用于无线局域网(WLAN)上多播视频流送的方法和系统

摘要

一种用于无线局域网（WLAN）上多播视频流送系统和方法改进了规模化和稳定性。该方法包括将WLAN接入点配置（1005）有预留的视频带宽。接收包括通过差分服务代码点（DSCP）标记的数据分组的多播视频流（1010）。然后将多播视频流转换成多个（“n”个）单播流（1015）。使用采用DSCP的选择性分组丢弃算法，从WLAN接入点向多个（“n”个）移动单元流送单播流中的数据分组（1020）。

说明书

发明领域

本发明一般涉及管理WLAN中的可用带宽，尤其涉及管理多播视频流送 的可用带宽。

背景

随着通信技术的进步，使用视频流送已经成为因特网用户生活中不可分割 的部分。视频流送也已经在实时监视、视频会议等应用中获得普及。然而，随 着视频流送的普及，出现了与各种性能相关的问题，主要是由于带宽约束。这 些与性能相关的问题的典型示例是用户在因特网上观看流送视频，却未获得所 需的音频或视频质量。

运动图像专家组（MPEG）视频中视频劣质的原因之一是所流送的视频图 像组（GoP）中的随机分组丢失。GoP是视频帧序列的逻辑分割。典型的GoP 包括三类图像或帧，即内部编码图像（I帧）、预测图像（P帧）和双向预测 图像（B帧）。GoP以I帧开始，该帧也被称为关键帧或基准帧。I帧被内部 编码，这意味着像素块的离散余弦变换（DCT）系数被编码而无需参考其它帧 的像素块。P帧通过使用运动补偿和预测来编码。它由指定特定像素块相对于 其在先前基准帧中的位置进行空间运动的范围的运动矢量所组成。P帧的基准 可以是I帧或先前的P帧。与I帧和P帧不同，B帧包含双向预测的块。因此， 为了对B帧进行解码，需要过往基准帧和未来基准帧。

通常，只要存在带宽约束，就会发生随机分组丢弃，不管是丢弃I帧还是 P帧或B帧。如上所述，P帧依赖于I帧，还可能依赖于其它P帧。因此，如 果在随机分组丢弃期间包含I帧数据的分组丢弃，则该GoP中所有后续P帧都 无法被正确解码。同样的问题发生在P帧随机丢弃的情况下，无需考虑它们与 其它P帧的依赖关系。

一种避免随机分组丢弃的方法是预留足够的网络级资源，从而不发生分组 丢弃。然而，该方法在流送视频需求波动的情况下无法工作，因为所预留的网 络级资源在需求高涨时可能不够用。

另一种方法是对视频流中的分组进行标记，由此网络确定分组的优先级。 只有高优先级的分组才能被允许传送。然而，该方法的基本问题是需要一自动 标记视频流中视频帧流的设备。而且，该方法在有带宽约束以及流送视频需求 动态改变的情况下无法工作。

藉此，需要用于WLAN上多播视频流送的改进方法和系统。

附图简要说明

附图连同以下详细描述被纳入说明书中并构成说明书的一部分，用于进一 步说明包括所要求保护发明的概念的实施例，并说明那些实施例的多个原理和 优点，其中贯穿各个图示，类似的附图标记表示相同或功能类似的要素。

图1是根据本发明实施例的示例性网络路由器的框图；

图2是示出根据本发明实施例的用于管理通信网络中数据流的方法的流 程图。

图3和4描绘示出根据本发明另一实施例的用于管理通信网络中数据流的 方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的用于管理通信网络中数据流的数据流管理器 的框图。

图6是根据本发明实施例的用于在数据流处理期间存储信息的示例性状 态机的框图；以及

图7和8描绘示出根据本发明实施例的用于在数据流处理期间存储信息的 方法的流程图；

图9是示出根据本发明实施例的WLAN上多播视频流送的系统图；

图10是示出根据本发明实施例的用于无线局域网（WLAN）上多播视频 流送的方法的流程图。

本领域技术人员将理解，图中的要素为了简化和清楚而示出，并且不一定 按比例绘制。举例而言，附图中一些要素的尺寸可能相对于其它要素被放大， 以帮助改善对本发明实施例的理解。

在适当情况下，装置和方法的构成要素通过附图中的常规符号来表示，仅 示出那些与理解本发明的实施例有关的特定细节，以免那些对得益于本文描述 的本领域普通技术人员而言显见的细节混淆本公开。

详细描述

根据本发明的一些实施例，一种方法实现无线局域网（WLAN）上的多播 视频流送。该方法包括将WLAN接入点配置有预留的视频带宽。用差分服务 代码点（DSCP）标记的数据分组在WLAN接入点处被接收作为多播视频流的 一部分。接下来，将多播视频流转换成多个（“n个”）单播流。随后使用采 用DSCP的选择性分组丢弃算法，从WLAN接入点向多个（“n个”）移动单 元流送单播流中的数据分组。

