基于RTP的流媒体自适应QoS传输技术的研究与实现

论文摘要

随着多媒体技术和Internet技术的不断进步,网络多媒体的应用正日益融入人们的日常生活,并发挥着越来越重要的作用。然而,由于当前的IP网络仅能提供一种“尽力而为”的服务,无法对实时性强,传输持续时间长,占用网络资源多,对网络带宽、延迟、抖动、丢包率等要求较高的的实时多媒体流提供任何服务质量(QoS:Quality of Service)保证。因此,根据网络状况,在时变的网络信道中,自适应地进行流媒体实时数据的传输,提高流媒体实时传输质量以满足用户需求便成了目前亟待解决的问题。为了解决这个问题,本文从流媒体通信的QoS保证、实时传输与实时传输控制协议、流媒体自适应传输策略和终端自适应QoS传输系统四方面进行了分析与研究。首先,介绍了流媒体通信技术、QoS定义与视频传输中QoS评价参数,并对现有解决QoS质量保证的策略进行了分析比较；其次,对RTP/RTCP协议进行了深入研究,着重阐述如何利用RTP/RTCP协议来进行网络参数的动态监测；接下来,分析了当前基于RTP协议的流媒体自适应传输控制策略,在此基础上提出了一种新的自适应传输控制算法和缓冲区控制算法。其中,本文提出的自适应传输控制算法借鉴TCP中用于拥塞控制的AIMD算法,通过NS2仿真,证明该算法具有较好的TCP友好性和较高的网络资源利用率,更适合视频流的传输；最后,介绍了Java多媒体框架(JMF),详细阐明了JMP RTP API,给出了终端视频自适应QoS传输系统的总体设计及系统中关键技术在JMF框架下的实现。实验结果表明该终端视频自适应QoS传输系统能够实时感应网络状况,具有自适应的QoS能力,同时证明了本文提出的新算法和系统方案可以很好地支持实时视频流的传输控制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 流媒体技术的现状
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 流媒体通信技术及IP QoS策略研究
• 2.1 流媒体通信的特点及对网络的要求
• 2.2 Internet中流媒体传输的QoS技术指标
• 2.3 目前的IP网络的QoS解决方案
• 2.3.1 基于网络的QoS控制策略
• 2.3.2 基于终端的QoS控制策略
• 2.4 本章小结
• 第3章 实时传输与实时传输控制协议RTP/RTCP
• 3.1 RTP协议
• 3.1.1 RTP的报文格式
• 3.1.2 RTP协议的工作原理
• 3.2 RTCP协议
• 3.2.1 RTCP包的格式
• 3.2.2 RTCP的功能
• 3.3 基于RTP的流媒体传输中的QoS控制
• 3.4 QoS动态监测的网络参数
• 3.4.1 到达间隔抖动J
• 3.4.2 间隔报文丢失率L
• 3.4.3 往返路程时间
• 3.4.4 RTCP传输时间间隔
• 3.5 本章小结
• 第4章 流媒体自适应传输策略的研究与设计
• 4.1 传统的流媒体自适应传输策略
• 4.1.1 基于信源的自适应传输策略
• 4.1.2 基于接收端的自适应传输策略
• 4.1.3 基于RTP的流媒体自适应传输控制策略
• 4.2 一种新的自适应传输控制算法
• 4.2.1 新算法的实现原理
• 4.2.2 新算法的实现步骤
• 4.2.3 新算法的性能评测
• 4.3 接收端缓冲区控制算法
• 4.3.1 网络环境下的流媒体同步
• 4.3.2 缓冲区控制算法
• 4.4 本章小结
• 第5章 流媒体自适应传输方案的设计与实现
• 5.1 开发环境和相关技术
• 5.1.1 JMF框架
• 5.1.2 视频编解码器H.263
• 5.2 系统的设计
• 5.2.1 服务器设计
• 5.2.2 客户端设计
• 5.3 关键技术的实现
• 5.3.1 发送RTP实时数据流
• 5.3.2 接收RTP实时数据流并播放
• 5.3.3 自适应传输控制技术
• 5.3.4 缓冲区控制技术
• 5.3.5 终端会话的管理
• 5.4 传输质量的验证
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 论文结论
• 6.2 下一步工作
• 参考文献
• 致谢