基于码流平滑技术研究IPTV系统服务质量

论文摘要

随着全球信息化的发展,传统媒体正在向数字媒体转变。宽带网络硬环境的不断改善为传统电视媒体的数字化提供了强有力的支撑,IPTV作为电信新的业务增长点,正步入蓬勃发展的阶段。高性能的流媒体服务器是IPTV赖以发展的不可或缺的部件。相比于传统的模拟电视系统和网络电视,IPTV有两个显著特点是:基于受限可预约带宽的专用IP网络;革命性的时移电视功能。为了保证恒定质量IPTV通常采用变码率的编码方案,加上大并发和高互动性的特点,使得IP网络传输树上的IPTV媒体业务流呈现出多尺度的波动性,这给有限的网络资源的重新分配带来巨大的负担,进而影响了IPTV的服务质量。为此,本文基于码流平滑技术对IPTV服务质量进行研究。论文的第一部分研究了深入IPTV媒体业务流的整形问题,设计并实现了一个切实有效的速率平滑解决方案CLEAR TRAFFIC SMOONTHING。论文的第二部分试图解决在大量并发背景流和高互动性条件下的IPTV服务质量评估问题,研究设计了一个IPTV服务质量测试分析平台CLEAR MULTI—STB。并采用这一系统从CLEAR TRAFFICSMOONTHING收集了大量的第一手数据,对其服务质量进行全面的评估。该方案具有良好的扩展性,可以方便的扩展到其他主流的IPTV解决方案进行服务质量评估。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 IPTV的发展及其现状
• 1.2 IPTV的服务质量要求
• 1.3 论文工作及组织
• 第二章 IPTV速率平滑技术
• 2.1 IPTV技术背景知识
• 2.1.1 音视频编解码技术
• 2.1.2 流媒体传送技术
• 2.1.3 宽带接入网络技术
• 2.1.4 IP机顶盒技术
• 2.2 VBR编码技术介绍
• 2.3 VBR码流波动性分析
• 2.3.1 VBR码流分析算法
• 2.3.2 VBR码流波动分析结论
• 2.4 IPTV码率平滑的意义
• 2.5 IPTV速率平滑技术
• 2.5.1 IPTV速率平滑的数学描述
• 2.5.2 已有的研究工作小结
• 第三章 基于码流平滑提高IPTV服务质量
• 3.1 WTS码流平滑算法
• 3.1.1 WTS算法的数学描述
• 3.1.2 WTS算法的文字描述
• 3.1.3 WTS在多流复用下的性能分析
• 3.2 从理论到实际必须解决的问题
• 3.2.1 网络MTU打包问题
• 3.2.2 音视频同步问题
• 3.2.3 问题小结和方案设想
• 3.3 CTS码流平滑系统的设计
• 3.3.1 码流平滑文件系统CFS的设计
• 3.3.2 基于CFS的码率平滑处理算法
• 3.4 CTS码率平滑系统的实现
• 3.4.1 CFS文件处理器
• 3.4.2 CFS文件信息处理器
• 3.4.3 WTS码率平滑器
• 3.4.4 CFS索引栈
• 3.4.5 WTS-CFS拆帧器
• 3.4.6 CTS主进程介绍
• 3.5 CTS系统模块间数据接口
• 3.6 CTS性能和效果分析
• 3.6.1 从服务器端和客户端考察平滑效果
• 3.6.2 从OFFLINE和ONLINE角度来考察平滑效果
• 3.6.3 CTS实际效果总结
• 第四章 基于码流的IPTV服务质量评估
• 4.1 基于码流评估IPTV服务质量的意义
• 4.1.1 典型IPTV商用场景和时移服务
• 4.1.2 基于码流评估IPTV服务质量的意义
• 4.2 IPTV服务器的服务质量评估体系
• 4.2.1 服务器响应时延指标
• 4.2.2 码流速率和缓冲区的约束指标
• 4.2.3 服务器的并发数上限指标
• 4.3 Clear Multi-STB机顶盒模拟系统
• 4.3.1 Clear Multi-STB的设计思想
• 4.3.2 Clear Multi-STB的体系架构
• 4.4 Clear Streaming Server的并发测试结果
• 4.4.1 原始码流和码流发送计划的波动统计
• 4.4.2 时移精度和快进快退行为分析
• 4.4.3 服务器响应时延分析
• 4.4.4 客户端缓冲区的动态变化情况
• 4.4.5 客户端码流波动分析
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