CN104540002B - 用于发送传输流包的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种处理并发送传输流包以及处理发送的传输流包的方法。基于介质访问控制(MAC)层管理的时间信息在MAC层中产生时间戳，并基于与当发生传输错误时与用于常规数据帧的不同的算法重传输包括传输流包的数据帧。因此，不需要发送和接收用于在发送终端与接收终端之间精确发送传输流包的附加同步包，并能够减小由延迟和抖动引起的性能衰减。

Description

用于发送传输流包的方法和设备
本申请是申请日为2007年8月30日、申请号为200780035226.3、题为“用于发送传输流包的方法和设备”的专利申请的分案申请。
技术领域
符合本发明的方法和设备涉及传输流，更具体地，涉及处理并发送传输流包，以及处理发送的传输流包。
背景技术
为了发送音频视频(AV)数据，通常使用传输流(TS)格式。当接收或发送AV数据时，在发送终端与接收终端之间的时间同步非常重要。因此，发送终端和接收终端发送和接收包括时间信息的包，且终端通过使用各种算法尝试同步。
图1是用于解释根据现有技术的发送传输流包的方法的示意图。
左边的设备包含TS产生器，其是用于提供传输流包的源，且TS产生器可以是用于存储图像数据、流应用的存储介质或运动图像专家组(MPEG)编码器。右边的设备包含TS消费器，其消费传输流包，且TS消费器可以是显示装置、复用器/解复用器(MUX/DEMUX)或MPEG解码器。
发送终端根据网络类型(诸如，以太网或无线LAN)通过网络接口将传输流包发送到接收终端。发送终端的TS产生器和接收终端的TS消费器使用包括在传输流包中的信息来控制传输，但网络接口不参与这个处理。更具体地，介质访问控制(MAC)层或物理层不确定从上层发送的数据是否是传输流包，从而通过相同的方法处理所有数据，并且不对传输流包执行控制操作。
因此，根据现有技术，在通过网络发送传输流包的处理中可发生延迟和抖动，使接收终端不能精确地输出图像。此外，为了避免延迟和抖动，发送终端的TS产生器和接收终端的TS消费器不得不在应用层包括附加模块，以对传输流包执行精确同步。发送终端和接收终端还不得不交换用于同步的包。因此，实现过于复杂。
发明内容
技术问题
本发明的示例性实施例提供了一种用于在网络终端的介质访问控制(MAC)层中处理并发送传输流包的方法和设备。
有益效果
从连接到网络的终端的MAC层提供用于为传输流包产生时间戳的时间信息。因此，不需要发送和接收用于在发送终端与接收终端之间精确发送传输流包的附加包。
此外，将单个时间戳添加到多个传输流包减小了网络流量。
另外，基于MAC层中的时间来控制传输流包，从而可保持网络中的传输流包的时间特性。因此，减小了由延迟和抖动引起的性能衰减。
附图说明
图1是用于解释根据现有技术的发送传输流包的方法的示意图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于发送传输流包的操作的流程图；
图3示出根据本发明的示例性实施例的添加了时间戳的传输流包的组；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的接收设备用于处理发送的传输流包的操作的流程图；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于发送传输流包的设备和用于接收并处理传输流包的设备的结构的框图。
具体实施方式
最优模式
根据本发明的一方面，提供了一种用于从连接到网络的终端发送传输流包的方法，该方法包括：根据MAC层在与其它终端同步时管理以控制在网络中使用的介质的时间信息产生时间戳；通过使用时间戳处理传输流包；发送处理的传输流包。
所述网络可以是无线局域网(WLAN)。在这种情况下，所述时间信息是根据信标帧的时间戳字段设置的值。
所述网络可以是无线个域网(WPAN)。在这种情况下，所述时间信息是根据信标帧的微微网同步参数字段设置的值。
所述处理的步骤可包括：通过组合多个传输流包来产生包组；以及通过将时间戳添加到包组来产生MAC协议数据单元(MPDU)。
所述处理的步骤还可包括记录指示传输流包包括在MPDU中的信息。
在所述发送的步骤中，当发生传输错误时，可基于预定的设置值执行重传输，而不是基于网络设置的重试限制。
在所述发送的步骤中，当发生传输错误时，可执行重传输，直到提前发送的并且存储在接收传输流包的另一终端的缓冲中的所有传输流包被消费。
根据本发明的另一方面，提供了一种记录有用于执行发送传输流包的方法的计算机程序的计算机可读介质。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于从连接到网络的终端发送传输流包的设备，该设备包括：时间戳产生器，根据MAC层在与其它终端同步时管理以控制在网络中使用的介质的时间信息产生时间戳；包处理器，通过使用时间戳处理传输流包；发送器，发送处理的传输流包。