对于一个实施例，提供一种用于管理通信网络中数据流的方法，作为选择 性分组丢弃（SPD）算法的一部分。该方法包括接收分组化数据流，该分组化 数据流包括一个或多个数据段。这一个或多个数据段中的每个数据段对应于多 个帧类型中的一帧类型。此外，该方法包括基于至少一个预定义参数，确定在 通信网络中多个帧类型中的每个帧类型待传送的数据段数量。此外，该方法包 括基于对每个帧类型待传送的数据段数量、一个或多个数据段之间的功能依赖 以及多个帧类型之间的功能依赖，丢弃多个帧类型中至少一个帧类型的至少一 个数据段。该方法还包括基于至少一个数据段的丢弃，对所接收的分组化数据 流进行重新分组化。

图1示出根据本发明实施例的示例性网络路由器102。如图所示，网络路 由器102接收分组化数据流，该分组化数据流包括一个或多个数据段。例如， 分组化数据流可以是运动图像专家组-2（MPEG-2）或MPEG-4传输流中的图 像组。GoP可以与音频帧复用，或者可以在无音频帧的情况下复用。

如上所述，GoP包括多个数据段。每个数据段对应于特定的图像或帧类型。 图像或帧类型的示例包括内部编码图像（I帧）、预测图像（P帧）和双向预 测图像（B帧）。本领域技术人员已知，这些帧可以在功能上彼此相互依赖。 例如，I帧是内部编码的并且不依赖于任何其它帧，特定P帧可以依赖于I帧 或依赖于该特定P帧之前的任何P帧，B帧可以依赖于相对该B帧的过往帧或 未来帧。

当网络路由器102收到GoP时，网络路由器选择性地丢弃GoP中的特定 数据段，并传送GoP中剩余的数据段。在传送GoP之前，网络路由器102基 于数据段的选择性丢弃，对GoP进行重新分组化。结合剩余附图，详细解释了 用于选择性丢弃数据段的整个方法和系统。

应该注意，虽然以下结合MPEG-2传输流或视频语义来描述本发明，但是 本发明还可以用于运动图像专家组-4（MPEG-4）传输流或视频语义。

图2是示出根据本发明实施例的用于管理通信网络中数据流的方法的流 程图。为了描述图2所示的方法，将参考图1，但是本领域技术人员应该明白， 该方法可以应用于本发明的任何其它实施例。

在步骤202，用于管理通信网络中数据流的方法开始。例如，数据流可以 是运动图像专家组-2（MPEG-2）传输流或运动图像专家组-4（MPEG-4）传输 流中的图像组。在步骤204，接收包括一个或多个数据段的分组化数据流。如 图1已经提到的，每个数据段是内部编码帧（I帧）、预测帧（P帧）或双向 预测帧（B帧）。

根据本发明一个实施例，所接收的分组化数据流是与音频帧复用的或者在 无视频帧的情况下复用的。当数据流与音频帧复用时，所提到的数据段还可以 是音频帧，并连同I帧、P帧和B帧。

在步骤206，确定多个帧类型中每个帧类型在通信网络中待传送的数据段 数量。待传送数据段数量是基于至少一个预定义参数来确定的。预定义参数的 示例可以是通信网络中用于所接收的数据流的传送的可用带宽。例如，如果可 用带宽为400字节并且所接收数据流大小为600字节，则只选择与400字节大 小对应的数据段用于传送。在该示例中，如果每个数据段的大小为50字节， 则只选择8个数据段用于在通信网络中传送。根据本发明的一个实施例，数据 流的可用带宽是基于先前数据流中每个帧类型的数据大小而确定的。

应该注意到，数据大小依赖于数据流中数据段的类型，并且数据大小从I 帧到P帧到B帧依次减小。以上选择‘50字节’大小作为示例以便于对该附 图的描述，但这并不说明数据段的实际大小。

以上预定义参数的另一示例可以是所接收的数据流的类型。例如，如果收 到包括音频帧和视频帧的数据流，可能存在这样的情况，即所有视频帧被传送， 而所有音频帧未被允许传送。典型示例可以是因特网上的足球比赛视频流送。 在这种情况下，如果存在带宽约束，所有音频帧可能都不会被传送，而可能只 有视频帧被传送。这可能是因为观看流送视频的用户更加愿意观看比赛，而不 是收听解说。

预定义参数的又一示例可以是先前接收的数据流中对每个帧类型所接收 的数据段数量。当使用该参数时，假设在数据流中接收的每个帧类型的数据段 数量对多个数据流几乎保持相同。例如，如果先前接收的数据流具有一个I帧， 四个P帧和七个B帧，则假设下一数据流具有相同的数据段数量和安排。借助 以下示例，对该参数的使用变得更好理解。

