CN101632263A - 服务器与客户终端及以包方式实时发送/接收数据的方法 - Google Patents

Abstract

一种通过IP网络在服务器(S)和客户终端(CT)之间以包的形式实时传送/接收数据的方法。在服务器端(S)，每一将被传送的数据包(P_k)被分配(A)连续性传输索引(C_k)，并且每一数据包(P_k)和它的连续性索引(C_k)一起被依次传送(B)到客户终端(CT)。在客户终端，基于对应于每个接收到的数据包的连续性索引(C_k)，接收到的数据包的流的连续性的任何中断被检测(D)。一旦检测到数据流中断(C_kr)，只要这个或这些丢失的数据包还没有被客户终端(CT)接收到，针对至少一个丢失的数据包，客户终端向服务器(S)传送(E)至少一个重传请求(RR(C_kr，@CT))。通过应用同步数据流的传输，在IP网络中传输多媒体数据。

Description

服务器与客户终端及以包方式实时发送/接收数据的方法

本发明涉及一种在服务器和客户终端用于以包方式实时发送/接收数据的方法，以及对应的服务器和终端。

音频和视频类型的异步数据流的实时传输日益增多地使用数据流实现，尤其是IP(互联网协议)数据流，例如通过光纤、卫星或者ADSL连接。

本发明的目的是，当数据传输速率被应用程序，例如音频或视频的，应用服务器利用时，使得数据的传输通过连接，尤其是IP类型的链接，以包的形式在需要实时传输的情况下可靠的进行。

目前可用于实时路由数据的协议有两种类型：

TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)类型的连接模式协议，以及

UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)类型的无连接模式。

在连接模式下，TCP协议提供对每个数据包接收的确认。该协议的详细描述可参见文献“TCP：Transmission Control Protocol”RFC 793，September 1981(“TCP：传输控制协议”RFC793，1981年9月)。

此外，DCP(Distribution and Communication Protocol，分布与通信协议)协议已经在关于数字化长、中、短波的一个DRM(DigitalRadio Mondiale，数字无线广播)计划中被定义。DCP的详细描述可参见ETSI(European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信标准协会)标准，索引号为TS 102821。

在无连接模式下，UDP协议仅允许数据包寻址。其详细描述可参见文献″User Datagram Protocol″，RDC 768，August 1980(“用户数据报协议”RDC 768，1980年8月)。

UDP协议之上的DCP协议具有数据流连续性索引，从而使得检测数据包的丢失成为可能。该协议的详细描述可参见索引号为ETSITS 102821的名为“Distribution and Communication Protocol”(“分布与通信协议”)的文献。依据DRM计划中的定义，它使得通过利用与里德-所罗门码(Reed Solomon code)有关的分片，可选择地，保护被传输数据成为可能。

RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)协议是一种利用连续计数器使得检测丢失的数据包成为可能的连续传输协议。与RTCP(Real Time Control Protocol，实时控制协议)结合使用，它使得评估连接的质量成为可能。

上述协议在如下文献中被定义：

-″RTP：A Transport Protocol for Real Time Applications″，STD 64，RFC 3550，July 2003(“RTP：一种用于实时应用程序的传输协议”，STD 64，RFC 3550，2003年7月)；

-″RTP：A Transport Protocol for Real-Time Applications″，RFC1889，January 1996(“RTP：一种用于实时应用程序的传输协议”，RFC1889，1996年1月)。

现有技术的上述协议存在缺陷。

在连接模式下，主要缺陷是此类协议需要一个快速的双向连接，以确认每一个接收到的数据包。这一限制不适于单向连接(monodirectional links)，例如卫星或光纤连接。

特别是，当连接中有一个中断时，遵照TCP协议的实时数据流的传输有如下几个缺陷：

-一个比网络超时时间更长的中断需要很长的重新连接(reconnection)时间；

-被客户终端用来补偿网络抖动的、用于数据包的几个帧重组缓冲内存的时间，被加到所述的中断时间中；

-在重新连接过程中，如果所述超时时间并未被超过，所述服务器会发送所有不能被发送的数据，包括被废弃的数据，从而减慢了有用传输的恢复。

由于不允许多播广播(multicast broadcasting)，对于每个客户终端，上述协议都要求数据流的一个连接(connexion)和一个应答(replication)。因此，在服务层和网络层上都需要很多资源。

在无连接模式下，UDP协议不能保障数据包的传输，也没有错误保护模式。

DCP/UDP协议，即DCP协议结合UDP协议，通过连续测量提供了错误保护。然而，这一保护非常脆弱，因为它最多能够纠正所传输的数据包的20％；这一保护由与里德-所罗门码有关的传输数据包的分段构成。

尽管RTP协议使得检测丢失的数据包和评估连接的质量成为可能，但它并不能恢复所丢失的数据。

本发明的一个主题是，通过对比DCP/UDP协议时间更长的连接中断的校正，来克服现有技术中已知协议的缺点，使得被任何IP数据流传输的数据的实时传输是可靠的，且不存在TCP协议的缺点。

特别地，本发明的一个主题是一种在服务器和客户终端之间以包的形式实时传输数据的方法，其中，连接中断的时间长短在该连接中断期间可以被修正，该修正一方面取决于被应用服务方和客户终端方用做缓冲存储器的存储器容量的大小，另一方面，取决于所述服务器和所述客户终端之间的连接时间。

