[发明专利]一种在数据传输过程中抵抗丢包的方法、收发装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据分组传输技术，特别涉及一种能够抵抗数据包在传输过程中丢失的数据分组传输方法、收发装置及系统。

背景技术

数字信号在传输过程中，往往由于传输信道存在各种各样的干扰，使得传输的数据出现误码。为了能够及时发现和纠正错误，在数字信号发送前都需要进行信道编码，信道编码通过添加适当的冗余开销和进行适当算法变换，使得接收端能够发现数据在传输过程中产生的错误。对于一些复杂的信道编码算法，不仅能发现错误的位置，还能在一定程度上纠正所产生的错误。例如，在基于移动通信网络的多媒体应用中，多媒体数据需要通过无线信道传送到用户终端，由于无线传输环境中各种干扰的存在，如空间的电磁干扰、多径干扰、各种噪声等，在传送的数据流中经常会产生误码或数据丢失，导致接收端的图像产生跳跃、不连续、出现马赛克等现象。

在基于分组交换的IP网络中，数据链路层位于物理层和网络层之间，负责建立相邻节点之间的数据链路并在该链路上传送数据帧。数据链路层的基本功能之一就是进行差错控制，差错控制的设计有两种编码策略：一种是纠错码方案，需要让每个传输分组携带足够多的冗余信息，以便在接收端能发现并自动纠正传输差错，如海明码、里德-所罗门码、卷积码、交织码等等；另一种是检错码方案，需要让分组携带一定的冗余信息，根据这些冗余信息，接收端可以发现出现了差错，但不能确定是哪一个或哪一些位是错误的，并且自己不能纠正传输差错，如奇偶检验码、循环冗余编码等。

通过以上编码策略，在接收端进行解码后，若发现帧数据损坏，如果能够进行纠错则进行纠错，如果不能则需要通知发送端进行重传。发送端对在预定时间内没有发回响应的帧，会重新发送这一帧。可以看出，数据链路层的差错控制并不能在接收端通过编码策略对丢失的数据帧进行恢复，只能对接收到的数据帧进行差错判断和纠错，即在数据链路层并不能抵抗数据帧的丢失。

在基于分组交换的IP网络中，网络层的上一层是传输层，传输层主要负责确保数据可靠、顺序、无差错地从发送节点传输到目的节点。传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割，例如，以太网无法接收大于1500字节的数据包，此种情况下，发送节点的传输层需要将本节点高层来的数据分割成小于1500字节的数据片，同时为每个数据片设置一个序列号，以便数据到达接收节点的传输层时，能以正确的顺序重组，该过程即被称为排序。

由于网络环境的复杂，尤其广域网，在发送端和接收端之间有可能跨越很大的地理空间和多种传输网络，加上网络拥塞等情况的发生，很容易导致数据包的丢失。对于可靠的、面向连接传输层协议，如TCP/IP(Transmission ControlProtocol)协议，解决办法是在排序后发现有丢失的数据包后，通知发送端再次发送；对于不可靠、非面向连接的传输层协议如UDP(User Datagram Protocol)协议，则没有重传机制来保证接收端能接收到所有的数据包。

举例来说，视频捕捉设备捕捉到的图像帧经图像编码、压缩后形成二进制原始数据流，将该二进制原始数据流通过IP网络传送到接收端，由于网络最大传输单元(MTU，Maximum Transmission Unit)的限制，很可能该二进制原始数据流的尺寸会远远大于MTU，此时，就得将二进制原始数据流进行分割形成原始数据包。如果直接将分割后的原始数据包通过网络传送到接收端，由于网络环境的复杂性和不稳定性，在传输过程中，很可能会丢失某个或某几个原始数据包，若有原始数据包丢失，就会导致在接收端无法还原出完整的图像帧数据，此时，接收端要么要求发送端重传，要么就使用错误的数据进行图像帧的还原。但是，若重传该图像帧的所有原始数据包，则会增加网络传输的开销；若直接使用错误的数据进行强制还原，就会出现还原后的图像跳跃、不连续、出现马赛克的现象。

综上所述，现有技术中虽然可以通过纠错码技术恢复数据，但对数据包的丢失无抵抗能力。虽然可以通过重传机制重新获得被丢失的数据包，但接收端无法直接进行丢包的恢复。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种在数据传输过程中抵抗丢包的方法，能解决在接收端不能对连续丢包进行恢复的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种在数据传输过程中抵抗丢包的方法，包括以下步骤：

A、发送端将原始数据块分割为原始数据包序列，对原始数据包序列进行分组，并生成各分组的冗余包；

B、将所述分组及其冗余包发送到接收端；