在无线网络中发送数据的方法和设备.pdf

一种数据发送方法和设备基于单位对将通过无线网络被发送的数据编码；为发送数据提供信息，以使得发送数据能够从添加到其的差错恢复；将发送数据发送到无线网络；根据是否成功发送所述发送数据来计算传输成功率；和根据传输成功率是否高于阈值来控制发送数据的发送。

1、  一种数据发送方法，包括：
基于单位对将通过无线网络被发送的数据编码；
为发送数据提供信息，以使得将被发送的数据能够从添加到其的差错恢复；
将发送数据发送到无线网络；
根据是否成功发送所述发送数据来计算传输成功率；和
根据传输成功率是否高于阈值来控制发送数据的发送。

2、  如权利要求1所述的方法，其中：
将被发送的数据是视频数据；并且
所述方法还包括：在所述数据上标记I帧、P帧和B帧；和
分离标记的数据。

3、  如权利要求1所述的方法，其中，提供发送数据的步骤包括：执行前向纠错编码。

4、  如权利要求1所述的方法，其中，提供发送数据的步骤包括：对发送数据进行交织。

5、  如权利要求1所述的方法，其中，计算传输成功率的步骤包括：
如果存在发送失败的数据，那么计算发送数据的传输失败率；和
存储发送失败的数据。

6、  如权利要求5所述的方法，其中，存储数据的步骤包括：
将所述传输失败率与发送数据的差错恢复率进行比较；和
如果所述传输失败率低于所述差错恢复率，那么丢弃发送失败的数据。

7、  如权利要求1所述的方法，其中，基于发送数据的差错恢复率来确定所述阈值。

8、  如权利要求1所述的方法，其中，控制发送数据的发送的步骤包括：当传输成功率高于所述阈值时，停止发送所述发送数据的未发送数据。

9、  如权利要求1所述的方法，其中，控制发送数据的发送的步骤包括：
如果传输成功率低于所述阈值，那么确定发送数据的发送是否已完成；和
根据确定结果来重发发送失败的数据。

10、  如权利要求9所述的方法，其中，重发所述数据的步骤包括：减小发送失败的数据的传输速率。

11、  如权利要求9所述的方法，其中，重发所述数据的步骤包括：根据基于重发的数据的发送数据的传输成功率是否高于所述阈值来控制发送失败的数据的重发。

12、  一种数据发送设备，包括：
视频数据处理单元，基于单位对将通过无线网络被发送的数据编码，并为发送数据提供信息，以使得将被发送的数据能够从添加的差错恢复；
发送单元，将发送数据发送到无线网络；
计算单元，计算发送数据的传输成功率；和
确定单元，根据传输成功率是否高于阈值来控制发送数据的发送。