本发明的另一主题是以包的形式实时传输数据的方法的实施，包括被传输的数据包的重传功能，当出现持续时间比客户终端层面所观测到的重传能力或者重传间隔更长的传输中断，则该终端看似等于连接中断的持续时间的长度，被重传能力缩短。

最后，本发明还涉及在服务器和客户终端之间以包的形式实时传送/接收数据的方法的实施，该实施使得保持数据流与不处理重传数据包请求的客户端接收装置相兼容成为可能。

在服务器与客户终端之间在IP网络中以包的形式实时传送/接收数据的方法，也就是本发明的一个主题，值得注意的是，该方法在服务器端至少包括，向每个待传送数据包分配一个传输连续性索引，向所述客户终端依次传送每个数据包及其连续性索引；并且，在客户终端至少包括，基于接收到的每个数据包的连续性索引检测所接收到的数据流的任一中断，以及，一旦检测到数据流不连续，只要客户终端没有接收到丢失的数据包并且该数据包也没有过时，客户终端就向服务器发送针对至少一个所丢失的数据包的至少一个重传请求(requestfor retransmission)。

该方法，也就是本发明的一个主题，还值得注意的是，所述方法在所述服务器端和客户终端还包括，除了客户终端没有接收到的数据包之外，连续地存储同样多个后续数据包，每个数据包被存储并伴随有它的连续性索引。

该方法，也就是本发明的一个主题，还值得注意的是，其特征在于，在服务器侧，所述传送步骤包括按照UDP协议传送数据包以及按照DCP或者RTP协议传送连续性索引。

该方法，也就是本发明的一个主题，还值得注意的是，其特征在于，所述方法的检测连续中的任一中断的步骤通过单独分析DCP数据流或者RTP数据流进行实施。

本发明的所述方法，还值得注意的是，所述方法的连续存储的步骤还包括将多个后续数据包中的每一数据包存储在FIFO型的缓冲存储器中。

根据本发明所述方法的另一个值得注意的方面，用数据包的数量计算的上述FIFO型存储器的容量大小是一个有关数据包传输网络的传输参数的函数。

根据本发明所述方法的另一个值得注意的方面，上述FIFO存储器的大小是自适应的。这使得在所述客户终端和服务器之间的发送和返回时间之内最优化传输中断的补偿成为可能。

该方法，也就是本发明的一个主题，还值得注意的是，其特征在于，对于客户端发出重传请求是必要的信息传输，是通过传输至少包括所述任一重传数据包请求的目的地址和用于存储多个后续数据包的缓冲存储器的内存大小的信息来实现的。

该方法，也就是本发明的一个主题，还值得注意的是，其特征在于，所述方法的所述客户终端向所述服务器发送的要求重传至少一个数据包的重传请求的步骤，是按照UDP/IP协议来执行的。

根据本发明所述方法的另一个值得注意的方面，每一个重传请求至少包括将被重传的数据包的标识及其目的地址。

最后，所述方法，即本发明的一个主题，值得注意的是，包括依次传输每一个所述数据包的步骤是通过单播或多播模式传输实现的。

值得注意的是，根据本发明的一种传送/接收服务器，用于在IP网络中在该服务器与客户终端之间以包的形式传输数据，该服务器除了用于传输构成至少一个传输流的连续数据包的资源之外，该服务器还至少包括用于产生与传送被传输数据包的连续性信令数据的模块，用于存储为至少一个被传输数据流所发送的一系列多个连续数据包的模块，以及用于接收和处理重传数据包请求的模块，被请求重传的数据包仍存在于存储所述一系列多个连续数据包的模块中，所述接收和处理重传请求的模块控制所述存储和传送模块。

适合于在IP网络中以包的形式接收伴随有连续性信令数据的数据流的客户终端，也是本发明的一个主题，值得注意的是，该客户终端还包括通过分析连续性信令数据来检测数据流中断的模块，用于存储针对至少一个数据流而接收到的一系列多个连续数据包的模块，用于向指定地址发送重传数据包请求的模块，以及考虑被重传的数据包、在所述存储一系列多个连续数据包的模块中将所接收到的数据包重新排序的模块。

所述服务器和客户终端，也就是本发明的一个主题，还值得注意的是，其特征在于，被所述服务器所传送并且对应地被所述客户终端所接收所述数据包发生在UDP模式下，以及被所述服务器所传送并且对应地被所述客户终端接收的所述连续数据发生在DCP或者RTP模式下。

通过阅读说明书和观察下面的附图，本发明可以更好地被理解：

-图1示出了根据本发明的在服务器与客户终端之间以包的形式实时传送/接收数据的方法的实施阶段的一个总的流程图；

-图2a示出了根据本发明的在IP网络中用于以包的形式传送/接收数据的服务器的架构的功能模块图；

-图2b示出了根据本发明的所述服务器(如图2a中所示)的运行模式的功能模块图；

-图3a示出了根据本发明的在IP网络中用于以包的形式接收/传送数据的客户终端的架构的功能模块图；

-图3b示出了根据本发明的如图3a中所示的所述客户终端的运行模式的功能模块图；

-图4a示出了根据本发明的在IP网络中通过DCP协议在服务器与客户终端之间以包的形式传输数据的信息报文的结构；

-图4b示出了根据本发明的由如图3a和图3b所示的客户终端通过DCP协议向如图2a和图2b所示的服务器发送的重传请求报文的结构。

根据本发明，在IP网络中服务器S和客户终端CT之间以包的形式实时传输数据的方法的更详细说明，将结合图1及随后的附图给出。

通常地，服务器S可以经由IP网络、通过使用其地址@S被访问，正如与通过使用地址@CT访问客户终端CT一样。

根据本发明的方法，在所述服务器端，至少包括，在步骤1(Step1)中，为每一个将被传送的数据包分配一个传输连续性索引(transmission continuity index)，标记为C_k。