假设可用带宽为400字节并且先前接收的数据流具有一个I帧、四个P帧 和七个B帧，计算对当前数据流待传送的数据段数量。如果I帧的平均大小为 100字节、P帧的平均大小为50字节且B帧的平均大小为40字节，则待传送 的I帧数量可被计算为一个I帧、四个P帧和两个B帧。应该注意，总是在通 信网络中传送I帧，无论其大小为何。

在另一实例中，MPEG视频可能只包含I帧。本发明也可以用于这种情况。 在I帧被丢弃的情形中，则直到下一I帧之前的所有P帧和B帧也都被丢弃。 因此本发明也允许丢弃I帧。在另一实例中，本发明还允许丢弃整数个GoP。

在步骤208，从所接收的数据流丢弃多个帧类型中至少一个帧类型的至少 一个数据段。基于已确定的对每个帧类型待传送的数据段数量、一个或多个数 据段之间的功能依赖以及多个帧类型之间的功能依赖，来确定要丢弃的数据 段。根据本发明的一个实施例，一个或多个数据段之间的功能依赖以及多个帧 类型之间的功能依赖是基于运动图像专家组-2（MPEG-2）或运动图像专家组-4 （MPEG-4）视频语义中的任意一个。

借助于以下示例，步骤208变得更好理解。考虑这种情况：接收具有一个 I帧、三个P帧以及五个B帧的数据流，并且帧的安排是“IPBBPBPBB”。现 在，还假设在步骤206，确定待传送的多个数据段为一个I帧、两个P帧以及 三个B帧。在这种情形中，将会丢弃一个P帧以及两个B帧。基于数据段的 功能依赖性以及帧类型的功能依赖性，确定三个P帧中的哪个被丢弃以及哪两 个B帧被丢弃。本领域技术人员已知，更多帧所依赖的P帧相比于较少帧所依 赖的P帧“重要性”更强。因此，数据流中的最后一个P帧比数据流中第一个 P帧重要性要弱。因此，在此情形中，最后一个P帧可被选择来丢弃。在B帧 的情形中，由于没有依赖性，可以基于预设条件来丢弃B帧。例如，可以设定 将每个交替B帧从所接收的数据流丢弃。

现在描述用于确定将丢弃哪种帧类型的哪个数据段的典型示例。应该注 意，所描述的算法本质上是示例性的，并且本发明还可以使用任何其它算法。 具体而言，所描述的算法是用于确定受带宽参数约束的最优待传送数据段数量 的0/1背包算法（0/1 knapsack solution）的实现。本领域技术人员可以明白， 该方法适于约束可以并非是带宽约束的任何实施例。

根据本发明一个实施例，收益值（profit value）可以与每一个帧类型相关 联，并且传送特定帧类型时发生的成本（每秒字节）被确定。假设，对于特定 类型的所有帧，成本相同。这可以通过向每种帧类型分配平均帧带宽作为成本 来实现。向每个帧分配的收益是基于帧依赖性的，如上所述。因此，向I帧分 配最高收益值。向所有B帧分配相同的收益值，因为没有帧依赖于B帧。并 且，向P帧分配随P帧在数据流中的位置而减小的收益值。

设数据流中的帧数量为N，且可用带宽为B。设集合C={c₁,c₂，....c_n} 和P={p₁,p₂，....p_n}为与特定数据流相关联的成本和收益。设归一化收益值 为集合PC，其中pc_i=p_i/c_i。设PC的元素以降序分类并且排列为值列表A={a₁, a₂，....a_n}。不失普遍性，设如果i<j，则a_i>=a_j，且a_i在集合PC中。给定 函数f：f(a_i)=c_j以及g:g(a_i)=p_j，则该算法的任务是寻找s以使得：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}f\left(a_i\right)x_i\le B$1≤i≤N

其中，

$x_i=\left(\begin{array}{c}1:0\le i<s\\ 0<x_i<1:i=s\\ 0:i>s\end{array}\right)$

上述方程的最优解如下给出：

$Z\left(C\left(\mathrm{KP}\right)\right)=\underset{i=1}{\overset{s-1}{\Sigma }}g\left(a_i\right)+g\left(a_s\right)x_s$

其中

$x_s=\frac{B-\underset{i=1}{\overset{s-1}{\Sigma }}f\left(a_i\right)}{f\left(a_s\right)}$

如果施加完整度边界（integrity bound），则得到以下关系式：

$\left|z\left(C\left(\mathrm{KP}\right)\right)\right|=\underset{i=1}{\overset{s-1}{\Sigma }}g\left(a_i\right)+\left|g\left(a_s\right)x_s\right|$

$\left|z^{\prime }\left(C\left(\mathrm{KP}\right)\right)\right|=\underset{i=1}{\overset{s-1}{\Sigma }}g\left(a_i\right)+g\left(a_s\right)\left|x_s\right|$

$\left|z^{\prime }\left(C\left(\mathrm{KP}\right)\right)\right|\le |z\left(C\left(\mathrm{KP}\right)\right)\le z\left(C\left(\mathrm{KP}\right)\right)|$