根据本发明的另一方面，提供了一种在连接到网络的终端的MAC层中处理传输流包的方法，该方法包括：从通过网络接收的帧提取时间戳；以及根据提取的时间戳和MAC(介质访问控制)层在与其它终端同步时管理以控制在网络中使用的介质的时间信息来输出包括在帧中的传输流包。
在所述输出的步骤中，可根据预定的规则通过使用单个时间戳来输出多个传输流包。
根据本发明的另一方面，提供了一种记录有用于执行处理传输流包的方法的计算机程序的计算机可读介质。
根据本发明的另一方面，提供了一种在连接到网络的终端的MAC层中处理传输流包的设备，该设备包括：时间戳提取单元，从通过网络接收的帧提取时间戳；输出单元，根据提取的时间戳和MAC层在与其它终端同步时管理以控制在网络中使用的介质的时间信息来输出包括在帧中的传输流包。
发明模式
图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于从发送终端发送传输流包的操作的流程图。
在操作210中，发送终端的介质访问控制(MAC)层使用MAC层管理的时间信息产生用于从上层发送所述传输流包的传输流包的时间戳。与网络中的其它终端同步地管理由MAC层管理的时间信息，以通过MAC层控制网络中使用的介质。因此，应用到本发明的环境预先假定发送终端的MAC层和接收终端的MAC层支持时间同步功能。
例如，使用IEEE 802.11标准或IEEE 802.15.3标准等的网络提供这种功能。在使用IEEE 802.11的无线局域网(WLAN)中，终端根据信标帧的时间戳字段在MAC层中执行时间同步。在使用IEEE 802.15.3的无线个域网(WPAN)中，终端根据信标帧的微微网同步参数字段在MAC层中执行时间同步。
MAC层通过使用服务访问点(SAP)将时间信息提供给上层。
在操作220，MAC层通过组合传输流包形成包组。所述包组是多个传输流包的组。
在操作230，MAC层通过将时间戳添加到组来产生MAC协议数据单元(MPDU)。如上所述，多个传输流包与单个时间戳组合以减小网络流量。然而，这样做的话，发送终端的MAC层和接收终端的MAC层不得不提前了解用于通过使用单个时间戳将包括在相应的组中的传输流包输出到上层的规则。所述规则的示例是：当时间戳被添加到包组前端时，时间戳表示在包组前面的传输流包的输出时间，并且在时间戳表示的时间之后以预定的间隔输出下一传输流包。
在操作240，在产生的MPDU中表示传输流标记(TS标记)。TS标记是指示传输流包包括在MPDU的有效载荷中的标识符。接收终端的MAC层识别TS标记、从MPDU提取时间戳并根据MAC层的时间信息将传输流包输出到上层。
TS标记由记录在MPDU头的帧控制字段中的“类型”信息和/或“子类型”信息表示。TS标记可通过连续记录或展开标识符表示，通过在MPDU的“帧体”中使用hash函数或各种函数识别所述标识符。此外，可通过使用物理层收敛过程(PLCP)协议数据单元(PPDU)的“保留”字段或“服务”字段来表示TS标记。
在操作250，包括MPDU的数据帧被发送。
在操作260，确定数据帧的传输是否成功。这可通过使用确认(ACK)帧来检查。
当传输失败时，在操作270，确定是否将传输失败的数据帧重新发送。一般来说，在无线网络中，当数据帧的传输失败时，终端提前确定重试限制。然而，根据本发明的示例性实施例，当数据帧包括传输流包时，发送终端的MAC层执行与用于常规数据帧的算法不同的重传输算法。例如，发送终端可重复地重新发送数据帧，直到存储在接收终端的缓冲器中的所有传输流包被消费。如果在接收终端的缓冲器中的所有传输流包被消费之前重传输成功，则接收终端可在不弹出或点击的情况下产生图像数据。此外，可使用为包括传输流包的数据帧设置与为常规帧设置的重试限制不同的重试限制的方法，或在预定的时间重复重传输的方法。
在当前的示例性实施例中，多个传输流包与单个时间戳组合。然而，该操作在本发明的应用中不是必需的，时间戳可被添加到每个传输流包。在这种情况下，发送终端通过使用MAC层的时间信息产生时间戳的本发明的方面不会改变。
图3示出根据本发明的示例性实施例的添加了时间戳的传输流包的组。
如图3所示，时间戳可包括在传输流包组的前端、传输流包组的后端或传输流包之间。
然而，如上所述，发送终端的MAC层和接收终端的MAC层不得不提前了解用于通过使用单个时间戳将包括在组中的传输流包输出到上层的规则。所述规则的示例是：在第三种情况下(时间戳包括在传输流包之间)，在时间戳表示的时间输出左边的传输流包，在比时间戳表示的时间晚2μs的时间输出右边的传输流包。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的接收终端用于处理传输流包的操作的流程图。