该操作过程在图1的步骤A(Step A)通过如下表达式显示出来：

P_k→C_k，P_k

该表达式中，C_k表示被分配给将要被传输的数据包P_k的传输连续性索引。

更具体地，被分配到每个数据包P_k的连续性索引C_k可以由逐渐递增的数值组成，作为一个有关被传送的数据包的序号的函数，从而构成了被传输数据包的一系列连续性信令数据。

通过非限定性实施例的方式，例如，可以基于每一个数据包的序号的一个单调递增函数计算出每个连续性索引的值C_k。该类型的操作在现有技术中已知，在此不再赘述。

步骤A之后同时跟着步骤B和步骤C。步骤B包括通过使用客户终端地址@CT向客户终端CT依次传送每个数据包P_k及其连续性索引C_k。步骤C包括在服务器S的存储器内存储每个数据包P_k及其连续性索引C_k。

在图1的步骤B中，所述传输操作表示如下：

$S\stackrel{\mathrm{DCP}\left(C_k\right),\mathrm{UDP}\left(P_k\right)}{\→}\mathrm{CT}.$

在上述表达式中：

-通过非限定性实施例的方式，根据DCP协议，优选地，DCP(C_k)表示对每个连续性索引C_k的传送；以及

-通过非限定性实施例的方式，根据UDP协议，优选地，UDP(P_k)表示对每个数据包P_k的传送。

在步骤C中，存储操作通过如下表达式来描述：

其中，N-X和N-1表示存储在服务器S上的、连续数据包的序号以及相应的连续性索引值。

根据本发明的方法的一个优选的且非限定性的实施例，服务器S侧的步骤C所表示的存储步骤，可以有利地通过FIFO存储器的媒介(intermediary)加以执行，其容量大小适合于在服务器S端对被传送的连续数据包P_k的存储以及在步骤A中被分配给所述连续数据包的连续性索引C_k。

继图1中的步骤A，B和C在服务器S层面被执行，所述方法，也是本发明的一个主题，在客户终端CT侧还包括，执行两个同时进行的步骤G和J。步骤G包括基于和每个接收到的数据包相对应的连续性索引，来检测接收到的数据包Pk的连续数据流中的任一中断，同时保证接收到的数据包P_k并非是被重传的数据包，从而不考虑由于接收被重传的数据包而产生的连续性的中断。

在步骤G中，包括检测接收到的数据包的连续数据流中的任何中断的操作用符号表示为：

C_k+1≠C_k+1？

通过该表达式，可以理解的是，所述检测操作，例如基于传输所使用的反单调函数(inverse monotonic function)，包括检查序号为k+1的连续性索引C_k+1是继连续性索引值C_k之后以及因此是立即继数据包P_k之后而被接收到的，立即继所述接收之后用符号C_k+1表示。

从而可以理解的是，在客户终端CT侧被执行的、检测连续性的中断的步骤G，可以通过单独分析允许在客户终端CT层面上传输连续性索引的DCP数据流来实现。

在步骤G中，包括检查接收到的数据包并非是通过重传请求而被重传的数据包的操作可以用符号表示如下：

C_k∈(CP_k\CR_k)

通过该表达式，可以理解的是，所述检查操作包括检查所接收到的数据包的连续性索引C_k不属于传输过程中被丢失的数据包的标示符的集合。所述集合被定义为已经被服务器传输的数据包集合CP_k减去已经存在于客户终端CT内存中的数据包的连续性索引的集合CR_k。

一旦检测到真实数据流的不连续，即当步骤G中被测试的条件被验证时，则在接收到连续性索引C_k之后，存在一个数据流的不连续，标记为连续性索引的中断C_kr。数据流的不连续可以涉及多个未接收到的数据包，例如，用连续性索引值表示为{C_k+1，...，C_k+p}。本发明的所述方法包括，在步骤H中，利用步骤I中虚线表示的返回，从客户终端CT向服务器S传送重传请求，如步骤H指示：

RR(C_kr，@CT)到服务器S，即传送到后者的地址@S。

只要丢失的一个或者多个数据包C_k+1，C_k+p还没有被客户终端CT接收到，并且只要所述丢失的数据包C_k+1，C_k+p没有被丢弃，即只要所述被重传的数据包的连续性索引C_kr保持在C_N-1和C_N-X之间，也就是在客户终端的存储器中存在的数据包的连续性索引的限定的连续性索引，则执行步骤I中的返回操作以及上述重传请求的传送。

返回步骤I，由虚线箭头所示，返回到所述服务器S层面上的步骤D。

与步骤G同时发生的客户终端的步骤J，包括分析接收到的数据包的连续性索引C_k，从而检测已经接收到并且被存储的数据包以及没有被丢弃的数据包。

在步骤J中，包括检查接收到的数据包的有效性的操作可以用如下符号表示：

(C_k＜C_N-X)v(C_k∈CR_k)

