基于媒体感知ARQ的无线视频流QoS保障研究

论文摘要

随着无线通信与网络技术的高速发展和Web的广泛应用,越来越多的多媒体业务在有线-无线异构IP网络中传输,这些业务对数据传输的带宽、延时、抖动都有更高的要求。因此如何改善无线多媒体通信的服务质量（Quality of service,QoS）成了当前通信领域的研究热点。自动请求重传（ARQ,automatic repeat request）是无线多媒体传输QoS保障的一种有效方法。ARQ的基本思想是:当接收端发现丢包后反馈一个控制包给发送端,然后发送端根据接收到的控制包重传丢失的数据包。如今有选择性重传丢失数据包的方法是ARQ的一个重要研究方向。本文首先对有线-无线异构IP网络中多媒体传输的QoS保障进行了概述,分析了国内外关于QoS保障方法的研究现状。然后,对视频传输中的拥塞控制和差错控制做了介绍,并概述了MPEG-4视频编码标准。在分析了网络对数据包的影响,研究了现有的ARQ算法,并分析了各种算法对数据包保护方法和探讨了对数据包的保护能力后,借助于路由代理处可区分出MPEG-4不同帧类型的能力,在网络层实现拥有优先权重传的媒体感知ARQ算法。重点研究了在无线Gilbert-Elliot信道随机丢包和队列拥塞丢包的情况下,最大化减少丢包和提高接收端的视频播放质量。核心思想是:结合视频流不同优先权数据包在路由代理处实现有优先权重传的ARQ机制,并针对时延的特殊要求,对新到达的数据包进行早期超时检测,以防止无效的视频分组传输占用网络资源和降低后继分组超时的概率。NS2模拟结果表明改进算法改善了MPEG-4视频流的播放质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 本文研究内容及创新点
• 第二章 流媒体传输技术和MPEG-4 标准
• 2.1 流媒体传输概述
• 2.2 MPEG 标准与实时传输协议
• 2.2.1 MPEG 标准介绍
• 2.2.2 MPEG-4 视频编码特征
• 2.2.3 实时传输协议
• 2.3 本章小结
• 第三章 有线-无线异构网络流媒体通信保障
• 3.1 有线-无线混合IP 网络上的视频传输
• 3.2 无线信道
• 3.2.1 无线信道概述
• 3.2.2 Gilbert-Elliot 无线信道模型
• 3.3 实时视频流在INTERNET 上传输面临的QOS 挑战
• 3.4 拥塞控制
• 3.4.1 拥塞发生的原因
• 3.4.2 拥塞控制策略机制
• 3.4.3 拥塞控制方法
• 3.5 差错控制
• 3.5.1 FEC 误码保护
• 3.5.2 误码掩盖
• 3.5.3 数据交织
• 3.5.4 重传方法
• 3.6 本章小结
• 第四章 无线最后一跳网络R-ARQ 算法研究
• 4.1 R-ARQ 算法理论
• 4.1.1 R-ARQ 控制策略
• 4.1.2 数据包超时估计
• 4.1.3 R-ARQ 算法行为描述
• 4.2 R-ARQ 算法仿真
• 4.2.1 仿真的相关设置
• 4.2.2 仿真结果及分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 研究结论与展望
• 5.1 本文研究工作总结
• 5.2 进一步的工作和建议
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