选择|z′(C(KP))|，会得到比最优值小上与x_sg(a_s)相等的值的收益。

在步骤210，基于至少一个数据段的丢弃，对所接收的数据流进行重新分 组化。根据本发明一个实施例，在丢弃数据段之后，根据用户数据报协议（UDP） 格式对所接收的分组化数据流进行重新分组化。随后，在通信网络中传送经重 新分组化的数据流。

用于管理通信网络中数据流的方法中的另一步骤（未示出）是对在先前数 据流和当前所接收数据流中所接收的每种数据类型的数据段计数进行存储。计 数被存储，使得对于下一数据流，可以基于先前所接收的数据流来确定待传送 数据流的数量。在步骤212，用于管理通信网络中数据流的方法结束。

图3和4示出描绘根据本发明另一实施例用于管理通信网络中数据流的方 法的流程图。为了描述图3、4所示的方法，参考图1和图2，但是本领域技术 人员应该明白，该方法可以适用于本发明的任何其它实施例。

在步骤302，用于管理通信网络中数据流的方法开始。在步骤304，接收 分组化数据流。如在图2中所提及的，数据流包括与音频帧或I、P或B帧对 应的一个或多个数据段。根据本发明一个实施例，所接收的数据流是MPEG-2 传输流中的GoP。

在步骤306，确定所接收的数据流中的GoP起始码。GoP起始码指示新 GoP的开始。通常，数据流中前四个字节指示GoP起始码。在步骤308，对新 GoP，确定每个帧待传送的数据段数量。用于确定待传送数据段数量的整个方 法已经结合图2进行了描述。

在步骤310，数据流中所接收的数据段的图像码被标识，以确定所接收的 数据段的帧类型。例如，在GoP起始码被确定之后，I帧被接收作为第一帧。 通常，GoP起始码的四个字节之后的下四个字节指示I帧的图像码。当I帧的 接收完成时，确定另一图像码。I帧之后的下一数据段可以是B帧或P帧。通 常，新图像码指示前一数据段的结束以及新数据段的开始。

根据本发明一个实施例，可以跨两个非邻近数据流以及跨两个非邻近数据 段分割图像起始码。在此情形中，数据段的最后三个字节被缓冲并被附加到下 一数据段的第一字节。这样，形成了有效的4字节标识符。该方法有助于跨数 据段和数据流标识数据类型。

在步骤312，执行检查，以确定特定帧类型的最大数量的待传送数据段是 否已被传送。例如，如果图像码提示所接收的数据段为P帧类型，则检查最大 待传送P帧数量是否已被传送。现在参照图4，如果对于特定帧类型，最大数 据段数量未被传送，则在步骤402，转发所接收的数据段用于重新分组化。

如果对于特定帧类型，最大数据段数量已被传送，则在步骤404，丢弃所 接收的数据段。之后，步骤402和406都前进至步骤406，其中确定当前GoP 是否结束。根据本发明一个实施例，新GoP起始码指示前一GoP的结束。

如果确定当前GoP并未结束，则再次执行步骤310。换言之，检测另一个 图像码并且重复如上所述的整个方法。根据本发明一个实施例，如果确定当前 GoP已结束，则在步骤408计算平均帧统计。之后，在步骤410，使用最优算 法来确定在下一GoP期间可以传送多少个I、P和B帧。在步骤412，用于管 理通信网络中数据流的方法结束。

图5示出根据本发明实施例的用于管理通信网络中数据流的数据流管理 器502的框图。本领域技术人员应该明白，数据流管理器502可以包括图5所 示的全部或一些组件。此外，本领域技术人员应该理解，数据流管理器502可 以包括此处并未示出且对根据本发明装置的数据流管理器502的操作并不密切 相关的附加组件。数据流管理器502执行参照图2、3和4所述的方法，且较 佳地在网络路由器102中实现，但是应该理解，数据流管理器502可以用于任 何其它合适环境或网络。

如图5所示，数据流管理器502包括接收器504、处理器506、重新分组 器508以及存储器510。接收器504接收包括一个或多个数据段的分组化数据 流。如结合以上附图已经提及的，分组化数据流是与音频帧复用或不与音频帧 复用的MPEG-2传输流中的GoP，并且每个数据段对应于多个帧类型中的一帧 类型。例如，数据段可以是GoP的I帧、P帧或B帧或是音频帧。

通常，接收器504通过确定GoP的GoP起始码来确定接收到新的GoP。 如上文已经描述的，GoP起始码指示GoP的开始并且通常是所接收的GoP的 前四个字节。在接收器504收到GoP之后，处理器506基于一个或多个预定义 参数，确定在通信网络中对每种帧类型待传送的数据段数量。如结合图2所已 经描述的，预定义参数可以是例如在通信网络中传送数据流的可用带宽、所接 收的分组化数据流的类型、或在先前数据流中所接收的每种数据类型的数据段 数量。使用所述参数确定通信网络中待传送数据段数量的整个过程已经结合图 2进行了描述。