在该表达式中，可以的理解是，如果一个数据包的连续性索引C_k比存储在客户终端的最老的数据包的连续性索引C_N-X还大，或者如果接收到的数据包的连续性索引已经属于已存储在客户终端上的数据包的连续性索引集合CR_k，那么该数据包将被视为无效。

如果对步骤J中的测试有一个肯定响应，则该无效的数据包在步骤K中被删除。

当然，如果对图1的步骤J中的测试有一个否定响应，则所述方法，即本发明的一个主题，在步骤E中，还包括对接收到的数据包R_k进行排序然后并存储。

相应的存储操作通过如下表达式描述：

其中N-X和N-1表示存储在客户终端CT层面上的连续数据包的序号以及相应的连续性索引值。

根据是本发明的一个主题的该方法的一个优选且非限定性实施例，在客户终端CT上如步骤E所示的存储步骤，可以有利地通过FIFO存储器的媒介(intermediary)加以执行，其容量大小适合于在客户终端CT侧所接收到的连续数据包R_k的存储以及对应的连续性索引C_k。

一旦步骤E完成，即数据包离开步骤E中使用的FIFO存储器，数据包进入用步骤F表示的处理过程。

步骤D，在服务器侧对应于对客户终端CT向服务器S发送的重传请求进行分析。步骤D包括检测由重传请求所标识的一个或者多个数据包是否仍存在于服务器的存储器中。该检测操作可以用符号表示如下：

C_N-1≥C_K≥C_N-X

通过该表达式，可以理解的是，该操作包括验证表示将被重传的数据包的序号K的连续性索引必须被包括在被添加到FIFO存储器中的最后一个数据包的连续性索引C_N和被添加到FIFO中的最早的一个数据包的连续性索引C_N-X之间。

当图1的步骤D中的测试有一个否定响应时，则是本发明的一个主题的所述方法，包括忽略客户端CT向服务器S发送的重传请求。

当图1的步骤D中的测试有一个肯定响应时，则是本发明的一个主题的所述方法，在步骤L中，包括重传由在步骤I中从客户终端CT向服务器S发送的重传请求所指定的数据包。根据一个优选且非限定性实施例，是本发明的一个主题的所述方法，步骤L中所示的重传步骤，在服务器S侧，可以有利地通过在步骤C中使用的FIFO存储器中搜索将被重传的数据包，然后通过利用客户终端CT的步骤B重传这些同样的数据包来实现。

为了顺利执行根据本发明的方法，如图1所示，该方法一方面在客户终端CT侧，以及另一方面在服务器S侧，伴随着数据包的连续性索引，分别地连续存储被传送和被接收的相同的多个连续数据包。

相应的操作分别在服务器S层面的步骤C中以及客户终端CT层面的步骤E中展现出来。

当使用允许传输连续数据包P_k的UDP协议以及使用允许传输连续性索引C_k的DCP协议时，作为本发明的一个主题的方法的一般功能和操作程序，可以如图1所示。

其中一条通道(channels)通过UDP协议将实时数据流从服务器S路由至客户终端CT，并且另一条通道允许客户终端CT使用UDP协议向服务器S发送重传数据包请求，以在所述数据流指定被重传的数据包。

包括在数据流中通过DCP协议传送的连续性索引，在客户终端CT侧被用于检测数据流的中断。

当后者在数据包P_k的连续传送中检测到一个中断时，它便通过向服务器S发送一个已经在前文提及的在图1的步骤H中的请求消息RR(C_kr，@CT)，以请求对未接收到的数据包进行重传。然后服务器S重新发送所丢失的数据包。

为了保持实时数据流的连续性，在客户终端CT等待接收被丢失的数据包时，对所接收到底数据的存储，以及在服务器S侧对已传送的数据的存储，使获得上述连续性成为可能。

由于在服务器S侧和客户终端CT侧都使用了FIFO存储器，该操作可以被实现。

根据作为本发明的一个主题的所述方法的一个特征，在服务器S侧和客户终端CT侧都使用的FIFO存储器，可以根据其用数据包的数量计算的容量大小的角度，以及根据所讨论的包传输网络的传输参数来定义。

更具体地，有利地，可以使得在服务器S侧和客户终端CT侧都使用的FIFO存储器的容量大小，适应于在客户终端和服务器之间的发送和返回时间之内最优化补偿连续数据包传送中的中断的目的，这将在说明书的稍后部分予以描述。

然而，需要指出的是，客户终端侧使用的存储器的容量大小的选择，会影响接收时所引入的延迟时间。

通过非限定性实施例的方式，FIFO存储器的容量可以用一个函数确定，该函数是服务器S和客户终端CT之间的上述发送和返回的传输时间，以及期望能够被纠正的传送中断的最大值的函数。服务器S和客户终端CT之间的上述发送和返回的传输时间，可以在服务器侧通过传统操作进行测量，例如，通过适当命令的传送，在此不再赘述。

更具体地，服务器S和客户终端CT之间通过DCP信息标签(information tag)完成信息传输，该信息对于客户终端产生重传请求是必要的。该标签至少包括重传数据包请求的目的地址，即服务器S的地址@S，以及用来存储多个连续数据包的缓冲存储器的存储容量。