13、  如权利要求12所述的设备，其中：
将被发送的数据是视频数据；和
所述设备还包括：帧分离单元，在所述数据上标记I帧、P帧和B帧，并分离标记的数据。

14、  如权利要求12所述的设备，其中，视频数据处理单元执行前向纠错编码。

15、  如权利要求12所述的设备，其中，视频数据处理单元对发送数据进行交织。

16、  如权利要求12所述的设备，还包括：存储单元，用于存储发送失败的数据，其中，计算单元计算发送数据的传输失败率。

17、  如权利要求16所述的设备，其中，当传输失败率低于发送数据的差错恢复率时，确定单元确定丢弃发送失败的数据。

18、  如权利要求12所述的设备，其中，基于发送数据的差错恢复率来确定所述阈值。

19、  如权利要求12所述的设备，其中，当传输成功率高于所述阈值时，确定单元确定停止发送未发送的数据。

20、  如权利要求12所述的设备，其中，当传输成功率低于所述阈值时，确定单元确定发送数据的发送是否已完成，并根据确定结果来确定是否重发发送失败的数据。

21、  如权利要求20所述的设备，其中，确定单元减小发送失败的数据的传输速率。

22、  如权利要求20所述的设备，其中，确定单元根据基于重发的数据的发送数据的传输成功率是否高于所述阈值来控制发送失败的数据的重发。

在无线网络中发送数据的方法和设备
本申请基于于2005年11月15日提交的第2005-0109266号韩国专利申请，并要求其优先权，本申请完全公开于此，以资参考。
                    技术领域
本发明涉及在无线网络中发送视频数据，更具体地讲，涉及一种在发送视频数据时有效地使用无线网络的资源的数据发送方法和设备。
                    背景技术
随着诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a/b/g、码分多址(CDMA)2000、通用移动电信系统(UMTS)和无线宽带(WiBro)的无线通信技术的发展和普及，期望家庭网络和无线互联网将被广泛使用。还期望视频流传输成为这些服务的关键应用(killer application)。更具体地讲，随着诸如数字多媒体广播(DMB)的广播系统的构建，视频流传输在无线通信中越来越重要。
在无线网络中，由于信道条件不稳定，所以包被频繁地丢失。这可引起接收方的视频质量问题。
为了消除用户方的视频质量问题，通常使用一种重发丢失的包或者以低传输速率重发包的方法。更详细地讲，如果在发送数据帧时特定包的发送失败，那么视频发送设备停止发送其它包。然后，视频发送设备重发还没有发送的包，直到成功发送该包。如果在尝试重发先前设置的次数之后还没有发送的包没有被成功发送，那么发送方以降低的包传输速率重发所述包。如果通过以上处理成功发送了所述包，那么视频发送设备发送随后的包。
然而，传统的数据发送方法强调通过最大程度地利用指定的带宽来保持所发送数据的完整性。因此，由于传统的数据发送方法不能有效地使用有限的无线网络资源，所以出现问题。
为了解决该问题，已提出了诸如第2003-0005382号美国专利申请公布说明书“System and Method for Frame Transmission in Broadcast CommunicationSystem”的几项发明。然而，仍然没有解决该问题。
考虑到以上问题，需要一种在通过无线网络发送视频数据时可有效地使用有限的无线网络资源的数据发送方法和设备。
                    发明内容
本发明的示例性实施例克服以上缺点和以上没有描述的其它缺点。此外，本发明不需要克服上述缺点，本发明的示例性实施例可不克服上述任何问题。
因此，本发明紧记出现在现有技术中的以上问题，本发明的各方面提供了一种在发送数据时可有效地使用无线网络的资源的数据发送方法和设备。
本发明提供了一种数据发送方法，包括：基于单位对将通过无线网络被发送的数据编码；为发送数据提供信息，以使得发送数据能够从添加到其的差错恢复；将发送数据发送到无线网络；根据是否成功发送所述发送数据来计算传输成功率；和根据传输成功率是否高于阈值来控制发送数据的发送。
本发明还提供了一种数据发送设备，包括：视频数据处理单元，基于单位对将通过无线网络被发送的数据编码，并为发送数据提供信息，以使得将被发送的数据能够从添加的差错恢复；发送单元，将发送数据发送到无线网络；计算单元，计算发送数据的传输成功率；和确定单元，根据传输成功率是否高于阈值来控制发送数据的发送。
                    附图说明
通过下面结合附图所进行的详细描述，本发明的上述和其他特点和优点将会被清楚地理解，其中：