当处理器506确定对每种帧类型的待传送数据段数量时，处理器506标识 所接收的数据段的帧类型。通常，处理器506通过确定数据段的图像码来标识 数据段的帧类型。图像码通常为4字节大小，且在接收数据段之前被接收。根 据本发明一个实施例，处理器506还可以标识跨非邻近数据段和跨非邻近数据 流的数据段的帧类型。

当处理器506标识所接收数据段的帧类型时，处理器506丢弃该数据段， 或者向重新分组器508发送该数据段用于重新分组化。丢弃分组的决定是基于 已确定的对每个帧待传送数据段数量、数据段之间的功能依赖、以及帧类型之 间的功能依赖。如上所已经描述的，功能依赖是基于运动图像专家组-2 （MPEG-2）视频语义或者基于运动图像专家组-4（MPEG-4）视频语义。丢弃 数据段的过程已经结合图2进行了描述。

当处理器506将数据段转发到重新分组器508时，重新分组器508基于数 据段的丢弃，以数据流语义不改变的方式对数据流进行重新分组化。根据本发 明一个实施例，重新分组器508基于用户数据报协议（UDP）格式对数据流进 行重新分组化，使得以MPEG-2传输流格式对数据流进行编码且将UDP报头 附加到该数据流。

数据流管理器502还包括存储器510，用于存储先前数据流中每种数据类 型的数据段计数以及所接收的分组化数据流中每种数据类型的数据段计数。存 储器510使用状态机来存储上述数据段计数。状态机的示例性实施例在图6中 示出。存储器510还包括用于执行与数据流管理器502相关联的其它功能的计 算机可读程序代码。

图6示出根据本发明实施例的用于在数据流处理期间存储信息的示例性 状态机。该附图示出具有分组报头字段并具有数据的数据流。分组报头字段通 常是UDP报头，数据包括各种数据段，诸如I帧、P帧和B帧。

根据本发明一个实施例，当接收到数据流时，执行检查以确定数据流是否 属于优先级流。只有当数据流属于优先级流时，才转发该数据流用于在状态机 中处理。通常，为了确定数据流是否属于优先级流，对照查找表检查数据流的 UDP报头中所包含的地址，其中查找表包含所有优先级流视频的地址。

如图所示，将分组报头字段散列（hash）到活动流内容可寻址存储器（CAM） 表中。之后，源地址、目标地址、源端口和目标端口充当该表的“键”。如果 指向特定键的流表条目未被找到，则假设该数据流不属于优先级流。当数据流 属于优先级流时，其数据解析开始。之后，与当前数据流对应的状态变量、当 前和先前数据流的音频或视频统计被存储在状态机中。

图7和8示出描绘根据本发明实施例、由数据流管理器502执行的用于在 数据流处理期间存储信息的方法的流程图。为了描述图7、8所示的方法，参 考图1、2、3和4，但是本领域技术人员应该明白，该方法可以适用于本发明 的任何其它实施例。

在步骤702，用于在数据流处理期间存储信息的方法开始。在步骤704， 检测数据流的起始码。如以上所已经描述的，检测到起始码就指示了新数据流 的开始。在步骤706，检测数据流的图像起始码。数据流的图像起始码指示了 新数据段的开始。图像起始码还可以包含当前数据段的帧类型的信息。数据段 可以是I帧、P帧或B帧。在步骤708，检查当前数据段是否是I帧。

如果当前数据段被确定为I帧，则在步骤710，将存储当前帧状态的状态 变量设为I帧。在将状态变量设为I帧之后，在步骤712更新先前帧统计。例 如，假设P帧被传送，检测到图像起始码并且该图像起始码的数据段被确定为 I帧。在此情形中，被传送的P帧（先前帧）的计数被递减1。

如果当前数据段不是I帧，则在步骤714，检查当前数据段是否是P帧。 如果当前数据段被确定为P帧，则在步骤716，将存储当前帧类型的状态变量 设为P帧。在将状态变量设为P帧之后，在步骤712更新先前帧统计，如先前 所述的。

如果在步骤714，确定当前数据段不是P帧，则在步骤718，将存储当前 帧类型的状态变量设为B帧。在将状态变量设为B帧之后，在步骤712更新 先前帧统计，如先前所述的。

流程图从步骤712前进至步骤802，其中确定GoP接收是否已结束。如果 GoP接收并未结束，则向前重复步骤706。根据本发明一个实施例，如果确定 当前GoP已结束，则在步骤804计算平均帧统计。之后，在步骤806，使用最 优算法来确定在下一GoP期间可以传送的I、P和B帧数量。在步骤808，用 于在数据流处理期间存储信息的方法结束。

