一种基于Kalman滤波的无线流媒体自适应混合FEC/ARQ控制方法

摘要

本发明公开了一种基于Kalman滤波的无线流媒体自适应混合FEC/ARQ控制方法，属于无线动态网络中多媒体通信自适应差错控制领域。该方法采用跨层设计，在数据链路层使用Kalman滤波器预测当前的网络状态(丢包率)，自适应地调整链路层前向纠错(FEC)参数和链路层自动重传请求(ARQ)参数；另一方面，在应用层采用自适应FEC策略，根据当前网络状态，自适应地调整视频帧的发送速率，在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽。本发明方法能使接收方获得最大的可播放帧率，有效地提高流媒体传输的可靠性和实时性。

主权项

1、一种基于Kalman滤波的无线流媒体自适应混合FEC/ARQ控制方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在发送方，视频源数据帧首先由应用层的AFEC编码器采用自适应FEC算法编码；(2)在数据链路层封装为链路层数据帧，丢包判别机制判断当前的链路层数据帧是否丢失过；(3)当未丢失过，则将该链路层数据帧发送出去，当丢失过即收到一个NACK，则启动混合FEC/ARQ差错控制；(4)由Kalman滤波器预测下一时刻无线网络的丢包率，然后启用自适应链路层FEC机制将该链路层数据帧分割为K个链路层传输单元并添加N1个冗余码编码成N个链路层传输单元，最后将这N个链路层传输单元发送；发送方收到NACK_u后判断其是否为0，当不为0时，则启用自适应链路层ARQ机制重传NACK_u个缺失的链路层传输单元，使接收方能正确解码并重组丢失的链路层数据帧，其中：N1＝N-K，NACK_u是用于统计待重传链路层传输单元的个数，K、N1、N、NACK_u均为自然数；(5)接收方收到的数据首先送至分流器，分流器判断收到的数据是链路层数据帧还是链路层传输单元；(6)当是链路层数据帧时，则将该链路层数据帧直接送至上层，由应用层的AFEC解码器进行解码得到可播放的视频源数据帧；当是链路层传输单元时，则启动混合FEC/ARQ差错控制，混合FEC/ARQ差错控制判断收到的链路层传输单元个数N_LLu是否大于等于K：当大于等于K时，则对收到的N_LLu个链路层传输单元进行解码并重组链路层数据帧，然后将还原得到的链路层数据帧发送至上层，由应用层的AFEC解码器进行解码得到可播放的视频源数据帧；当小于K时，则求NACK_u＝K-N_LLu，并将NACK_u发送至分流器，分流器把NACK_u反馈给发送方，其中：N_LLu表示接收方收到的属于同一个链路层数据帧的链路层传输单元的个数，N_LLu为自然数，K同步骤(4)中的K。