如前所述，该存储器容量可以在服务器S层面上可自适应地被确定，并且然后在所讨论的客户终端CT层面上进行配置。

最后，关于从客户终端到服务器S传输至少一个数据包的重传请求，这一操作，在图1的步骤I中描述，有利地，可以按照UDP/IP协议进行。

当然，每一个重传请求包括将被重传的第一个数据包的标识符，即已经被检测到的中断的连续性索引C_kr，重传数据包的数量，以及将被重传的数据包的目的地址，即客户终端CT的地址@CT。

关于包括依次传输每一个数据包P_k的步骤，有利地，该步骤可以通过单播模式甚至多播模式实现。

现在将分别结合图2a和2b，以及图3a和3b，对在IP网络中传输数据包的服务器以及允许执行根据本发明的所述方法的客户终端进行更加详细的说明。

参考图2a，图中示出了一个用于在IP网络中传输数据包的服务器，该传输发生在该服务器与一个客户终端CT之间，该服务器S也是本发明的一个主题，该服务器包括一个常规的输入/输出装置，用I/O表示，一个中央处理器CPU，一个访问控制模块AC，用于控制对该服务器的访问，从而使得从访问和安全的视角看来，对该服务器S所发送的对于服务(service)或者应用(application)的任何请求进行管理成为可能。

该装置被程序模块M₀控制，这使得，尤其是，为所讨论的一个或多个应用提供服务器功能成为可能。程序模块M₀使得，尤其是，管理为所讨论的一个应用所构成的至少一个传输数据流的数据包P_k的传输成为可能。

除上述常规模块之外，作为本发明的一个主题的、在IP网络中传输数据包的服务器还包括用于产生被传输数据包P_k的连续性信令数据的传输的模块M₁。

所述的模块M₁，例如可以由执行单调递增函数的一个软件模块构成，使得计算出分配给每个被传输的数据包P_k的连续性索引C_k的连续的值成为可能。

此外，如图2a所示，它还包括模块M₂x，用于存储为被传输数据的至少一个数据流所传输的一系列多个连续数据包，优选地，所述存储通过如图1步骤C所示的表达式存储数量为X的数据包P_k来实现。

最后，根据本发明的服务器S还包括模块M₃，该模块用于接收和处理仍存在于模块M₂x中的数据包P_k的重传请求，模块M_2x用于存储一系列多个连续数据包P_k。

优选地，存储模块M₂x由一个FIFO型的缓冲存储器组成，该FIFO型缓冲存储器的容量大小在数据包的数量上限定了服务器S的重传能力，并且当然是在重传期间内。

优选地，用于接收和处理上述请求的模块M₃由软件模块组成，这使得处理在说明书中先前所描述的请求消息成为可能。该接收和处理模块M₃控制着数据包传输的资源以及包含重传所必需的数据包的模块M_2x。

此外，如说明书前文所述，用于接收与处理请求的模块M₃控制着用于传输必须被重传的连续数据包P_k的传输模块，而无论是用单点模式或者多点模式。

图2a中所示的根据本发明的服务器S的操作过程，现在将结合图2b予以描述。

服务器S的功能是：

-在客户终端CT用来发送重传数据包P_k的请求的数据流信令数据中***；

-在缓冲存储器，FIFO存储器内保留已经被发送的数据流的一部分。特别有利地，服务器传送的每一个数据流需要一个单独的缓冲存储器，而无论有多少个客户终端TC用于接收数据流；

缓冲存储器M₂x的容量实际上决定了服务器S的重传能力。缓冲存储器的容量越大，能够被修正的中断连接的数量就越大。

-通过非限定性实施例，例如，如果服务器S和客户终端CT可以存储10秒钟的传输数据包的数据流，并且如果客户终端CT和服务器S之间的发送和返回连接需要2秒钟，则无损耗地纠正传输中断最多可以是8秒钟；

-处理客户终端CT所发送的重传数据包P_k的重传请求，以及重传仍存在于服务器中的FIFO缓冲存储器中的所述数据包。

对于多点传输，该数据包仍存在于上述缓冲存储器中的情况下，如果多个终端CT重新请求同样的数据包，则服务器可以采用多点传送模式传输数据，而不需要为每一个客户终端CT重传数据包。

上述操作过程如图2b中所示，其中，M₃代表接收并且处理重传数据包请求的模块，该接收模块M₃包括以适宜的软件形式存在的数据包接收管理器。特别地，前面所述模块M₃控制着缓冲存储器M₂x来读取数据包的连续性索引，或者，如果适当的话，读取将被重传的数据包本身，以及也控制着数据包重传模块M₀。

现在将结合图3a和3b详细描述作为本发明的一个主题的客户终端，该客户终端被用来在IP网络中以包的形式接收数据流，该数据流伴随有由服务器S发送的数据流的连续性信令数据，服务器S可以参考图2a和2b所示。

如图3a所示，根据本发明的客户终端CT，包括通常意义上的输入/输出单元I/O，该单元与中央处理器CPU相连接，CPU控制着程序存储器M’₀，使得在管理连接于IP网络中的任何客户终端CT和任何终端或者服务器之间的数据交换成为可能。

此外，有利地，根据本发明的客户终端CT还包括用于通过分析连续性信令数据来检测数据流的中断的模块M’₁，所述M’₁模块以如先前说明书中所描述的图1中的步骤G和J的方式运行。该模块可以由被中央处理器CPU执行的软件模块组成。