图1是示出根据本发明第一示例性实施例的视频发送设备的结构的框图；
图2是详细示出图1的视频发送设备的视频数据处理单元的结构的框图；
图3是示出根据本发明第一示例性实施例的视频发送设备中的数据流向的示例的示图；
图4是示出根据本发明第一实施例的视频接收设备的结构的框图；
图5是示出根据本发明第一示例性实施例的视频接收设备中的数据流向的示例的示图；
图6是示出根据本发明第一示例性实施例的视频发送设备的任务处理过程的流程图；
图7是示出根据本发明第一示例性实施例的视频接收设备的任务处理过程的流程图；
图8是示出根据本发明第二示例性实施例的视频发送设备的结构的框图；
图9是示出根据本发明第二示例性实施例的视频发送设备的任务处理过程的流程图；
图10是示出取决于编码率的无线网络的带宽使用频率的标准化的曲线图；和
图11是示出根据本发明示例性实施例的当发送数据时取决于编码率的每包的重试率的曲线图。
                    具体实施方式
从以下给出的详细描述中，将更易于明白本发明的这些和其它目的。然而，应该理解，由于本领域技术人员从该详细的描述中会明白本发明的精神和范围内的各种改变和修改，所以应该理解，详细的描述和特定的示例在指示本发明示例性实施例的同时，只是作为示例被给出。在描述附图时，贯穿整个说明书，相同的标号指示相同的元件。
现在将参照示出无线网络中的数据发送方法和设备的框图和处理流程图并结合示例性实施例来详细描述本发明。将会理解，可通过计算机程序指令来执行处理流程图中的每个块和流程图中的块的组合。可将所述计算机程序指令载入通用计算机、专用计算机和其它可编程数据处理设备的处理单元中。因此，通过所述计算机或其它可编程数据处理设备的处理单元执行的指令创建用于执行流程图块中所描述的功能的方法。可将所述计算机程序指令存储在可提供给计算机或其它可编程数据处理设备的计算机可用或计算机可读存储器中，以按照特定的方式实现所述功能。因此，存储在计算机可用或计算机可读存储器中的所述指令可产生包括用于执行在流程图块中描述的功能的指令手段的产品。由于可将计算机程序指令安装在计算机或其它可编程数据处理设备上，所以在计算机或其它可编程数据处理设备上执行一系列操作步骤，从而创建通过计算机执行的处理。因此，可将在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的所述指令设置为执行流程图块中描述的功能的步骤。
此外，每个块可表示包括用于执行特定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、代码段或代码部分。此外，还应该注意到，在几个选择性的示例性实施例中，可以不按顺序执行块中所描述的功能。例如，根据相应的功能，两个连续显示的块实际上可以被同时执行，或者可以按相反的顺序被执行。
图1是示出根据本发明第一示例性实施例的视频发送设备100的结构的框图。
诸如“～模块”和“～表”的在示例性实施例中使用的术语“～单元”表示诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的软件和硬件组件。所述模块执行功能。然而，这并不是说所述模块限于软件或硬件。所述模块可被构造为驻留在可寻址存储介质中，或者可被构造为在一个或多个处理单元上执行。例如，所述模块可包括诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件的组件、过程、功能、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和参数。所述组件和模块所提供的功能可与更少的组件和模块组合，或者可被分成另外的组件和模块。此外，可以实现所述组件和模块，以在装置内的一个或多个CPU上执行。
图1所示的视频发送设备100包括输入单元110、帧分离单元120、视频数据处理单元130、发送单元140、计算单元150、确定单元160、存储单元170、控制单元180和接收单元190。
输入单元110接收诸如MPEG数据的视频数据。
帧分离单元120基于帧来分离通过输入单元110输入的视频数据。例如，MPEG视频数据可被分成I帧、B帧和P帧。在这种情况下，当每块帧数据被划分为MPEG TS(传输流)包时，帧分离单元120在每个TS包中标记I/P/B帧类型。
视频数据处理单元130处理通过输入单元110输入的视频数据。图2是详细示出视频数据处理单元130的框图。
视频数据处理单元130可包括编码器131、交织器132和传输打包器133。
