本發(fā)明涉及視頻傳輸領(lǐng)域，具體是一種視頻傳輸方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著移動智能設(shè)備和移動通信技術(shù)的發(fā)展和普及，移動終端直連通信d2d、v2v技術(shù)被廣泛認為是下一代通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，尤其是在車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。因設(shè)備具有移動特性，故需優(yōu)先考慮無線傳輸；雖然當(dāng)前車載、物載無線傳輸模塊功率和穩(wěn)定性有了很大提升，但始終避免不開直通鏈路距離短的特點，因此考慮將這些無線傳輸模塊通過中繼轉(zhuǎn)發(fā)、放大的方式相互連接。雖然當(dāng)前也有通過廣播方式傳輸視頻，但由于視頻資源較大也存在頻帶占用很大、資源消耗較大且視頻質(zhì)量得不到保障的問題，因此仍然考慮建立點與點之間的傳輸方式。本發(fā)明通過預(yù)設(shè)的方法將移動設(shè)備空間布局結(jié)構(gòu)調(diào)整為頻段交叉結(jié)構(gòu)以降低各階段中繼設(shè)備之間的相互干擾；并根據(jù)階段中繼設(shè)備的接收總碼率與發(fā)送總碼率之比分配接收鏈路數(shù)量和發(fā)送鏈路數(shù)量以實現(xiàn)中繼設(shè)備與主設(shè)備之間傳輸效率最優(yōu)化；并根據(jù)中繼設(shè)備連接鏈路數(shù)量來調(diào)整連接鏈路通信信道寬度；并計算傳輸速率和視頻流碼率之間的關(guān)系來重新調(diào)整中繼設(shè)備連接布局方式。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(1)要解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明的目的在于提供一種視頻傳輸方法及系統(tǒng)，以解決當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等移動設(shè)備視頻采集和共享問題。

3、(2)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種視頻傳輸方法，所述方法包括：

5、s1、移動設(shè)備的多路徑無線連接功能處于打開狀態(tài)且允許訪問和被訪問，讓移動設(shè)備可以無線連接多臺其他設(shè)備或被其他多臺設(shè)備連接，移動設(shè)備的接收鏈路和發(fā)射鏈路分別不少于預(yù)設(shè)數(shù)量；

6、s2、移動設(shè)備之間優(yōu)先連接距離較近的其他設(shè)備，中心設(shè)備獲取移動設(shè)備之間的相互連接狀態(tài)和連接距離得到移動設(shè)備之間的空間布局結(jié)構(gòu)并通過預(yù)設(shè)的方法將空間布局結(jié)構(gòu)調(diào)整為階段性頻段交叉結(jié)構(gòu)；

7、s3、將無線傳輸頻段分為三種子頻段，將同一階段的移動設(shè)備無線發(fā)送頻段固定在上述三種子頻段中的任意一種且相鄰階段的移動設(shè)備發(fā)送頻段互不相同；當(dāng)階段性移動設(shè)備接收到視頻流信號時將接收信號調(diào)整為分配頻段內(nèi)的發(fā)送頻率并進行轉(zhuǎn)發(fā)和放大；

8、s4、根據(jù)預(yù)設(shè)的信道分配方法將不同階段移動設(shè)備的鏈路數(shù)量和鏈路寬度進行分配，同一階段移動設(shè)備的信道頻率根據(jù)無線傳輸協(xié)議在空間上自動錯開分布；

9、s5、中心設(shè)備通過上述方法接收其他移動設(shè)備的視頻流信號或向其他移動設(shè)備發(fā)送視頻流信號時按照預(yù)設(shè)時間間隔檢測各階段移動設(shè)備傳輸視頻流的總碼率和總傳輸速率，并根據(jù)總碼率和總傳輸速率之間的關(guān)系重新調(diào)整階段移動設(shè)備的空間布局結(jié)構(gòu)。

10、進一步地，所述方法還包括：所述階段性頻段交叉結(jié)構(gòu)的布局方式為：設(shè)移動設(shè)備之間最大連接距離為m，相鄰階段移動設(shè)備之間距離為dij，其中i為不同階段，j為同一階段不同設(shè)備，且dij≤m；不同階段移動設(shè)備根據(jù)分布情況進行調(diào)整呈現(xiàn)為以中心設(shè)備為中心的不規(guī)則環(huán)繞帶；設(shè)距離中心設(shè)備最近的為第一階段，階段i的頻段為ri，則頻段分配方式為：ri＝mod(i，3)。