此外，它还包括模块M’₂x，用于储存接收到的针对至少一个特定数据流的一系列多个连续数据包，模块M’₂x组成了前面说明书中所述的、并且在图1的步骤E中所使用的FIFO型的缓冲存储器。

如同样的图3a中所示，它还包括模块M’₃，用于传输请求重传数据包的重传请求到一个特定地址，即发送到前面说明书中所描述的服务器地址@S。模块M’₃使得建立先前结合图1所描述的重传请求消息RR(C_kr，@CT)成为可能。

最后，考虑到重传数据包，作为本发明的一个主题的客户终端CT还包括模块M’₄，该模块为模块M’₂x接收到的数据包重新排序，模块M’₂x储存着接收到的一系列多个连续数据包。

根据作为本发明的一个主题的客户终端CT的一个值得注意的方面，用于传送重传请求的模块M’₃按照UDP/IP协议运行，从而确保上述重传请求的传送。

现在将结合图3b对客户终端CT的运行程序进行描述。

客户终端CT的目的在于：

-如图1的步骤G中所描述的，通过分析连续性索引来检测数据流的中断；

-向数据流中指定的地址，即先前结合图1所描述的地址@S，发送重传请求。有利地，使用UDP/IP协议发送所述重传请求，并且因为该协议不能确保重传请求的正确接收，所以后者必须被重复直到接收到被请求的数据包或者丢失的数据被废弃。重传请求的重复频率因而可以根据网络类型以及后者的内在质量来决定；

-将数据，即客户终端接收到的连续数据包R_k及其连续性索引，储存在缓冲存储器中，以确保实时数据流的连续性。

在传输数据流中断之后，客户终端CT上所使用的缓冲存储器会被迅速重构(reconstituted)，其数据速率要远比对于无差错路由数据包严格有用的数据速率要高。

-在缓冲存储器中对所接收到的数据包进行重新排序，因为接收被重传的数据包会有延迟。在多次重传的情况下，客户终端CT还必须删除那些已经接收到的数据包。

图3b示出了客户终端CT的运行流程，其中，由软件模块组成的模块M’₁和M’₄使得确保分析数据流的连续性成为可能。上述模块使得重组储存在模块M’_2x中的数据包序列成为可能，以及使得利用模块M’₃来控制重传请求成为可能。

正如先前说明书中描述的那样，对于作为本发明的主题的服务器S和客户终端CT的方法的执行，后者将变得更加高效，因为IP类型传输网络支持的数据速率更高，至少暂时地比在客户终端CT的FIFO缓冲存储器变空之前为重传丢失的数据包而用于传送数据包Pk的数据速率更高。

此外，在服务器S和客户终端CT层面上，因安装缓冲存储器而产生的延迟，等于用于吸收IP传送网络的抖动的缓冲存储器的延迟。

依据本发明，如果服务器S的缓冲存储容量在被生成的数据传输流中被指定，则特别是适应性地，客户终端CT然后便可以调整它的缓冲存储器的大小至一个基本相同的大小，或者，适当地，至一个稍微小一点的大小，从而可以考虑没有接收到的数据包的重传延迟。

客户终端CT然后可以自动调整所接收的数据流类型。在数据包的传送流中，检测到标识重复来源的信息，即例如服务器S，上述客户终端CT自动激活丢失数据包的重传选项(lost packets repetitionoption)。另外，相反的情况下，后者采用使用标准DCP协议的操作。

对于前面说明书中所描述的在IP网络中服务器S和客户终端CT之间以包的形式进行数据传输的信息报文的更加详细的描述，现在将结合图4a给出。

参考上述图4a，该允许数据流信息的连续传输的信息报文由DCP标签组成，例如，如图4a所示。

上述标签在以4位字节编码的首部域包括至少一个标签名称，例如“AUDP”，该名字对应于DCP标准的强制域(obligatory field)。

如图4a中所示，DCP标签还必须包括标签长度域(tag lengthfield)，该域以比特为单位给出了标签的长度。根据上述DCP标准的强制域，该标签具有64比特的固定长度。

此外，该标签还包括UDP端口号(UDP Port Number)，当检测到传输不连续时，向该端口号传送重传数据包请求。该端口号在图4a中被称为PORT(端口)，例如，可以编码成16位比特。

该标签还包括IP地址域，向该IP地址发送数据包重传请求。该地址，称为“IP服务器”，可以被编码为32位并且对应于数据包重传请求被发往的IP地址。该地址可以与服务器S的数据流所来自动IP地址不同。

最后，如图4a所示，上述标签包括一个用16位编码的、表示FIFO型存储器容量的域。FIFO型存储器的容量可以由可用帧的数量来定义。根据DCP标准的配置，依赖于传输模式，帧的类型可以是PFT或AF。

DCP标签的使用使得被传输数据流与不负责丢失数据包重传请求的客户终端CT相互兼容成为可能。

为了提高根据本发明的所述方法、以及根据本发明的服务器S和任意客户终端CT的执行效率，有利地，数据流中的信令可以包含服务器S端使用的缓冲存储器的容量。这使得避免重复发送已不在缓冲存储器中的数据的请求成为可能。尤其可以理解的是，基于如图1中所示的执行步骤C和E中的缓冲存储器容量大体相同，可以区分出已不再存在于缓冲存储器内的数据包P_k以及它们的连续性索引。

