝置。·
技術介紹
近年來，無線通信技術迅猛發展，移動終端變得越來越智能化。當今大部分的移動終端都配備了多個網絡接ロ，使用戶可以獲得泛在的網絡接入，以享受各種各樣的網絡應用。但是，在異構的網絡環境下，需要一些保證服務質量的解決方案，以獲得流暢的服務體驗。流傳輸控制協議(SCTP)有著多家鄉(Multihoming)和動態綁定(mSCTP)的特性，是ー個能在異構網絡環境下有望提供高效數據傳輸、無縫連續服務的協議。多路并行傳輸(CMT)利用SCTP多家鄉的特性，同時在多條獨立的端到端路徑上發送數據。多接ロ的移動終端可以使用CMT來達到帶寬聚合的效果，從而提高吞吐量、帶寬利用率和連接強壯性。同吋，CMT也被認為是異構無線網絡下，解決實時流媒體傳輸的理想方案。但是，傳統的SCTP-CMT方案存在著很多問題。傳統CMT方案只使用簡單輪詢的方法，平等的在每條路徑上發送SCTP數據包，沒有考慮路徑服務質量的差別。在異構網絡環境下，由于路徑之間的不対稱性和無線網絡對路徑變化的敏感性，大量數據包不會按照順序到達接收端，使得接收端要在緩存中存放大量亂序的數據包用來重新排序，導致緩存耗盡而傳輸阻塞。這樣會大大降低傳輸效率和網絡利用率，還會引起不必要的快速重傳和擁塞控制。而且，一般的移動設備內存非常有限，能用于網絡接收緩存的空間就更小。因此要在異構無線網絡下使用CMT，需要改進傳統CMT方案，考慮各路徑服務質量的差異，加入自適應的路徑選擇機制，從而減少數據包亂序和不必要的快速重傳。在實現本專利技術的過程中，專利技術人發現現有技術至少存在以下問題在異構無線網絡環境下，尚缺乏ー種對路徑質量進行實時探測和評估的方案，無法智能分配調度多路徑的數據發送，也就無法更好的提供流媒體視頻傳輸服務。
技術實現思路
為了解決現有技術的問題，本專利技術實施例提供了ー種數據傳輸方法及裝置。所述技術方案如下ー種數據傳輸方法，所述方法包括將每條路徑上數據傳輸過程分為多個不相重疊的周期，記錄每個周期內數據包進入和離開發送緩存的時間，計算數據包占用緩存的時間；根據所述數據包占用緩存的時間和緩存大小，實時計算路徑質量；周期性的選出所述路徑質量較好的路徑作為數據傳輸的路徑。所述將每條路徑上數據傳輸過程分為多個不相重疊的周期，包括從數據初次傳輸開始計時，直到發生丟包重傳結束計時，為ー個周期樣本；重新開始計時，采集下ー個周期樣本；根據當前所有周期樣本，計算周期樣本的均值和標準差；根據公式Aぼ-Zw2w <尤+ 2\— /2 = 1- 計算所述周期；其中，N是周期樣本個數，X是周期樣本的平均值，S是周期樣本的標準差，a為顯著性水平。所述從數據初次傳輸開始計時，直到發生丟包重傳結束計時，為ー個周期樣本，包括當發送第一個數據時，記錄當前時間為開始時間；持續發送數據，并且對每個發送的數據，使用當前時間打上時間戳；當發生了丟包，記錄最后一個數據的時間戳為結束時間；·周期樣本即為結束時間與開始時間之差。所述根據所述數據包占用緩存的時間和緩存大小，計算路徑質量，包括T1 -/e根據公式O =」—^し計算路徑質量；其中，Qi為路徑質量，T是所述周期內最 一 Imffersizei后一個數據包離開的時間7し,是所述周期內第一個數據包進入的時間，Uiffersizei是所述周期內緩存區處理的數據量。從最后一次計算所述路徑質量Qi起，如果發生了丟包或者計時超過了當前的周期，Qi須重新計算。所述周期性的選出路徑質量好的路徑，包括各路徑根據路徑質量計算擁塞窗口數據量的傳輸時間，并將其中最大的傳輸時間作為調度的周期；在調度的周期內，各路徑計算已分配到發送緩存數據量的傳輸時間，并將其中最小的傳輸時間對應的路徑作為當前數據的傳輸路徑，分配ー個往返時延能傳輸的數據量到所述路徑的發送緩存；當計時超過所述周期后，各路徑重新計算已分配到發送緩存數據量的傳輸時間，選出下ー個分配數據的路徑。所述方法進ー步包括如果發生丟包，判斷往返時間和擁塞窗ロ之比是否大于等于所述路徑質量，如果是，則丟包的原因是無線隨機丟包，不必降低擁塞窗ロ，保持現有的數據傳輸效率；否則，丟包的原因是發生擁塞，減低擁塞窗ロ，控制數據傳輸速率。ー種數據傳輸裝置，所述裝置包括周期分配単元、傳輸時間記錄単元、路徑質量評估単元和路徑選擇單元，其中，所述周期分配単元，用于將每條路徑上數據傳輸過程分為多個不相重疊的周期；所述傳輸時間記錄單元，用于記錄每個周期內數據包進入和離開發送緩存的時間，計算數據包占用緩存的時間；所述路徑質量評估単元，用于根據所述數據包占用緩存的時間和緩存大小，實時計算路徑質量；所述路徑選擇單元，用于周期性的選出所述路徑質量較好的路徑作為數據傳輸的路徑。所述裝置進ー步包括丟包判斷単元，用于在發生丟包時，判斷是否為無線隨機丟包，如果是，則保持現有的數據傳輸效率；否則，減低擁塞窗ロ，控制數據傳輸速率。所述裝置進ー步包括重傳單元，用于在發生丟包后，重新傳輸當前數據。