11、進一步地，所述方法還包括：所述根據(jù)預(yù)設(shè)的信道分配方法將不同階段移動設(shè)備的鏈路數(shù)量和鏈路寬度進行分配的方式為：獲取階段移動設(shè)備接收視頻流數(shù)據(jù)的總碼率和該階段移動設(shè)備發(fā)送視頻流數(shù)據(jù)的總碼率，根據(jù)接收總碼率與發(fā)送總碼率之間的比例來計算平均接收鏈路數(shù)量和平均發(fā)送鏈路數(shù)量分別作為該階段移動設(shè)備的接收鏈路數(shù)量和發(fā)送鏈路數(shù)量，并根據(jù)連接鏈路數(shù)量來分配連接鏈路寬度，該階段移動設(shè)備的平均接收鏈路數(shù)量計算公式為：

12、

13、平均發(fā)送鏈路數(shù)量計算公式為：

14、

15、其中tij為階段移動設(shè)備的接收鏈路數(shù)量、sij為發(fā)送鏈路數(shù)量、tvij為接收傳輸速率、svij為發(fā)送傳輸速率，為階段移動設(shè)備的平均接收鏈路數(shù)量、為平均發(fā)送鏈路數(shù)量、為平均接收傳輸速率、為平均發(fā)送傳輸速率、pij為階段移動設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的總功率且pij＝∑j(sij×svij)+∑j(tij×tvij)；接收鏈路數(shù)量與發(fā)送鏈路數(shù)量之和小于或等于移動設(shè)備有效連接其他設(shè)備數(shù)量的上限閾值a，即tij+sij≤a。

16、進一步地，所述方法還包括：所述根據(jù)連接鏈路數(shù)量來分配連接鏈路寬度的方式為：當(dāng)前無線通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中信道寬度是固定的，移動設(shè)備通過信道捆綁將多個相鄰或非相鄰的信道捆綁在一起以調(diào)整鏈路寬度和增加帶寬和視頻流傳輸速率；根據(jù)連接鏈路寬度wij與連接鏈路數(shù)量n呈反比例關(guān)系構(gòu)建連接鏈路寬度的計算公式為：

17、wij＝f(n)＝ω1×e―α·n+b1；

18、其中ω1是通過最大似然估計法得到的系數(shù)，α是通過最大似然估計法得到的一個常數(shù)，b1是通過最大似然估計法得到的偏置，自變量鏈路數(shù)量n是經(jīng)過上述方法得出的平均接收鏈路數(shù)量或平均發(fā)送鏈路數(shù)量，即或且同一階段移動設(shè)備總的鏈路寬度同時滿足在該階段分配的頻段寬度內(nèi)，即∑jwij∈ri。

19、進一步地，所述方法還包括：所述根據(jù)總碼率和總傳輸速率之間的關(guān)系重新調(diào)整空間布局結(jié)構(gòu)的方式為：獲取相鄰階段移動設(shè)備之間距離dij，移動設(shè)備傳輸視頻流的碼率bij，根據(jù)鏈路傳輸速率與鏈路寬度呈正比例關(guān)系且需要排除鏈路隔離寬度構(gòu)建鏈路傳輸速率函數(shù)為：

20、

21、其中ω2是通過最大似然估計法得到的系數(shù)，rij是連接鏈路的信噪比，f是連接鏈路信號的平均頻率，代入鏈路寬度公式得到：

22、

23、當(dāng)中心設(shè)備檢測各階段移動設(shè)備發(fā)送的視頻流總碼率大于移動設(shè)備總的傳輸速率時，則按預(yù)設(shè)比例縮短階段移動設(shè)備與中心設(shè)備之間的平均距離，當(dāng)中心設(shè)備檢測各階段移動設(shè)備發(fā)送的視頻流總碼率小于移動設(shè)備總的傳輸速率時，則按預(yù)設(shè)比例增大階段移動設(shè)備與中心設(shè)備之間的平均距離，其計算方式為：

24、

25、其中是重新規(guī)劃后的相鄰階段移動設(shè)備之間距離的平均值，是重新規(guī)劃前的相鄰階段移動設(shè)備之間距離的平均值，ω3是預(yù)設(shè)的安全比例系數(shù)且ω3<1。