最后，为了限制执行本发明的方法所需要的数据速率，这一信息可以不在数据流的每个包中出现。然而，依据本发明的方法的一个值得注意的方面，这一数据会以足够的频率出现以便客户终端CT可以迅速使用它。

在一个变化例中，同样的方法可以应用于RTP/IP协议。由服务器发送的、允许客户机发出重传请求的信息将被包含在由该协议提供的RTP报头中。其中被包含的信息是：

-重传请求发送的IP地址和端口；

-服务器端FIFO的容量大小。

客户端使用的用来检测中断的连续性索引是该标准所提供的RTP报头中的16比特“序列号”(sequence number)域。被重传的数据包的标识是通过利用RTP报头的“序列号”域来实现的。客户终端发送给服务器的重传请求信息因此包括如下数据：

-被重传的数据包必须发送至的IP地址和端口，

-中断的第一数据包的标识：16比特“序号”域的值。

-在中断中丢失的数据包的数量(以16比特进行编码)

类似地，现在参考图4b，对重传数据包请求RR(C_kr，@CT)进行更详细的描述。

结合上述图示，根据本发明，在IP网络中以包的形式进行数据传输，由客户终端CT向服务器S所发送的重传数据包请求，值得注意的是，该请求包括将被重传的数据包的至少一个标识，尤其是第一个丢失的数据包的连续性索引，特别的是当该索引是如前面说明书中所提到的根据单调递增函数计算得到时，基于这一索引的将被重传的数据包的数量，以及所讨论的数据包必须被发送至的地址，即请求重传的客户终端CT的地址。

自然可以理解的是，前面提到的重传请求的域并不是作为本发明的主题的所述方法、服务器S和客户终端CT在下面所述的条件下能有利地使用的唯一选择。

实际上，重传数据包的来源可以与初始服务器S不同。

例如，在数据流单向广播的情况下，例如由卫星或者其它设备来执行，有可能指定网络中的第二服务器的地址，然后该第二服务器负责分发被丢失的帧，例如通过电话交换网STN、综合服务数字网络ISDN，或者，最后例如通过任何其它类型的网络。

客户终端CT，当后者检测到一个或多个数据包P_kr丢失时，则必须向服务器S发送重传请求。

该重传请求必须至少包括上述两种类型的消息，以及数据包可按如下构成：

-数据包或者标签：标签的名字，例如标签的名字用4个字节编码，如图4b所示，一个非限定性实施例为AREP；

-数据包的长度：数据包有可变长度，如80，104或132比特，这依赖于所选择的传输模式；

-端口：用6比特进行编码，必须执行重传的端口号；

-客户终端IP：用32比特进行编码，必须执行重传的IP地址，即客户终端的地址@CT；

-PFT：用1比特编码的域，用于表示使用具有分段的PET模式的信令的标志，并因此存在索引域F；

-地址域Addr：用1比特进行编码，用于表示使用地址的信令的标志，并因此PFT目的域和PFT Dest存在。这一选项仅当PFT域有效时才使用，标识值PFT＝1，寻址与PFT相连接；

-分段数的域，NbFrag，基于以由SEQ和Findex域所定义的连续性索引为基础的重传模式的14比特AF或PF编码。例如，如果片段数NbFrag＝3并且P_sEQ＝50，序号(rank)k＝50、51到52的数据包必须被重传；

-16比特编码的SEQ域，如果PFT域数值为0，则其对应于被重传的数据包AF的SEQ域。如果PFT域数值为1，则SEQ域与被重传的数据包PF的PsEQ域相对应。SEQ域因而是用于识别包含被重传的数据包的数据流的一部分；

-Findex域：用24比特编码的域。该域是可选的。只有当PFT域值为1时它才出现。该域包括被重传的数据包PF的Findex域的值。它被用来标识被重传的第一个数据包；

-PFT Dest：用16比特编码的域。该域也是可选的。只有地址域Addr的值等于1时它才出现。PFT Dest域包括被重传的数据包的PFT寻址的Dest域的值。该域被用来标识被重传的第一个数据包；

-16比特编码的PFT Src域。该域是可选的。只有当地址域Addr值为1时才出现。PFT Src域包括被重传的数据包的PFT寻址的Src域的值。其被用于标识被重传的第一个数据包。

最后，本发明还涉及一种用整体的或者模块的方式编码的、并且储存在构成服务器的计算机或者专门设备中的存储介质中的计算机程序，用于在IP网络中在该服务器与客户终端之间以包的形式传送/接收数据。

值得注意的是，根据本发明的计算机程序，在它运行过程中，该计算机程序执行为每一个被传送的数据包分配传输连续性索引，以及依次将每个数据包以及它们的连续性索引传输至客户终端的步骤，就如结合图示1的前面说明书中所描述的那样。

本发明还涉及一种用整体的或者模块的方式编码的、并且存储在构成客户终端的计算机的存储介质的计算机程序，用于在IP网络中在服务器与该客户终端之间以包的形式传送/接收数据。

值得注意的是，在该计算机程序的运行过程中，该计算机程序执行基于每个所接收到的数据包的连续性索引对数据包的流的连续性检测任何中断的步骤，以及，一旦检测到数据流的中断，即从客户终端向上述服务器发送至少一个要求重传至少一个丢失的数据包的重传请求的步骤，只要这一或这些丢失的数据包还没有被该客户终端接收到。