本專利技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過動態不重疊的評估周期和基于數據進出緩存的評估方法，對路徑質量進行量化，準確衡量和預測路徑的傳輸能力，進而得到傳輸時間最短的路徑，能夠確保數據并行的在最少時延的路徑進行發送，盡可能確保數據有序到達接收端，解決了接收端緩存阻塞的問題。同時，通過評估的路徑質量和路徑實時數據的比較，準確辨別丟包發生的原因，采取不同的擁塞控制和重傳策略，保證CMT在較高的傳輸效率上運行。本專利技術所述的方案，不僅提高數據的傳輸速率和質量，減少數據重傳，降低網絡負載，而且能夠提高流媒體用戶的體驗效果。附圖說明·為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本專利技術實施例一提供的數據傳輸方法流程圖；圖2是本專利技術實施例一提供的數據傳輸方法對應系統主體框架圖；圖3是本專利技術實施例ニ提供的數據傳輸裝置結構示意圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術實施方式作進ー步地詳細描述。本專利技術提出了ー種新型的對服務質量進行感知和自適應的多路徑傳輸解決方案，用于在異構無線網絡環境下，對路徑質量進行實時探測和評估，智能分配調度多路徑的數據發送，更好的提供流媒體視頻傳輸服務。本專利技術設計了ー個基于緩存的SCTP路徑質量評估模型，在不重疊的周期內，計算數據包進出發送端緩存時間，來衡量和預測路徑的傳輸能力；提出了ー種周期性預測傳輸時間的數據分配調度算法，優化選擇傳輸時間最短的路徑，盡可能保證數據包的有序到達；改進了 SCTP的重傳機制，能夠區分丟包原因，保證傳輸效率。本專利技術能夠有效地對路徑質量進行評估，自適應的分配數據到發送路徑，提高了流媒體數據傳輸效率。本專利技術在無線網絡環境下，通過流控制傳輸協議來實現MP2P流媒體系統應用中的數據傳輸。上述目的是通過如下的技術方案予以實現的定義新的路徑評估標準，準確探測每條路徑的狀態，實時衡量每條路徑傳輸數據的能力。使用新設計的數據分配算法，優化的把應用層數據分配到各本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數據傳輸方法，其特征在于，所述方法包括：將每條路徑上數據傳輸過程分為多個不相重疊的周期，記錄每個周期內數據包進入和離開發送緩存的時間，計算數據包占用緩存的時間；根據所述數據包占用緩存的時間和緩存大小，計算路徑質量；周期性的選出路徑質量好的路徑作為數據傳輸的路徑。

【技術特征摘要】
1.ー種數據傳輸方法，其特征在于，所述方法包括 將每條路徑上數據傳輸過程分為多個不相重疊的周期，記錄每個周期內數據包進入和離開發送緩存的時間，計算數據包占用緩存的時間； 根據所述數據包占用緩存的時間和緩存大小，計算路徑質量； 周期性的選出路徑質量好的路徑作為數據傳輸的路徑。2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述將每條路徑上數據傳輸過程分為多個不相重疊的周期，包括 從數據初次傳輸開始計時，直到發生丟包重傳結束計時，為ー個周期樣本； 重新開始計時，采集下ー個周期樣本； 根據當前所有周期樣本，計算周期樣本的均值和標準差； 根據公式んa/2 *^^<U<X + Z1-W2 = 1- 計算所述周期；其中，N是周期樣本個數，X是周期樣本的平均值，S是周期樣本的標準差，a為顯著性水平。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述從數據初次傳輸開始計時，直到發生丟包重傳結束計時，為ー個周期樣本，包括 當發送第一個數據時，記錄當前時間為開始時間； 持續發送數據，并且對每個發送的數據，使用當前時間打上時間戳； 當發生了丟包，記錄最后一個數據的時間戳為結束時間； 周期樣本即為結束時間與開始時間之差。4.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據所述數據包占用緩存的時間和緩存大小，計算路徑質量，包括 T _ 77 根據公式ひ=￡/計算路徑質量;其中，Qi為路徑質量，是所述周期內最后ーBuffersizelIf個數據包離開的時間，: 是所述周期內第一個數據包進入的時間，buffersizei是所述周期內緩存區處理的數據量。5.如權利要求4所述的方法，其特征在干，從最后一次計算所述路徑質量Qi起，如果發生了丟包或者計時超過了當前的周...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許長橋，關建峰，張宏科，劉天驕，賈世杰，黎卓峰，
申請(專利權)人：無錫北郵感知技術產業研究院有限公司，北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：