26、基于同一發(fā)明構(gòu)思，另一方面，本發(fā)明還提供了一種視頻傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括無線連接模塊、連接調(diào)節(jié)模塊、信號轉(zhuǎn)發(fā)模塊、信道子分配模塊一、信道子分配模塊二以及傳輸檢測模塊；所述無線連接模塊與所述連接調(diào)節(jié)模塊連接，所述信號轉(zhuǎn)發(fā)模塊與傳輸檢測模塊連接，所述信道子分配模塊一與信道子分配模塊二連接；

27、無線連接模塊，用于移動設(shè)備的多路徑無線連接功能處于打開狀態(tài)且允許訪問和被訪問，讓移動設(shè)備可以無線連接多臺其他設(shè)備或被其他多臺設(shè)備連接，移動設(shè)備的接收鏈路和發(fā)射鏈路分別不少于預(yù)設(shè)數(shù)量；

28、連接調(diào)節(jié)模塊，用于移動設(shè)備之間優(yōu)先連接距離較近的其他設(shè)備，中心設(shè)備獲取移動設(shè)備之間的相互連接狀態(tài)和連接距離得到移動設(shè)備之間的空間布局結(jié)構(gòu)并通過預(yù)設(shè)的方法將空間布局結(jié)構(gòu)調(diào)整為階段性頻段交叉結(jié)構(gòu)；

29、信號轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于將無線傳輸頻段分為三種子頻段，將同一階段的移動設(shè)備無線發(fā)送頻段固定在上述三種子頻段中的任意一種且相鄰階段的移動設(shè)備發(fā)送頻段互不相同；當(dāng)階段性移動設(shè)備接收到視頻流信號時將接收信號調(diào)整為分配頻段內(nèi)的發(fā)送頻率并進行轉(zhuǎn)發(fā)和放大；

30、信道子分配模塊一、二，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信道分配方法將不同階段移動設(shè)備的鏈路數(shù)量和鏈路寬度進行分配，同一階段移動設(shè)備的信道頻率根據(jù)無線傳輸協(xié)議在空間上自動錯開分布；

31、傳輸檢測模塊，用于中心設(shè)備通過上述方法接收其他移動設(shè)備的視頻流信號或向其他移動設(shè)備發(fā)送視頻流信號時按照預(yù)設(shè)時間間隔檢測各階段移動設(shè)備傳輸視頻流的總碼率和總傳輸速率，并根據(jù)總碼率和總傳輸速率之間的關(guān)系重新調(diào)整階段移動設(shè)備的空間布局結(jié)構(gòu)。

32、進一步地，所述系統(tǒng)還包括：連接調(diào)節(jié)模塊，用于階段性頻段交叉結(jié)構(gòu)的布局方式為：設(shè)移動設(shè)備之間最大連接距離為m，相鄰階段移動設(shè)備之間距離為dij，其中i為不同階段，j為同一階段不同設(shè)備，且dij≤m；不同階段移動設(shè)備根據(jù)分布情況進行調(diào)整呈現(xiàn)為以中心設(shè)備為中心的不規(guī)則環(huán)繞帶；設(shè)距離中心設(shè)備最近的為第一階段，階段i的頻段為ri，則頻段分配方式為：ri＝mod(i，3)。

33、進一步地，所述系統(tǒng)還包括：信道分配子模塊一，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信道分配方法將不同階段移動設(shè)備的鏈路數(shù)量和鏈路寬度進行分配的方式為：獲取階段移動設(shè)備接收視頻流數(shù)據(jù)的總碼率和該階段移動設(shè)備發(fā)送視頻流數(shù)據(jù)的總碼率，根據(jù)接收總碼率與發(fā)送總碼率之間的比例來計算平均接收鏈路數(shù)量和平均發(fā)送鏈路數(shù)量分別作為該階段移動設(shè)備的接收鏈路數(shù)量和發(fā)送鏈路數(shù)量，并根據(jù)連接鏈路數(shù)量來分配連接鏈路寬度，該階段移動設(shè)備的平均接收鏈路數(shù)量計算公式為：

