流媒体在无线网络中传输质量的研究与改进

论文摘要

随着流媒体技术和无线通信技术的快速发展,无线流媒体传输成为网络应用的热点之一。多媒体数据在给人们带来丰富多彩的服务的同时,也带来了新的挑战。实现多媒体数据在无线网络中的实时性、可靠性传输,就需要有一种新的、有效的传输控制机制。一方面实时流媒体传输对QoS有一定的要求,需要较低的延迟抖动、最大许可的延迟、吞吐量等,使得尽力而为的Internet服务无法对实时流媒体传输提供服务质量保证。另一方面无线网络具有误码率高,链路不稳定等特点,使得传统的TCP拥塞控制机制无法适应无线网络中数据的传输。TCP友好的拥塞控制机制TFRC（TCP-Friendly Rate Control,TCP友好速率控制算法）在有线网络中表现出良好的性能,但因其无法有效区分无线链路差错丢包与拥塞丢包,从而使其在无线网络中的性能有所下降。针对以上两个问题,本文提出了两种解决方案:一是对TFRC协议中丢失事件率的计算方法进行了改进。无线网络中存在两种丢包:链路差错丢包与拥塞丢包。链路差错丢包对发送速率的影响不是很大的,为此本文给出利用网络参数区分出丢包类型,在此基础上计算丢失事件率,给出了丢失事件率的计算公式。二是为了应对实时流媒体传输对延迟抖动的敏感性、最大的延迟许可等的要求,本文给出了在接收端加入缓冲区的方案,对缓冲区的设置和管理进行详细设计,提出了基于缓冲区状态的速率控制方法。为了验证改进后TFRC的效果,本文给出了在不同链路差错率情况下的性能表现,同时利用NS2仿真器实现了实时流媒体在虚拟无线网络中的传输,通过仿真后的客观的数据和直观的视频文件传输效果均验证得出改进方案对传输质量的提高是有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究思路
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究的目的及内容
• 1.3.1 研究的目的
• 1.3.2 研究的内容
• 1.4 论文的结构
• 1.5 本章小结
• 2 相关技术
• 2.1 实时流媒体传输概述
• 2.1.1 流媒体的定义
• 2.1.2 流媒体传输的特点
• 2.1.3 流媒体的传输方式
• 2.1.4 流媒体的传输协议
• 2.2 无线网络的特点
• 2.3 拥塞控制机制
• 2.3.1 拥塞控制概述
• 2.3.2 流媒体拥塞控制的研究
• 2.4 本章小结
• 3 TFRC 协议分析
• 3.1 TFRC 的拥塞控制机制
• 3.1.1 TFRC 系统框架
• 3.1.2 TFRC 的拥塞控制
• 3.1.3 关键参数的计算
• 3.2 TFRC 研究现状
• 3.2.1 网络支持的改进方法
• 3.2.2 端到端的改进方法
• 3.3 TFRC 机制在无线网络中的不足
• 3.4 改进方案的提出
• 3.5 本章小结
• 4 流媒体传输控制的改进
• 4.1 对TFRC 的改进
• 4.1.1 丢失事件率 P 的改进算法
• 4.1.2 改进的TFRC 工作机制
• 4.2 基于客户端缓冲技术的速率调节
• 4.2.1 缓冲区的设置
• 4.2.2 基于缓冲区状态的速率调节
• 4.3 缓冲区与网络状态融合的速率调整机制
• 4.4 本章小结
• 5 改进的 TFRC 性能仿真实现与分析
• 5.1 TFRC 协议性能评价的方法
• 5.2 仿真设计
• 5.2.1 仿真工具NS2 的简介
• 5.2.2 仿真场景和参数的
• 5.2.3 仿真过程
• 5.3 仿真结果与分析
• 5.3.1 TFRC 的仿真性能分析
• 5.3.2 改进后的TFRC 的性能表现
• 5.4 实时视频在NS2 下传输的实现
• 5.4.1 方案设计
• 5.4.2 协议栈的设计
• 5.5 仿真模型建立
• 5.5.1 仿真相关技术
• 5.5.2 仿真模型的构建
• 5.5.3 对NS2 的扩展与修改
• 5.5.4 仿真结果
• 5.6 本章小结
• 6 总结
• 参考文献
• 附录Ⅰ
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录