基于3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高質(zhì)量實時音頻傳輸方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的目的在于提供基于3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高質(zhì)量實時音頻傳輸方法，包括以下步驟：將采集的音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼及糾錯編碼后，進(jìn)行分包編號；將編號后的數(shù)據(jù)包同時送入多個3G模塊且同時發(fā)送；接收端接收數(shù)據(jù)并解碼，去掉錯誤包；根據(jù)編號對數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序，去掉重復(fù)包；以頁為單位提取連續(xù)的數(shù)據(jù)包，送入音頻解碼器解碼播放。本發(fā)明專利技術(shù)較傳統(tǒng)廣播直播傳輸技術(shù)相比，應(yīng)用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音傳輸在便攜性、移動性、靈活性、易用性、節(jié)省人力物力等方面都有著巨大的優(yōu)勢；較國內(nèi)外已有的3G語音傳輸技術(shù)相比，音頻傳輸質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、不易掉線。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及的是一種音頻傳輸方法。
技術(shù)介紹
廣播直播最突出的特點就是移動性與實時性。目前國內(nèi)各電臺還普遍采用衛(wèi)星、微波、寬帶、電話線等傳統(tǒng)信號傳輸手段，這些通信手段要么操作復(fù)雜、使用維護(hù)成本高，要么受地理位置、天氣變化的影響大，要么通信帶寬低，傳輸音質(zhì)差，難以滿足廣播的音質(zhì)需求。這些都在不同程度上限制了廣播直播的移動性、靈活性和清晰性，令真正的突發(fā)實時直播無法實現(xiàn)。隨著3G網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展與廣泛普及，使得利用3G網(wǎng)絡(luò)搭建起音頻信號回傳平臺來實現(xiàn)穩(wěn)定便捷的移動式直播成為可能。3G服務(wù)可以提供較高數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，能夠在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無線漫游，這就為廣播電臺應(yīng)用3G技術(shù)找到了一個很好的結(jié)合點。在廣播領(lǐng)域，使用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)目的實時播出能極大的降低傳輸成本，并且能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)通信手段難以實現(xiàn)的移動式直播與突發(fā)性直播。相比昂貴的衛(wèi)星轉(zhuǎn)播，3G無線直播能夠在室內(nèi)使用，并且便攜性強、成本低廉，具有很強的實用性。然而目前使用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音傳輸?shù)募夹g(shù)并不成熟，常常不能夠在實時性、高保真、穩(wěn)定性這幾個主要方面兼顧。這主要集中在以下幾個方面無法保證實時性。2011年新出的“微信”技術(shù)，可以使用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸錄制之后的語音，并不能保證通話的實時性，使得互動性不高。通話質(zhì)量低。這類的軟件包括各類網(wǎng)絡(luò)電話，網(wǎng)絡(luò)電話常常采用降低采樣速率和提高壓縮比來保證穩(wěn)定性，缺點是通話質(zhì)量嚴(yán)重減低，常常無法聽清對方話語。常掉線。這是無線網(wǎng)絡(luò)固有的不穩(wěn)鍵造成的，無線傳輸本身就容易受到各類干擾的影響，如電磁脈沖，障礙物屏蔽等，與有線網(wǎng)絡(luò)相比更容易掉線，尤其在進(jìn)行連續(xù)大量高清音頻數(shù)據(jù)傳輸時。常聽到聲音會卡。這也是因為無線網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性造成的，當(dāng)無線電受到干擾時，常常會使系統(tǒng)在接收時產(chǎn)生誤碼，當(dāng)錯誤的數(shù)據(jù)在進(jìn)行解碼播放時，就會聽不到聲音或聽到很不自然的雜音，造成聲音“卡”的現(xiàn)象。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬降低時，不能動態(tài)地進(jìn)行編解碼會造成接收到得數(shù)據(jù)短缺，也會聽到聲音“卡”。如今國外類似的產(chǎn)品少，且主要集中在音頻部分，但這些產(chǎn)品在國內(nèi)普遍不適用，常常出現(xiàn)掉線，聲音“卡”的情況，這主要與國內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定狀況和國外產(chǎn)品所使用的不成熟技術(shù)有關(guān)。綜上所述，如何利用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行穩(wěn)定、高質(zhì)量的語音實時傳輸有待于研究。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供既能保證穩(wěn)定性又能進(jìn)行高質(zhì)量語音實時傳輸?shù)?a title="基于3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高質(zhì)量實時音頻傳輸方法原文來自X技術(shù)">基于3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高質(zhì)量實時音頻傳輸方法。