34、

35、平均發(fā)送鏈路數(shù)量計算公式為：

36、

37、其中tij為階段移動設(shè)備的接收鏈路數(shù)量、sij為發(fā)送鏈路數(shù)量、tvij為接收傳輸速率、svij為發(fā)送傳輸速率，為階段移動設(shè)備的平均接收鏈路數(shù)量、為平均發(fā)送鏈路數(shù)量、為平均接收傳輸速率、為平均發(fā)送傳輸速率、pij為階段移動設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的總功率且pij＝∑j(sij×svij)+∑j(tij×tvij)；接收鏈路數(shù)量與發(fā)送鏈路數(shù)量之和小于或等于移動設(shè)備有效連接其他設(shè)備數(shù)量的上限閾值a，即tij+sij≤a。

38、進一步地，所述系統(tǒng)還包括：信道分配子模塊二，用于根據(jù)連接鏈路數(shù)量來分配連接鏈路寬度的方式為：當(dāng)前無線通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中信道寬度是固定的，移動設(shè)備通過信道捆綁將多個相鄰或非相鄰的信道捆綁在一起以調(diào)整鏈路寬度和增加帶寬和視頻流傳輸速率；根據(jù)連接鏈路寬度wij與連接鏈路數(shù)量n呈反比例關(guān)系構(gòu)建連接鏈路寬度的計算公式為：

39、wij＝f(n)＝ω1×e―α·n+b1；

40、其中ω1是通過最大似然估計法得到的系數(shù)，α是通過最大似然估計法得到的一個常數(shù)，b1是通過最大似然估計法得到的偏置，自變量鏈路數(shù)量n是經(jīng)過上述方法得出的平均接收鏈路數(shù)量或平均發(fā)送鏈路數(shù)量，即或且同一階段移動設(shè)備總的鏈路寬度同時滿足在該階段分配的頻段寬度內(nèi)，即∑jwij∈ri。

41、進一步地，所述系統(tǒng)還包括：傳輸檢測模塊，用于根據(jù)總碼率和總傳輸速率之間的關(guān)系重新調(diào)整空間布局結(jié)構(gòu)的方式為：獲取相鄰階段移動設(shè)備之間距離dij，移動設(shè)備傳輸視頻流的碼率bij，根據(jù)鏈路傳輸速率與鏈路寬度呈正比例關(guān)系且需要排除鏈路隔離寬度構(gòu)建鏈路傳輸速率函數(shù)為：

42、

43、其中ω2是通過最大似然估計法得到的系數(shù)，rij是連接鏈路的信噪比，f是連接鏈路信號的平均頻率，代入鏈路寬度公式得到：

44、

45、當(dāng)中心設(shè)備檢測各階段移動設(shè)備發(fā)送的視頻流總碼率大于移動設(shè)備總的傳輸速率時，則按預(yù)設(shè)比例縮短階段移動設(shè)備與中心設(shè)備之間的平均距離，當(dāng)中心設(shè)備檢測各階段移動設(shè)備發(fā)送的視頻流總碼率小于移動設(shè)備總的傳輸速率時，則按預(yù)設(shè)比例增大階段移動設(shè)備與中心設(shè)備之間的平均距離，其計算方式為：

46、

47、其中是重新規(guī)劃后的相鄰階段移動設(shè)備之間距離的平均值，是重新規(guī)劃前的相鄰階段移動設(shè)備之間距離的平均值，ω3是預(yù)設(shè)的安全比例系數(shù)且ω3<1。

48、(3)有益效果

49、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

50、通過將多臺移動設(shè)備調(diào)整為階段性頻段交叉空間連接結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)不同階段之間視頻流傳輸頻段互不干擾；

51、通過將中間位置的移動設(shè)備作為中繼設(shè)備，對接收信號進行轉(zhuǎn)發(fā)和放大，以擴大整個連接網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面和設(shè)備連接數(shù)量；

52、通過計算階段移動設(shè)備接收視頻流數(shù)據(jù)的總碼率和該階段移動設(shè)備發(fā)送視頻流數(shù)據(jù)的總碼率來計算階段移動設(shè)備的連接鏈路數(shù)量；

53、通過獲取移動設(shè)備連接的鏈路數(shù)量和鏈路寬度約束條件來動態(tài)分配連接的鏈路寬度，并根據(jù)鏈路寬度、鏈路信噪比、鏈路信號的平均頻率、間隔距離來計算鏈路的傳輸速率；

54、通過計算判斷各個階段移動設(shè)備總的傳輸速率和傳輸視頻流的總碼率來重新規(guī)劃階段性預(yù)設(shè)距離的平均值，以優(yōu)先保障近距離移送設(shè)備的視頻流傳輸。