图9是示出根据本发明实施例的WLAN 900上多播视频流送的系统图； 例如，考虑WLAN 900包括以1.5兆字节每秒（Mbps）流送多个视频流的多播 视频服务器905以及向视频服务器905进行馈送的监视相机910。视频流中的 多播分组包括I、P和B帧，如本文所述的。网络服务器915接收视频流，并 且使用状态防火墙对多播分组执行深度分组检查（DPI）。作为DPI过程的一 部分，网络服务器915用不同的差分服务代码点（DSCP）来标记包含不同数 据（例如视频I、P和B帧以及音频（A）帧）的分组。如本领域技术人员已知 的，DSCP允许数据话务被中间系统以基于服务类型（ToS）字段的相对优先 级进行处理。网络服务器915还执行音频/视频分组分割以及实时传输协议 （RTP）序列号重调整。

将通过DSCP标记的承载有I、P、B和A帧的多播分组随后路由到WLAN 900的其它部分，诸如路由到第一无线接入点920以及路由到第二无线接入点 925。在图9中，考虑第一无线接入点920使用其服务集标识符（SSID）来通 知其致力于向移动单元进行视频流送。此外，考虑第一无线接入点920具有 5Mbps的固定视频带宽。

第一无线接入点920因此基于因特网组管理协议（IGMP）报告监听来创 建视频订阅移动单元表（VSMT），如本领域技术人员已知的。VSMT帮助将 多播数据分组转换成“n”个IEEE 802.11单播帧（其中“n”是VSMT中所标 识的移动单元的数量）。而且，VSMT帮助动态调节可用于视频的每移动单元、 每视频流的带宽。

VSMT可按照如下方式来创建。第一无线接入点920被配置成标识被允许 同时接收视频流的移动单元的最大数量。然后用其上流送视频流的多播网际协 议（IP）地址和端口组合<MCAST IP,PORT>来配置一列表。当移动单元使用 服务集标识符（SSID）连接成功时，第一无线接入点920向移动单元发送IGMP 一般询问。如果移动单元愿意接收视频流，则该移动单元发送会员报告。第一 无线接入点920监听该报告并检查<MCAST IP,PORT>是否匹配所配置的视频 流中的任意一个。如果是，倘若收听者数量小于所允许的移动单元最大数量， 第一无线接入点920就向收听者列表添加<MCAST IP,PORT,MU MAC>元组 （其中MU MAC是移动单元介质访问控制号），收听者列表被用于将多播流 转换成单播。当已连接到SSID的移动单元发送主动提供的IGMP会员报告时， 第一无线接入点920监听该报告并且检查<MCAST IP,PORT>是否匹配所配置 视频流中的任一个。如果是，则第一无线接入点920就向收听者列表添加 <MCAST IP,PORT,MU MAC>元组（仅当收听者数量小于所允许的移动单元 最大数量时），收听者列表被用于将多播流转换成单播。当已连接到SSID的 移动单元发送主动提供的IGMP离开消息时，第一无线接入点920监听离开消 息并且检查<MCAST IP,PORT>是否匹配所配置视频流中的任意一个。如果是， 第一无线接入点920从收听者列表移除<MCAST IP,PORT,MU MAC>元组， 收听者列表被用于将多播流转换成单播。第一无线接入点920不会将IGMP会 员报告和离开消息转发到SSID。这强制移动单元总是发送其会员报告（响应 于询问）和离开消息。

考虑各自无线连接到第一无线接入点920的三个移动单元930、935、940 最初订阅来自多播视频服务器905的当前1.5Mbps视频流。基于第一无线接入 点920的5Mbps视频带宽，向移动单元930、935、940中的每一个都分派 1.66Mbps的带宽。由于1.66Mbps带宽大于输入视频流的1.5Mbps带宽，所以 不要求分组丢弃过程。将承载有1.5Mbps输入视频流的全部I、P、B、A帧的 Dot11单播分组从第一无线接入点920传送到移动单元930、935、940中的每 一个。

然而，接下来考虑，一个附加移动单元945订阅来自第一无线接入点920 的视频流。因此，对每个移动单元的可用视频带宽必需被调节为1.25Mbps。由 于1.25Mbps小于初始的1.5Mbps流，本文所述的选择性分组丢弃（SPD）算 法被实现，以丢弃超出的0.25Mbps带宽。因此，关于SPD算法操作的第一无 线接入点920充当如上所述的网络路由器102或数据流管理器502。

如果第五移动单元950随后订阅来自第一无线接入点920的视频流，则移 动单元930、935、940、945、950中每一个的视频带宽会被调节为1Mbps，且 SPD算法会丢弃初始视频流数据的0.5Mbps。

此外，考虑从初始1.5Mbps到SPD调节1.0Mbps的1/3带宽减少是基于 所要求的服务质量（QoS）的最大分组丢弃量。这意味着，如果第六移动单元 955尝试订阅视频流，则在第一无线接入点920处的视频订阅移动单元表中不 会为移动单元955创建条目，并且移动单元955不会被允许接收视频流。

