IEEE 802.11b无线局域网中流媒体性能的研究

论文摘要

无线网络技术和流媒体应用技术是现今最流行、发展最迅猛的两项因特网技术,它们的出现为信息的传播与交流带来革命性的变化,也对人们的生活产生了深远的影响。随着3G时代的即将到来,无线的流媒体应用显示出巨大潜在的市场前景,无线流媒体技术的研究也成为近年来学术界和工业广泛关注的焦点。由于无线网络天然的丢包、延迟和带宽、缓存限制等因素以及流媒体在传输过程中对带宽、实时性和可靠性等方面的较高要求,使得无线流媒体应用面临了诸多挑战。本文主要结合无线信道的特点,引入一种新型的网络模拟器Emulator,对802.11b无线局域网中的流媒体传输性能进行了一个综合的评价。利用NIST Net这种流行的Emulator工具对带宽、丢包率、传输时延等网络条件的精确控制,本文首先研究了Windows Streaming Media (WSM)和Real Streaming Media(RSM)在竞争时的行为特点。实验结果表明,WSM与RSM对带宽、丢包率和传输时延等网络因素的敏感程度是不同的,而且资源分配的公平性较差。这些研究对于设计、配置以及完善更大规模的无线局域网提供了资源分配的参考。接着,本文分析了节点移动性对流媒体传输性能的影响,寻求了无线信道特征(例如,信道出错率、丢包率、重传、延迟)与用户级播放质量之间的内在关系。实验结果表明,无线流媒体性能可能由于节点的移动受到剧烈的影响:不仅使移动的客户机的性能大大降低,而且还会降低局域网内所有其他客户端的传输性能。解决方法之一是在AP处对单个队列进行速率控制,并提供合理的缓冲区管理机制和调度以保证各个流之间的相对公平性。最后,本文讨论了无线信号质量对流媒体性能的影响,从MAC层及应用层的角度对实验结果进行的分析表明,MAC层重传策略可以修复大多数丢失的包,在一定程度上弥补了由于信号质量较差对流媒体播放造成的影响。但是,尽管802.11b MAC层向高层隐藏了无线链路的大部分出错,一些错误仍待应用层解决,从而触发了应用层的重传。一种可行的解决方法是对数据包进行动态分片以减少无线信道出错对流媒体性能的影响。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 本文选题的背景
• 1.1.1 流媒体领域的研究现状
• 1.1.2 无线流媒体研究动态
• 1.2 本文选题的意义
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 无线流媒体技术
• 2.1 流媒体技术
• 2.1.1 流媒体的概念
• 2.1.2 流媒体传输与控制协议
• 2.1.3 流媒体质量控制技术
• 2.2 无线局域网
• 2.2.1 无线局域网拓扑结构
• 2.2.2 IEEE 802.11 协议族简介
• 2.2.3 DCF访问机制
• 2.2.4 IEEE 802.116的不规则性
• 2.3 本章小结
• 第三章 无线局域网流媒体传输性能研究方法
• 3.1 研究手段
• 3.1.1 几种研究手段的比较
• 3.1.2 本文的研究手段
• 3.2 实验方案设计与实现
• 3.2.1 实验床网络拓扑
• 3.2.2 实验床硬件设施
• 3.2.3 实验床软件设施
• 3.2.4 流媒体文件的选取和编码
• 3.3 本章小结
• 第四章 802.116 WLAN中流媒体传输性能的研究
• 4.1 独立变量和网络参数的设定
• 4.2 带宽限制对无线流媒体传输性能的影响
• 4.2.1 实验结果与分析
• 4.2.2 结果讨论
• 4.3 丢包率对无线流媒体传输性能的影响
• 4.4 传输时延对无线流媒体传输性能的影响
• 4.5 无线节点移动性对流媒体传输性能的影响
• 4.5.1 实验过程及分析
• 4.5.2 结果讨论
• 4.6 无线信号质量对流媒体传输性能的影响
• 4.6.1 实验过程
• 4.6.2 结果分析
• 4.6.3 讨论
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