Claims (17)

1、一种在IP网络中用于服务器与客户终端之间以包的形式实时传送/接收数据的方法，其特征在于，至少包括，

在所述服务器侧：

-为每个将被传送的数据包分配一个传输连续性索引；

-向所述客户终端，根据UDP协议依次传送每个数据包，并且根据DCP或RTP协议依次传送它们的连续性索引；以及，

在所述客户终端侧：

-基于所接收到的每个数据包所对应的所述连续性索引，检测所接收到的数据包的数据流的连续性的任何中断；并且，一旦检测到数据流的中断，

-只要至少一个丢失的数据包还没有被所述客户终端接收到，所述客户终端向所述服务器传输针对所述至少一个丢失的数据包的至少一个重传请求。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述客户终端和所述服务器上，还包括连续地存储相同的多个的分别被传送和被接收的连续数据包，所述数据包伴随有它们的连续性索引。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测任何连续性的中断的步骤通过单独分析DCP或RTP流实现。

4、根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述包括连续存储的步骤还包括在FIFO型的缓冲存储器中存储所述多个连续数据包中的每一个。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以数据包的数量计算的所述FIFO存储器的容量大小是一个有关所述数据包传输网络的传输参数的函数。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述FIFO存储器的大小是自适应的，这使得在所述客户终端和所述服务器之间的发送和返回传输时间之内最优化补偿传输中断成为可能。

7、根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述连续性索引的传输通过以特定的间隔通过传送DCP标签实现，该标签所含信息至少包括重传数据包请求的目的地址和用于存储所述多个连续数据包的所述缓冲存储器的容量大小。

8、根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述连续性索引的传输通过传输RTP报头的扩展实现。

9、根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述从所述客户终端向所述服务器发送至少一个数据包的重传请求的步骤根据UDP/IP协议实现。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每个重传请求至少包括：

-将被重传的一个或多个数据包的标识符；

-将被重传的一个或多个数据包的目的地址。

11、根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述包括依次传输每一个数据包的步骤通过单点或多点传输模式实现。

12、一种服务器，在IP网络中用于在该服务器与客户终端之间以包的形式传送/接收数据，其特征在于，所述服务器除了包括传送构成至少一个传输流的数据包的装置之外，至少还包括：

-用于产生与传送被传输数据包的连续性信令数据的装置；

-用于存储为被传送数据的至少一个数据流所发送的一系列多个连续数据包的装置，所述存储装置由缓冲存储器构成，该缓冲存储器的容量大小决定了所述服务器的关于数据包数量和重传时间的重传能力；

-用于接收和处理重传数据包请求的装置，所述重传数据包请求针对仍存在于存储所述一系列多个连续数据包的存储装置中的数据包，所述接收和处理装置控制着以单点或多点模式传输的所述传输装置和所述以DCP或RTP模式产生和传送信令数据的装置。

13、一种客户终端，适合于在IP网络中以包的形式传送/接收数据流，该数据流发自服务器并伴随有数据流的连续性信令数据，其特征在于，所述客户终端包括：

-通过分析所述连续性信令数据来检测所述数据流中断的装置；

-用于存储针对至少一个数据流所接收到的一系列多个连续数据包的装置；

-用于向指定地址发送重传数据包请求的装置，所述发送重传请求的装置根据UDP/IP协议运作；

-用于考虑被重传的数据包、将所述存储所接收到的一系列多个连续数据包的装置中的数据包进行重新排序的装置。

14、一种信息报文，用于通过IP网络在服务器和客户终端之间以包的形式进行数据传输，其特征在于，所述信息报文由DCP标签或RTP报头的扩展形成，该信息报文至少包括：

-UDP端口号，要求被检测出传输中断的数据包重传的重传数据包请求将被传送给该端口号；

-IP地址，所述重传请求将被传送给该地址；

-以被存储的依次被传送的数据帧/数据包的数量计算的缓冲存储器的容量大小。

15、一种在IP网络中用于以包的形式传输数据从客户终端传送到服务器的重传数据包请求，其特征在于，所述请求消息至少包括：

-将要被重传的一个或数个数据包的标识；

-所述一个或数个数据包应当要被传送至的地址。

16、一种计算机程序，储存在构成服务器的计算机或者专门装置中的存储介质上，用于通过IP网络在该服务器和客户终端之间进行以包的形式发送/接收数据，其特征在于，在执行该计算机程序的指令的过程中，该计算机程序执行根据权利要求1到11所述的为每一个被传送的数据包分配一个传输连续性索引的步骤，以及将每一个数据包和它们的连续性索引依次传输至所述客户终端的步骤。

17、一种计算机程序，储存在构成客户终端的计算机的存储介质上，用于通过IP网络在该客户终端和服务器之间以包的形式进行发送/接收数据，其特征在于，在该计算机程序运行过程中，所述计算机程序执行对所接收到的数据包的数据流的连续性的中断进行检测的步骤，该检测基于所接收到的数据包的连续性索引，以及，一旦检测到数据流中断，针对至少一个丢失的数据包从所述客户终端向所述服务器传送至少一个重传请求的步骤，只要这个或这些丢失的数据包还没有被所述客户终端接收到。

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