类似的视频订阅移动单元表构建和选择性分组丢弃过程在第二无线接入 点925处针对多个移动单元960、965、970执行。

图10是示出根据本发明实施例的用于无线局域网（WLAN）上多播视频 流送的方法1000的流程图。在步骤1005，将WLAN接入点配置有预留视频带 宽。例如，将第一无线接入点920配置有5Mpbs的预留视频带宽。

在步骤1010，接收多播视频流，该多播视频流包括由差分服务代码点 （DSCP）标记的数据分组。例如，网络服务器915用DSCP码来标记包含 1.5Mbps流的“I”、“P”、“B”和“A”帧的分组，并且随后在第一无线接 入点920处接收所述流。

在步骤1015，将多播视频流转换成多个（“n”个）单播流。例如，将来 自多播视频服务器905的1.5Mbps视频流转换成五个单播流，其中对移动单元 930、935、940、945、950中的每一个指派一个单播流。

在步骤1020，使用采用DSCP的选择性分组丢弃算法，从接入点向多个 （“n”个）移动单元流送单播流中的数据分组。例如，使用由网络服务器915 插入的DSCP并且使用如本文所述的SPD算法，从第一无线接入点920向移 动单元930、935、940、945、950中的每一个流送承载I、P、B和A帧的dot11 单播分组。

如上所述，多个实施例提供用于WLAN上多播视频流送的方法和系统。 所描述的发明具有以下优点：克服了随机分组丢失的缺点以实现在带宽约束情 况下的期望质量。由于MPEG对数据流中其帧序列具有功能依赖，因此随机丢 失能够破坏视频语义。本发明实现了一用于计算在通信网络中待传送的每种类 型帧的分组数量的方法。之后，基于不同帧之间的功能依赖，所选帧可被丢弃， 从而不被传送。这确保了用户所接收到的流送视频的视频或音频质量并未明显 劣化。而且，本发明确保MPEG视频语义并未随不同的帧被丢弃而被破坏。

在上述说明书中已经描述了特定实施例。然而，本领域普通技术人员将理 解，可作出各种修改和改变，而不背离后附权利要求中陈述的本发明的范围。 因此，说明书和附图应被视为说明性而非限制性，且所有此类修改旨在包含在 本示教的范围内。这些益处、优点、问题的解决方案以及可使任何益处、优点 或解决方案产生或变得更突出的任何要素不应被解释为任何或所有权利要求 的关键、必需或实质的特征或要素。本发明仅由所附权利要求限定，所附权利 要求包括在本申请待审期间作出的任何修改以及那些授权权利要求的所有等 效方案。

此外，在本文档中，诸如第一和第二、顶和底等等之类的关系术语仅用于 将一个实体或动作与另一实体或动作区分开，而不一定要求或暗示此类实体或 动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包括……的”、“具 有”、“具有……的”“含有”、“含有……的”、“包含”、“包含……的” 或其任意其它变型旨在覆盖非排他的包含，使得包括、具有、含有、包含一系 列要素的过程、方法、制品或装置不仅包括那些要素而且还可以包括并未明确 列出的其它要素或这些过程、方法、制品或装置固有的其它要素。“包括……”、 “具有……”、“含有……”、“包含……”之后的要素不排除包括、具有、 含有、包含该要素的过程、方法、制品或装置中存在附加的相同要素，且无更 多限制。术语“一”被定义为一个或多个，除非本文明确地另外指明。术语“基 本上”、“本质上”、“大约”、“约”或其任何其它版本被定义为如本领域 普通技术人员所理解的那样的“接近于”，且在一个非限制性实施例中，该术 语被定义为在10%以内，在另一实施例中在5%以内，在另一实施例中在1% 以内，且在另一实施例中在0.5%以内。在本文中所使用的术语“耦合”被定 义为“连接”，不过不一定直接连接且不一定机械地连接。以某种方式“配置” 的设备或结构至少以该方式配置，但也可能以未列出的方式来配置。

应该理解，一些实施例可由一个或多个通用或专用处理器（或“处理设备”） 以及独特存储的程序指令（包括软件和固件）所组成，其中一个或多个通用或 专用处理器诸如微处理器、数字信号处理器、定制处理器和现场可编程门阵列 （FPGA）等，而程序指令控制一个或多个处理器以结合特定非处理器电路实 现本文描述的方法和系统的一些、大多数或全部功能。替代地，一些或全部功 能可由不具有存储的程序指令的状态机实现，或在一个或多个专用集成电路 （ASIC）中实现，在一个或多个专用集成电路（ASIC）中，这些功能的每个 功能或某些功能的一些组合可被实现为定制逻辑。当然，可使用两种方法的组 合。