编码器131使用前向纠错(FEC)对帧数据编码。FEC指的是一种将给定大小的数据添加到帧数据并使用添加的数据来恢复丢失的数据或发生差错的数据的方法。基于FEC的编码算法可包括Reed-Solomon编码算法和Viterbi算法。
在使用Reed-Solomon算法的情况下，当实际数据的大小为K字节并且编码的数据为N字节时，可用RS(N，K)来表示编码率。根据编码添加的数据的大小R为N-K。在Reed-Solomon算法中，当产生的差错的数量小于R/2时，可恢复数据。也就是说，R越大，可从中恢复差错的范围就越大。然而，为了增大R，必须增大N。这意味着要发送的数据量增加。
在编码器131中，可根据帧的重要性，有区别地添加在编码时添加的数据(即，可从随后的差错恢复的数据)的大小。例如，编码器131向I帧添加的恢复数据的量可比向其它帧添加的恢复数据的量大。这是因为，I帧是B帧和P帧参考的帧。如果在I帧中出现差错，那么在参考I帧的B帧和P帧中也会出现差错。
此外，编码器131可根据无线网络的状态来控制对数据编码的方法。例如，如果发送的包的差错发生率低，那么编码器131可减小在编码时添加的数据量。或者，编码器131可改变编码方法，以便仅将恢复数据添加到I帧，而不将恢复数据添加到P帧。
交织器132对编码的帧数据进行交织。术语“交织”指的是一种将每个包划分为几个块并将划分的块与其它包的块结合从而产生新包的方法。也就是说，如图2所示，包括包210、220、230和240的编码的帧数据被划分为几个块。包210、220、230和240的部分被存储在包211中，并且还被存储在包212、213和214中。如果如上所述执行交织，那么即使在发送包时基于包而发生差错，也可以防止由于出错的包而导致的整个帧或视频数据丢失。
在图2中，如果在发送包时没有执行交织而丢失了包210，那么帧的存在于包210中的所有特定数据都丢失。然而，如果在执行交织之后发送包，那么即使包211丢失，也只丢失包210、220、230和240的部分。换句话说，由于由包211丢失所引起的差错在其余的包220、230和240中散布，所以可防止丢失整个帧或所有的视频数据。此外，根据Reed-Solomon算法，当每个帧数据中出现的差错的量小于R/2时，可使用FEC来恢复丢失的数据。
同时，当编码的数据被交织时，可根据无线网络的状态来控制交织块的大小。例如，当无线网络的差错发生率高时，交织器132可将交织块的大小设置为小值。相反，当无线网络的差错发生率低时，交织器132可将交织块的大小设置为大值。
传输打包器133用于将交织的帧数据划分为几个包，并将序号添加到每个包的头。该序号用于对由稍后将描述的视频接收设备400接收的数据排序。也就是说，如果从视频发送设备100发送包的顺序与视频接收设备400接收包的顺序不同，那么视频接收设备400使用序号对包进行排序。
当交织的数据被打包时，可根据无线网络的状态来控制UDP包的大小。例如，当无线网络的差错发生率高时，可减小UDP包的大小。相反，当无线网络的差错发生率低时，可增加UDP包的大小。
发送单元140根据包的重要性对包进行分类，并发送分类的包。为此，发送单元140可包括多个优先级队列。也就是说，发送单元140根据显示的帧类型将包存储在不同的优先级队列中，并将包发送给视频接收设备400。
同时，发送单元140根据预置的传输参数来发送包。所述传输参数可包括重发发送失败的包所需的重试限制、数据传输速率以及指示一次可发送的最大数据量的最大传输单元(MTU)。可根据无线网络的状态来控制传输参数。当无线网络的差错发生率高时，可减小MTU。相反，当无线网络的差错发生率低时，可增大MTU。
如果通过发送单元140发送了包，那么计算单元150对包括发送的包的帧计算包传输成功率。例如，如果通过发送单元140发送了构成I帧的包，那么计算单元150计算成功发送的包与构成I帧的所有包之比。然后，计算单元150将有关信息提供给确定单元160。
确定单元160确定从计算单元150接收的包传输成功率是否高于阈值，并根据确定结果来控制包发送。也就是说，确定单元160可结束包括相应包的帧数据的包发送，并发送随后的帧数据的包，或者可重发发送失败的包。将参照图6来更详细地描述这一过程。
存储单元170包括第一存储部分172和第二存储部分174。
第一存储部分172存储编码率、交织块大小、UDP包大小以及与包发送有关的传输参数，诸如，关于数据传输速率、MTU和重试限制的信息。第一存储部分172还存储取决于编码率的差错恢复率和包传输成功率的阈值。如表1所示，可将所述参数列成表格并将其存储。
表1示出当应用Reed-Solomon编码算法时取决于编码率的差错恢复率和包传输成功率的阈值。
表1