基于LT编码的PeerCast流媒体广播系统研究

论文摘要

点对点技术（peer-to-peer，简称P2P）又称对等互联网络技术，是一种网络新技术，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。P2P网络的一个重要的目标就是让所有的客户端都能提供资源，包括带宽，存储空间和计算能力。文件共享一直是网络技术发展的重要推动力，也是P2P技术最典型的应用。但是，常见的文件共享系统存在诸如对种子结点的依赖性太强、网络带宽利用率不高等问题，这些问题很难通过P2P技术自身解决。数字喷泉码技术作为通信领域的一项实用技术，已经得到了普遍的关注和研究。LT编码作为一种数字喷泉码，其误码率低的特点使其在卫星通信、多媒体广播、无线通信等领域有着很好的应用前景。如何提高LT编码译码性能并将其应用于P2P文件广播系统以解决其现存问题是本文的研究重点。本文的主要工作内容如下：1.介绍了P2P技术及发展现状，阐述了LT码编译码思想和构造算法。2.分析了PeerCast文件广播系统，对其工作原理、协议、主要算法等方面进行了研究。3.分析了现有PeerCast文件广播系统的缺点与不足，在深入研究LT码构造及其优点的基础上，提出了一种基于LT码的PeerCast文件广播系统的实现方案，并对选取的译码算法进行分析比较，并最终确定合适的译码算法。4.在PeerCast文件广播系统的基础上，给出了对文件上传采用LT编码和下载端使用LT码进行译码下载的实现方法，并对实际的PeerCast文件广播系统进行了系统测试，从而对基于LT码的PeerCast文件广播系统进行了性能分析，表明其优越性。

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第一章绪论

1.1 计算机网络技术

1.2 P2P 技术

1.2.1 P2P 技术的产生

1.2.2 P2P 技术的特点

1.3 国内外研究现状

1.4 数字喷泉码提出与发展现状

1.4.1 数字喷泉码概念

1.4.2 数字喷泉码现状

1.5 论文组织结构

第二章基于 P2P 技术的 PEERCAST 系统介绍

2.1 PEERCAST 系统概述

2.1.1 系统结构

2.1.2 网络协议

2.1.3 频道组织结构

2.2 PEERCAST 系统工作流程

2.2.1 频道广播

2.2.2 频道中继

2.2.3 频道播放

2.3 算法原理

2.3.1 路由协议传递

2.3.2 查找算法

2.3.3 断线/离开处理

2.4 PEERCAST系统存在的问题和未来的发展

2.4.1 PEERCAST系统存在的问题

2.4.2 PEERCAST系统的未来发展计划

2.5 本章小结

第三章 LT 码及相关技术

3.1 数字喷泉码提出与发展现状

3.1.1 数字喷泉码概念

3.1.2 数字喷泉码现状

3.1.3 数字喷泉码的优点

3.2 LT 码

3.2.1 LT 码编码过程与原理

3.2.2 LT 码译码过程与原理

3.3 RAPTOR 码

3.4 数字喷泉码的应用领域

3.4.1 多播传输

3.4.2 多源下载

3.4.3 数据存储

3.4.4 无线协作传输

3.5 数字喷泉码存在的问题

3.6 本章小结

第四章 LT 译码性能测试与分析

4.1 度分布函数的研究

4.1.1 理想 SOLUTION 分布

4.1.2 鲁棒 solution 分布

4.1.3 次优度分布

4.2 译码算法研究

4.2.1 高斯消元算法

4.2.2 置信传播算法

4.2.3 BP-ML 算法

4.3 改进的 PeerCast 系统中译码算法的确定和算法应用

4.3.1 译码算法的确定

4.3.2 置信传播算法应用

4.4 本章小结

第五章基于 LT 码的 PEERCAST 流媒体广播系统设计

5.1 基于 LT 码的 PEERCAST流媒体广播系统分析

5.1.1 PeerCast 系统分析

5.1.2 LT 码应用于 PeerCast 系统可行性分析

5.1.3 基于 LT 码的 PeerCast 系统的基本设计思想

5.2 基于 LT 码的 PEERCAST流媒体广播系统总体设计

5.3 编码器的设计与实现

5.3.1 编码器流程

5.3.2 编码器实现方案

5.4 译码器的设计与实现

5.4.1 译码器流程

5.4.2 译码器与 PeerCast 系统的集成方案

5.5 改进系统的测试

5.5.1 编码器测试

5.5.2 系统测试与分析

5.5.3 结论与改进

5.6 本章小结

第六章结束语

致谢

参考文献

攻读硕士期间完成的论文和参与的科研工作

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