本專利技術(shù)的目的是這樣實現(xiàn)的本專利技術(shù)基于3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高質(zhì)量實時音頻傳輸方法，其特征是(I)采集音頻數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行壓縮；(2)將壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分包，在分包的同時對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行糾(3)使用熱備份技術(shù)進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送；(4)使用以太網(wǎng)協(xié)議UDP傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用多線程進(jìn)行數(shù)據(jù)接收；(5)將接收到的數(shù)據(jù)直接放入到一個FIFO中，將此FIFO稱為包FIFO，使用另外一個線程進(jìn)行從包FIFO中提取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行糾錯碼解碼，對于無法進(jìn)行解碼的錯誤數(shù)據(jù)包直接丟棄，將解碼正確的數(shù)據(jù)包存放到一個鏈表中；根據(jù)包序號對鏈表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，同時剔出多余的數(shù)據(jù)包，從鏈表中提取連續(xù)序號的數(shù)據(jù)包；將這些數(shù)據(jù)存放到另外的一個FIFO中，將此FIFO稱為數(shù)據(jù)FIF0，從數(shù)據(jù)FIFO中以頁為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)提取存放到另外的一個隊列中，將此鏈表稱為頁隊列；最后從頁隊列中提取數(shù)據(jù)，放入播放器中進(jìn)行數(shù)據(jù)播放。本專利技術(shù)還可以包括1、在接收音頻時，當(dāng)一個數(shù)據(jù)包沒有收到，從而導(dǎo)致一個頁不完整時，使用前一個數(shù)據(jù)頁進(jìn)行替代。2、在進(jìn)行頁替代同時減小音量。3、采集的音頻數(shù)據(jù)壓縮為高清音頻壓縮；分包時數(shù)據(jù)的糾錯方法為前向糾錯編碼方法。本專利技術(shù)的優(yōu)勢在于本專利技術(shù)較傳統(tǒng)廣播直播傳輸技術(shù)相比，應(yīng)用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音傳輸在便攜性、移動性、靈活性、易用性、節(jié)省人力物力等方面都有著巨大的優(yōu)勢；較國內(nèi)外已有的3G語音傳輸技術(shù)相比，音頻傳輸質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、不易掉線。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的流程圖；圖2為本專利技術(shù)的發(fā)射端工作原理框圖；圖3為本專利技術(shù)的接收端工作原理框圖；圖4為本專利技術(shù)的動態(tài)音頻編碼技術(shù)原理框圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本專利技術(shù)做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 4，本專利技術(shù)主要采用熱備份技術(shù)，將采集的音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼及糾錯編碼后，進(jìn)行分包編號；將編號后的數(shù)據(jù)包同時送入多個3G模塊且同時發(fā)送；接收端接收數(shù)據(jù)并解碼，去掉錯誤包；根據(jù)編號對數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序，去掉重復(fù)包；以頁為單位提取連續(xù)的數(shù)據(jù)包，送入音頻解碼器解碼播放。音頻編碼方法為高清音頻壓縮編碼技術(shù)。糾錯編碼方法為前向糾錯編碼技術(shù)。采用前包數(shù)據(jù)重放技術(shù)，即在接收數(shù)據(jù)時，由于網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致一個數(shù)據(jù)包沒有正確收到，從而導(dǎo)致一個音頻編碼頁不完整時，可以使用前一頁數(shù)據(jù)進(jìn)行替代，以此緩解聲音“卡”造成的聽覺上的不適。參照圖2，從線入或麥克端口引入模擬音頻信號，再將引入后的信號進(jìn)行高清音頻壓縮。在壓縮時選擇合適的采樣率和壓縮品質(zhì)，這需要根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，在實際中采用了動態(tài)語音編碼技術(shù)服務(wù)器通過接收數(shù)據(jù)統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，再定時向3G音頻傳輸器返回網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，自動降低采樣率和壓縮品質(zhì)，以降低所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，減小對高網(wǎng)絡(luò)帶寬需要，以此保證在接收端總是能夠聽到聲音。編碼速度控制采用PID控制方法。壓縮后將數(shù)據(jù)進(jìn)行分包，在分包的同時對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號，編號是為了在接收端能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行排序，從而去掉重復(fù)的數(shù)據(jù)。加上序號后，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行前向糾錯碼編碼。為了提高通信的穩(wěn)定性，減小連接中斷、數(shù)據(jù)丟失的概率，使用了熱備份技術(shù)來進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送，即每包數(shù)據(jù)分別使用兩個不同的模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，這樣一般在接收端能夠接收到兩個相同的數(shù)據(jù)包。若無線模塊受到干擾，或3G網(wǎng)絡(luò)連接不好時，就會導(dǎo)致接收端無法接收到數(shù)據(jù)，但由于具有熱備份功能，多個3G模塊同時傳輸中斷的概率小。在實際運用中也可使用不同營運商的3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，岔開彼此的工作頻段，在避免彼此干擾的同時也能夠避免被窄帶干擾同時干擾到。