在操作410，接收终端接收数据帧。在操作420，确定传输流包是否包括在接收的数据帧中。通过识别TS标记来执行所述确定。因此，接收终端使用诸如参照记录在MPDU头的帧控制字段中的“类型”信息和/或“子类型”信息或感知记录在MPDU的“帧体”中的模式等方法来确定TS标记是否存在。
当数据帧中不包括TS标记时，在步骤440，接收终端执行常规数据帧处理过程。
当数据帧中包括TS标记时，在步骤430，接收终端的MAC层提取时间戳。
在操作450，接收终端的MAC层根据提取的时间戳和MAC层管理的时间信息将传输流包发送到上层。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于发送传输流包的设备和用于接收并处理传输流包的设备的结构的框图。
如图5所示，发送终端500包括TS包源510、时间戳产生器520、包处理器530和发送器540。接收终端550包括接收器551、确定单元552、时间戳提取单元553、输出单元554、TS包处理器555和帧处理器556。
在发送终端500中，TS包源510提供传输流包，且TS包源510通常可以是运动图像专家组(MPEG)编码器或存储装置。
时间戳产生器520基于来自TS包源510的传输流包到达的时间来产生时间戳。这里，时间戳产生器520参照MAC层管理的时间信息。此外，发送器540是在MAC层中操作的模块。因此，发送器540将时间信息提供给时间戳产生器520。
包处理器530通过将时间戳添加到传输流包来产生MPDU。更具体地，可通过组合多个传输流包来产生包组，可通过将时间戳添加到包组来产生MPDU。此外，包处理器530将TS标记记录到MPDU中。根据实现的示例，可使用PPDU的“保留”字段或“服务”字段来表示TS标记。在这种情况下，包处理器530可使用物理层提供的SAP。
发送器540将从包处理器530输出的包括MPDU的数据帧发送到网络560。这里，当发生传输错误时，发送器540不使用用于常规数据帧的由网络560确定的重试限制，但发送器540根据预定的算法执行传输。
更具体地，发送器540可重复重新发送数据帧，直到提前发送到接收终端并且存储在接收终端的缓冲中的所有传输流包被消费。
接下来，在接收终端550中，接收器551通过网络560接收数据帧。确定单元552确定接收器551接收的数据帧是否包括传输流包。通过识别包括在数据帧中的TS标记来执行所述确定。根据确定单元552的确定结果，当数据帧不包括TS标记时，帧处理器556执行常规数据帧处理过程。
当确定数据帧包括TS标记时，时间戳提取单元553从MPDU提取时间戳。
输出单元554基于时间戳提取单元553提取的时间戳将传输流包输出到TS包处理器555。TS包处理器555消费传输流包，且TS包处理器555可以是MPEG解码器或显示装置。这里，输出单元554根据MAC层管理的时间信息输出传输流包，接收器551与MAC层相应。因此，接收器551可将时间信息提供给输出单元554。
因此，从连接到网络的终端的MAC层提供用于为传输流包产生时间戳的时间信息。因此，不需要发送和接收用于在发送终端与接收终端之间精确发送传输流包的附加包。
此外，将单个时间戳添加到多个传输流包减小了网络流量。
另外，基于MAC层中的时间来控制传输流包，从而可保持网络中的传输流包的时间特性。因此，减小了由延迟和抖动引起的性能衰减。
本发明的示例性实施例可被编写为计算机程序，并可在使用计算机可读记录介质执行程序的通用数字计算机中实现。计算机可读记录介质的例子包括磁性存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光学记录介质(例如，CD-ROM或DVD)和诸如载波的存储介质(例如，通过互联网传输)。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以本发明进行形式和细节上的各种改变。示例性实施例应仅被认为是描述的意义，而不是出于限制的目的。因此，本发明的范围是由权利要求所限定，而不是由本发明的详细描述所限定，所述范围内的所有区别将被认为包括在本发明中。

Claims (22)

1.一种用于从连接到网络的终端发送传输流包的方法，该方法包括：
在终端的介质访问控制(MAC)层参照在网络中与第二终端同步地管理的时间信息产生时间戳；
在MAC层产生数据帧，其中，所述数据帧包括MAC协议数据单元(MPDU)；
将传输流包添加到MPDU的有效载荷；
将时间戳添加到MPDU；
将指示传输流包包括在MPDU的有效载荷中的标识符添加到MPDU；以及
将数据帧发送到第二终端，
其中，时间信息在网络中与第二终端同步地由MAC层管理，以控制在网络中使用的介质。
2.如权利要求1所述的方法，
其中，所述网络是无线局域网(WLAN)，
其中，所述时间信息是根据信标帧的时间戳字段设置的值。
3.如权利要求1所述的方法，
其中，所述网络是无线个域网(WPAN)，
