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　　【摘要】:针对目前无线投影网关多用户切换技术研究的缺失及必要性，为了减少切换带来的延迟、抖动，提出了多用户的切换协议。通过实现基于WiTiDirect的无线投影网关系统,模拟多用户使用场景，给出了详细的切换流程、数据结构，同时分析了延迟产生的原因，提出了数据预缓冲技术，进一步对多用户切换进行改进，最后通过实验测试证明其在减少切换延时的有效性。
　　【关键词】：无线投影网关;WiTiDirect;多用户切换;数据预缓冲；切换协议
　　0引言
　　近些年来，随着移动互联网的迅猛发展，人们已经不满足于简单的文字信息的共享，而是对随时随地进行快速、安全的音视频等大数据的共享的需求越来越强烈。无线网络领域不
　　断涌现出一些新的技术，如Wi~FiDirect1、蓝牙4.0技术2等,也正引导着人们不断地在无线应用领域进行创新来满足生活的需求,而目前被很多研究者熟知的无线投影网关[3-5]
　　就是一个很好的例子。无线投影网关，在无线局域网(WirelessLocalAreaNetowrk,WLAN)的覆盖下通过无线的方式代替传统的有线传输投影方式，实现传统投影仪的功能，方便了用户的使用，实现对无线应用领域的扩展。但是不管是基于传统WLAN,还是基于最新的蓝牙4.0技术、Wi~FiDirect技术，不少的研究者仅仅停留在单用户的基础之上，限制在多人会议、互动教学等领域的使用；或者虽然考虑到多用户的情况[6],但是并没有提出有效的解决办法。如何解决用户切换过程中的投影延时，提高用户的体验,在一定程度上研究甚少。本文在总结目前各种无线投影网关实现技术基础之上,提出了一种基于多用户的投影网关的设计，并对该方法的实用性进行了分析。
　　1无线投影网关研究现状
　　随着无线技术的发展，无线投影的应用研究变成了一个热门的技术，不仅是在科研机构而且很多厂家也都投入了大量研究，希望推出自己的无线投影产品7-8。
　　1.1无线投影网关研究现状及问题分析
　　目前主要研究的无线投影网关主要两种类型。
　　1)投影机内置无线网卡，即通常所说的简单连接模式(Easyconnectmode)。计算机通过无线网卡直接和投影机的无线网卡建立信号传输，中间不需要其他设备。用户一般通过计算机上的专用无线网络管理软件来管理无线网络，进而完成无线网络投影,这种方式在目前的产品中应用最为普及。
　　2)采用专门的外置无线投影模块9],即接入点连接模式(Accesspointmode)。计算机通过无线网卡与投影机外接模块建立信号传输，外接模块内置无线网卡，负责无线网络通信管理，将接收到的显示数据转换为投影机可显示的显示信号传送到投影机，而同样计算机端同样需要专门的软件来管理无线网络和投影，具体如图1所示。
　　然而以上这两种模式仍然存在不足之处。虽然相比传统的投影仪摆脱了有线的束缚，在一定程度上方便了用户的使用，但是并没有实现多用户投影的功能。本文主要在现有的无线投影仪解决方案基础上，实现了多人无线投影方案，并且重点提出了多用户之间切换的方案，最后通过了验证，取得了一定的效果。
　　1.2无线投影网关设计
　　由于WLAN具有的先天局限性，普通的基于WLAN投影仪对应用场景具有一定的限制，如露天会议、野外会议场所等。在没有WLAN覆盖的情况下该投影网关就不能使用。而相比传统WLAN,Wi~FiDirect具有速率大，可自动组网的功能，在一定程度上摆脱了地点的限制，增加了使用的方便性。
　　本文设计的无线投影网关系统如图2所示，采用了外接无线投影模块，可以方便地实现对已有投影仪的升级。同时采用Wi~FiDirect网络，实现电脑或者手持设备与投影仪网关的连接，通过H.264编码技术将获得的屏幕信息编码，由RTP(Real-timeTransportProtocol)打包传输到无线投影网关[10，无线投影网关负责解码同时将获得的信息通过VGA(VideoGraphicArray)或者HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)输出，为后续的多用户切换提供了具体的实验环境。
　　2无线投影网关切换设计
　　多用户之间的切换一直是多用户投影要解决的问题，虽然目前有各种无线投影网关的设计方案，但是在应用上实现多用户平滑的切换没有过多的研究，通常采用的办法是直接在应用层将所建立的连接断开，但是在这个过程中会出现一定的延迟[11]，使用户体验下降。为了解决多用户之间的切换问题，本文设计了不同情况下的切换过程。
　　2.1协议数据结构设计
　　设计的多用户切换过程中所使用的信息报文格式设计如图3所示。
　　各个字段含义如下。
　　Version字段:版本号,4位，默认为0。
　　Priority字段:优先权,4位，根据用户的优先权，数据越大用户的优先级越高，默认状态下为0,选择多用户的投影顺序，也可以强制进行切换。
　　Ts字段:8位，标识开始申请的时间，默认是申请时间。
　　T字段:12位，从申请投影权到投影结束的计时，单位以分钟计数。
　　State字段:4位，标识消息类型，具体的消息类型见表1。
　　Key字段:token,16位，管理者在每次登录管理端CC时，会与Projector协商一个随机的16位key值作为token。
　　Destinationport字段:端口号，16位的端口地址。由申请者填写申请投影的端口，否则为NULL。
　　DestinationIP字段:IP地址,32位IP地址。申请者填写申请投影的IP地址,否则为NULL。
　　其中的状态码State表示如表1所示。
　　表1信息报文状态码StructData{nsignedVision:4;
　　状态码字段描述unsignedPriority:4;
　　0000申请投影unsignedTs:8;
　　0001确认可以投影unsignedT:12;
　　0010申请断开投影unsignedStatus:4;
　　0011确认断开投影unsignedKey:16;
　　其他保留unsignedDestinationport:16;
　　unsignedDestinationIP:32;
　　信息报文结构定义如下：}