保證了整個通信系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃浴Ｊ褂靡蕴W(wǎng)協(xié)議UDP傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于UDP傳輸是一種“不可靠”的傳輸方式，為了能夠在接收端實時接收到數(shù)據(jù)，且不錯過任何一個UDP數(shù)據(jù)包，使用多線程進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。再參照圖2，將接收到的數(shù)據(jù)，直接放入到一個FIFO (由軟件實現(xiàn))中，將此FIFO稱為包FIFO。使用另外一個線程進(jìn)行從包FIFO中提取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行糾錯碼解碼，對于無法進(jìn)行解碼的錯誤數(shù)據(jù)包直接丟棄，將解碼正確的數(shù)據(jù)包存放到一個鏈表中。根據(jù)包序號對鏈表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，同時剔出多余的數(shù)據(jù)包。從鏈表中提取連續(xù)序號的數(shù)據(jù)包。最后將這些數(shù)據(jù)存放到另外的一個FIFO中，將此FIFO稱為數(shù)據(jù)FIFO。從數(shù)據(jù)FIFO中以頁(高清音頻編碼中的編碼單位)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)提取存放到另外的一個隊列中，將此鏈表稱為頁隊列。最后從頁隊列中提取數(shù)據(jù)，放入播放器中進(jìn)行數(shù)據(jù)播放。以頁為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)處理有其固有的好處，只有當(dāng)一個頁完整時解碼器才能夠解碼出正確的音頻，否則就會出現(xiàn)沒有聲音，或聽到雜音，造成“卡”的想象。在接收音頻時，由于網(wǎng)絡(luò)問題恰好導(dǎo)致一個數(shù)據(jù)包沒有收到，從而導(dǎo)致一個頁不完整，這時可以使用前一個數(shù)據(jù)頁進(jìn)行替代，以此能夠使聲音比較連續(xù)，在聽覺上能夠緩解聲音“卡”所造成的聽覺上的沖擊，在進(jìn)行頁替代同時減小音量能起到更好的效果。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
基于3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高質(zhì)量實時音頻傳輸方法，其特征是：（1）采集音頻數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行壓縮；（2）將壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分包，在分包的同時對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯；（3）使用熱備份技術(shù)進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送；（4）使用以太網(wǎng)協(xié)議UDP傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用多線程進(jìn)行數(shù)據(jù)接收；（5）將接收到的數(shù)據(jù)直接放入到一個FIFO中，將此FIFO稱為包FIFO，使用另外一個線程進(jìn)行從包FIFO中提取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行糾錯碼解碼，對于無法進(jìn)行解碼的錯誤數(shù)據(jù)包直接丟棄，將解碼正確的數(shù)據(jù)包存放到一個鏈表中；根據(jù)包序號對鏈表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，同時剔出多余的數(shù)據(jù)包，從鏈表中提取連續(xù)序號的數(shù)據(jù)包；將這些數(shù)據(jù)存放到另外的一個FIFO中，將此FIFO稱為數(shù)據(jù)FIFO，從數(shù)據(jù)FIFO中以頁為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)提取存放到另外的一個隊列中，將此鏈表稱為頁隊列；最后從頁隊列中提取數(shù)據(jù)，放入播放器中進(jìn)行數(shù)據(jù)播放。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高質(zhì)量實時音頻傳輸方法，其特征是(1)采集音頻數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行壓縮；(2)將壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分包，在分包的同時對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯；(3)使用熱備份技術(shù)進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送；(4)使用以太網(wǎng)協(xié)議UDP傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用多線程進(jìn)行數(shù)據(jù)接收；(5)將接收到的數(shù)據(jù)直接放入到一個FIFO中，將此FIFO稱為包FIFO，使用另外一個線程進(jìn)行從包FIFO中提取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行糾錯碼解碼，對于無法進(jìn)行解碼的錯誤數(shù)據(jù)包直接丟棄，將解碼正確的數(shù)據(jù)包存放到一個鏈表中；根據(jù)包序號對鏈表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，同時剔出多余的數(shù)據(jù)包，從鏈表中提取連續(xù)序號的數(shù)據(jù)包；將這些數(shù)據(jù)存放到另外...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙安邦，何呈，惠娟，周彬，陳陽，趙智姍，尹祿，宋雪晶，牛芳，
申請(專利權(quán))人：哈爾濱工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：