此外，实施例可被实现为计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上 存储有计算机可读代码，用于对计算机（例如包括处理器）编程以执行如本文 描述和要求保护的方法。此类计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、 CD-ROM、光学存储设备、磁存储设备、ROM（只读存储器）、PROM（可编 程只读存储器）、EPROM（可擦除可编程只读存储器）、EEPROM（电可擦 除可编程只读存储器）以及闪存。再者，预期在本文所公开的概念和原理的引 导下，本领域技术人员能在无需潜在显著努力以及受例如可用时间、当前技术 和经济考虑启发的许多设计选择的情况下，通过最少实验容易地产生此类软件 指令和程序以及IC。

提供说明书摘要是为了允许阅读者迅速查明本技术公开的本质。应理解， 它将不用于解读或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述的详细描述中可 见，为使本公开更为流畅，可将各种特征编组在多个实施例中。本公开的方法 不应被解读为反映下述意图：所要求保护的实施例需要比在每一权利要求中明 确表述的特征更多的特征。相反，如所附权利要求反映的，发明主题可在于比 单个公开实施例的全部特征更少的特征。因此，所附权利要求在此被纳入详细 描述中，其中每一项权利要求独自作为单独要求保护的主题。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于无线局域网（WLAN）上多播视频流送的方法，所述方法包括：

将WLAN接入点配置有预留的视频带宽；

接收包括通过差分服务代码点（DSCP）标记的数据分组的多播视频流；

将所述多播视频流转换成多个“n”个单播流；以及

使用采用DSCP的选择性分组丢弃算法，从WLAN接入点向多个“n” 个移动单元流送所述单播流中的数据分组。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，配置所述WLAN接入点包括 基于因特网组管理协议报告来创建表。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择性分组丢弃算法包括：

接收包括一个或多个数据段的分组化数据流，其中所述一个或多 个数据段中的每个数据段对应于多个帧类型的一帧类型；

基于至少一个预定义参数，确定所述WLAN中所述多个帧类型中的 每个帧类型的待传送的数据段数量；

基于下述各项丢弃所述多个帧类型中至少一个帧类型的至少一个 数据段：

每个帧类型的待传送数据段数量；

所述一个或多个数据段之间的功能依赖；以及

所述多个帧类型之间的功能依赖；以及

基于至少一个数据段的丢弃，对所接收的分组化数据流进行重新分组化。

4.如权利要求1所述的方法，其中将WLAN接入点配置有预留的视频带 宽包括：通过动态地调节每视频流的带宽来配置所述WLAN接入点。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过差分服务代码点（DSCP） 来标记数据分组是使用深度分组检查(DPI)引擎来执行的。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述多播视频流转换成多个 “n”个单播流包括：将多播分组转换成多个dot11单播分组。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个预定义参数是基 于以下的一个或多个：

在通信网络中数据流传送的可用带宽；

所接收的分组化数据流的类型；以及

先前数据流中所接收的每种帧类型的数据段数量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，数据流的所述可用带宽是基于 先前数据流中每种帧类型的数据大小来确定的。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分组化数据流是运动图像 专家组-2（MPEG-2）和运动图像专家组-4（MPEG-4）传输流的至少一个中的 图像组（GOP）。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述一个或多个数据段中的每 个数据段是音频帧和GOP中图像的至少一个。

11.一种数据流管理器，包括：

处理器；以及，

可操作地耦合到所述处理器的存储器，其中所述存储器包括：

，用于将所述数据流管理器配置有预留的视频带宽的计算机可读指令代 码组件；

用于接收包括通过差分服务代码点（DSCP）标记的数据分组的多播视频 流的计算机可读指令代码组件；

用于将所述多播视频流转换成多个“n”个单播流的计算机可读指令代码 组件；以及

用于使用采用DSCP的选择性分组丢弃算法，从所述数据流管理器向多 个“n”个移动单元流送所述单播流中的数据分组的计算机可读指令代码组件。

12.如权利要求11所述的数据流管理器，其特征在于，所述选择性分组丢 弃算法包括：

用于接收包括一个或多个数据段的分组化数据流的计算机可读指 令代码组件，其中所述一个或多个数据段中的每个数据段对应于多个帧 类型的一帧类型；

用于基于至少一个预定义参数，确定WLAN中多个帧类型中每个 帧类型的待传送的数据段数量的计算机可读指令代码组件；

用于基于下述各项而丢弃所述多个帧类型中至少一个帧类型的至 少一个数据段的计算机可读指令代码组件：

每个帧类型的待传送的数据段数量；

所述一个或多个数据段之间的功能依赖；以及

所述多个帧类型之间的功能依赖；以及

用于基于所述至少一个数据段的丢弃，对所接收的分组化数据流进行重 新分组化的计算机可读指令代码组件。

13.如权利要求12所述的数据流管理器，其特征在于，所述至少一个预定 义参数是基于通信网络中数据流传送的可用带宽。

14.如权利要求12所述的数据流管理器，其特征在于，所述至少一个预定 义参数是基于所接收的分组化数据流的类型。

15.如权利要求12所述的数据流管理器，其特征在于，所述至少一个预定 义参数是基于先前数据流中所接收的每种帧类型的数据段数量。