其中，所述时间信息是根据信标帧的微微网同步参数字段设置的值。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述将传输流包添加到MPDU的有效载荷的步骤包括通过组合多个传输流包来产生包组并使用包组产生MPDU，其中，将时间戳添加到MPDU的步骤包括将时间戳添加到包组。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述将指示传输流包包括在MPDU的有效载荷中的标识符添加到MPDU的步骤包括在记录中，记录指示多个传输流包包括在MPDU中的信息。
6.如权利要求5所述的方法，其中，在记录中，通过使用记录在MPDU头的帧控制字段中的类型信息或子类型信息来记录指示所述多个传输流包包括在MPDU的有效载荷中的信息。
7.如权利要求1所述的方法，其中，在所述发送的步骤中，当发生传输错误时，基于预定的设置值执行重传输，而不是基于网络设置的重试限制执行重传输。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在所述发送的步骤中，当发生传输错误时，执行重传输，直到提前发送的并且存储在接收传输流包的另一终端的缓冲中的所有传输流包被消费。
9.一种用于从连接到网络的终端发送传输流包的设备，该设备包括：
时间戳产生器，在终端的介质访问控制(MAC)层参照在网络中与第二终端同步地管理的时间信息产生时间戳；
包处理器，在MAC层产生数据帧，将传输流包添加到MPDU的有效载荷,将时间戳添加到MPDU,将指示传输流包包括在MPDU的有效载荷中的标识符添加到MPDU,其中，所述数据帧包括MAC协议数据单元(MPDU)；和
发送器，将数据帧发送到第二终端，
其中，时间信息在网络中与第二终端同步地由MAC层管理，以控制在网络中使用的介质。
10.如权利要求9所述的设备，
其中，所述网络是无线局域网(WLAN)，
其中，所述时间信息是基于信标帧的时间戳字段设置的值。
11.如权利要求9所述的设备，
其中，所述网络是无线个域网(WPAN)，
其中，所述时间信息是基于信标帧的微微网同步参数字段设置的值。
12.如权利要求9所述的设备，其中，所述包处理器通过组合多个传输流包来产生包组，通过将时间戳添加到包组来产生MPDU。
13.如权利要求12所述的设备，其中，所述包处理器记录指示多个传输流包包括在MPDU中的信息。
14.如权利要求13所述的设备，其中，所述包处理器通过使用记录在MPDU头的帧控制字段中的类型信息或子类型信息来记录指示所述多个传输流包包括在MPDU的有效载荷中的信息。
15.如权利要求9所述的设备，其中，当发生传输错误时，所述发送器基于预定的设置值执行重传输，而不是基于网络设置的重试限制执行重传输。
16.如权利要求9所述的设备，其中，当发生传输错误时，所述发送器执行重传输，直到提前发送的并且存储在接收传输流包的另一终端的缓冲中的所有传输流包被消费。
17.一种在连接到网络的终端的介质访问控制(MAC)层中处理传输流包的方法，包括：
从通过网络接收的帧提取时间戳；以及
根据提取的时间戳和在终端的MAC层参照在网络中与第二终端同步地管理的时间信息来输出包括在帧中的传输流包，
其中，所述帧包括MAC协议数据单元(MPDU)，传输流包被添加到MPDU的有效载荷,时间戳被添加到MPDU,指示传输流包包括在MPDU的有效载荷中的标识符被添加到MPDU，
其中，时间信息在网络中与第二终端同步地由MAC层管理，以控制在网络中使用的介质。
18.如权利要求17所述的方法，其中，在所述输出的步骤中，根据预定的规则通过使用单个时间戳来输出多个传输流包。
19.如权利要求17所述的方法，还包括：通过使用记录在帧的MAC协议数据单元(MPDU)头的帧控制字段中的类型信息或子类型信息来确定传输流包是否包括在MPDU的有效载荷中。
20.一种在连接到网络的终端的介质访问控制(MAC)层中处理传输流包的设备，该设备包括：
时间戳提取单元，从通过网络接收的帧提取时间戳；和
输出单元，根据提取的时间戳和在终端的MAC层参照在网络中与第二终端同步地管理的时间信息来输出包括在帧中的传输流包，
其中，所述帧包括MAC协议数据单元(MPDU)，传输流包被添加到MPDU的有效载荷,时间戳被添加到MPDU,指示传输流包包括在MPDU的有效载荷中的标识符被添加到MPDU，
其中，时间信息在网络中与第二终端同步地由MAC层管理，以控制在网络中使用的介质。
21.如权利要求20所述的设备，其中，所述输出单元根据预定的规则通过使用单个时间戳来输出多个传输流包。
22.如权利要求20所述的设备，还包括确定单元，通过使用记录在帧的MAC协议数据单元(MPDU)头的帧控制字段中的类型信息或子类型信息来确定传输流包是否包括在MPDU的有效载荷中。
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