IP网络视频组播关键技术研究

论文题目: IP网络视频组播关键技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 计算机应用

作者: 李飞

导师: 薛向阳

关键词: 流媒体,视频,网络电视,可靠组播,拥塞,速率控制,无线自组网,分群算法

文献来源: 复旦大学

发表年度: 2005

论文摘要: 网络视频应用的快速增长引起了带宽急剧消耗和网络拥塞等问题,如何更为有效地提高视频传输质量成为目前网络视频研究热点。组播技术可以有效地节约带宽并提高网络的利用率,已成为网络视频传输的必选方案。网络视频的可靠组播主要涉及组播协议、网络架构、流量控制、自适应编解码等关键技术,非常具有挑战性,也是流媒体研究的重点和趋势。 本文是作者在参与“3TNET网络数字电视关键技术研究”和“移动自组网环境下的可靠组播技术的研究”等课题的基础上,针对以太网视频可靠组播、组播发送速率控制、无线自组网组播扩展性及可靠组播等关键性的技术,提出了一些创新性的思想和方法,并设计了相应的实现算法。仿真实验和项目实施结果说明这些算法的有效性和可靠性。具体内容如下: 1.提出并实现了错误恢复和组播拥塞控制相结合的网络数字电视可靠组播方案。视频可靠组播研究的核心是如何减少组播过程中的数据包丢失,同时有效地恢复丢失的数据,使客户端获得良好的视频质量。在错误控制方面,采用了前向纠错编码VDM和交织技术相结合的方案,有效地恢复丢失的数据;在拥塞控制方面,通过对服务器端组播发送速率进行控制来完成对拥塞的处理,减少因拥塞造成的网络数据包丢失。该方案已经成功应用于863重大专项3TNET“基于纯软件的网络数字电视系统”中,实验结果表明:它能够有效地提高网络电视的视频质量。 2.提出了用于网络电视服务器的具有网络自适应能力的组播发送速率控制方法ITSRC。网络拥塞是造成视频传输过程中丢包的主要原因,因此组播视频流应具有对拥塞自适应的能力。本文在改进TFMCC协议的基础上,综合考虑了视频流发送所需的基本速率,实现了对网络状况自适应的发送速率控制。实验结果表明:该方法具有网络适应性好、有效降低拥塞造成的网络丢包的特点,非常适合MPEG-2视频流的组播传送。 3.提出了一种基于发送缓冲区管理的视频组播速率控制方法BNMRC。该方法立足于确保发送缓冲区不发生上溢和下溢,首先确定发送速率的范围,然后根据接收者反馈得到的网络可用带宽,进一步确定发送速率。该方法可应用于网络电视组播速率控制系统中。实验结果表明:该算法实现简便,系统开销小,有效减少了数据包丢失。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容

1.3 主要成果

1.4 论文结构

第二章 相关技术

2.1 组播技术简介

2.2 自适应视频组播传输

2.2.1 单速率视频组播

2.2.2 联播

2.2.3 分层视频组播

2.2.4 基于网络的视频组播

2.3 播拥塞控制

2.3.1 拥塞的原因

2.3.2 TCP友好的组播拥塞控制

2.4 本章小结

第三章 交换式以太网中数字电视可靠组播研究

3.1 研究背景

3.1.1 网络数字电视简介

3.1.2 交换式以太网技术

3.1.3 以太网组播通信

3.1.4 以太网视频组播的实现

3.2 以太网网络数字电视系统

3.2.1 网络电视系统模型

3.2.2 视频服务器侧缓冲区填充速率控制

3.2.3 多线程条件下缓冲区的互斥控制

3.3 网络电视系统可靠组播策略

3.3.1 问题分析

3.3.2 可靠组播策略

3.4 本章小结

第四章 基于端系统的视频组播发送速率控制

4.1 端到端组播发送速率控制模型

4.2 拥塞检测

4.2.1 网络状况测量参数

4.2.2 服务器端拥塞检测

4.2.3 客户端拥塞检测

4.3 基于缓冲区管理的网络自适应发送速率控制

4.3.1 问题分析

4.3.2 算法主要步骤

4.4 改进的基于TFMCC的发送速率控制

4.4.1 问题分析

4.4.2 算法设计

4.5 仿真试验设计及结果分析

4.5.1 仿真工具NS2简介

4.5.2 仿真实验设计

4.5.3 实验结论

4.6 本章小结

第五章 基于分群算法的无线自组网组播研究

5.1 引言

5.1.1 无线自组网的概念

5.1.2 MANET物理层和MAC层对流媒体传输的支持

5.1.3 MANET传输方式

5.1.4 MANET视频IP组播的挑战

5.2 无线自组网中基于投票的分群

5.2.1 相关工作

5.2.2 基于投票的分群算法

5.2.3 性能仿真和分析

5.2.4 结论和后续工作

5.3 无线自组网中视频组播的优化组播树

5.3.1 相关工作

5.3.2 分析模型

5.3.3 网络模型

5.3.4 基于代理的组播算法

5.3.5 实验结论

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录一 博士期间发表的论文

附录二 博士期间参加的科研项目

致谢

发布时间: 2005-09-19

参考文献

• [1].可扩展的组播接纳控制技术研究[D]. 乐春晖.华中科技大学2005
• [2].大规模网络环境下的组播通信技术研究[D]. 林予松.解放军信息工程大学2005
• [3].移动互联网的组播切换算法研究[D]. 张晖.北京交通大学2008
• [4].基于聚类的正则结构化组播服务研究[D]. 程实.武汉大学2010

相关论文

• [1].交换式以太网上多媒体组播的研究[D]. 王军.中国科学院研究生院（软件研究所）2003
• [2].数字电视的视频分析与组播传输[D]. 刘阳.中国科学院研究生院（软件研究所）2003
• [3].Internet视频组播中的码率控制、性能增强及流调度算法研究[D]. 王浩.清华大学2002
• [4].无线自组网中节能相关若干关键问题研究[D]. 张卿.复旦大学2005
• [5].移动自组网QoS路由协议研究[D]. 彭革刚.复旦大学2005

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