基于IP的实时在线教学系统研究与开发

基于IP的实时在线教学系统研究与开发

论文摘要

由于多媒体数据的大信息量和有限的传输带宽,使得视音频的压缩编码、网络协议的选择以及流媒体服务器的架构成为实时教学系统中的关键技术。本文主要研究了纯软件环境下基于IP的实时在线教学系统的实现,目的是为了适应网络状况,充分利用网络资源,在应用层获得好的服务质量,从最终的结果来看,有较好的效果。 本文介绍了视音频编码标准MPEG-4、G723.1以及IP组播技术和实时传输协议RTP,研究了实时教学系统中流媒体服务器的服务方式、体系结构、磁盘缓存管理策略、接入控制管理策略及流调度策略,基于以上的策略利用VisualC++语言具体实现了本教学系统的服务器模块。在上述研究的基础上,设计并实现了该教学系统的客户端,客户端使用缓存技术来弥补数据的延迟,减少了流媒体的传输和播放延时;同时,利用VFW编程及底层音频函数实现视音频数据的采集,并采用基于UDP协议的RTP/RTCP机制来传输视音频数据。作者主要设计了封装视音频采集和回放模块的动态链接库,功能测试表明本系统可基本满足实时教学的要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 引言
  • 1.1 课题研究的背景及意义
  • 1.2 国内外实时教学系统的发展与现状
  • 1.3 作者主要工作
  • 1.4 论文章节安排
  • 第二章 实时教学系统基础网络协议
  • 2.1 IPv6协议
  • 2.1.1 TCP/IP协议族及现存问题
  • 2.1.2 IPv6概述
  • 2.2 传输层协议UDP和TCP
  • 2.2.1 传输控制协议TCP
  • 2.2.2 用户数据报协议UDP
  • 2.3 IP组播技术
  • 2.3.1 IP组播的概念及技术规范
  • 2.3.2 IP组播的应用编程
  • 2.3.3 IP组播存在的问题及发展
  • 第三章 IP网流媒体通信若干关键技术
  • 3.1 流媒体的网络传输特征
  • 3.2 视音频压缩编码标准
  • 3.2.1 音频压缩编码
  • 3.2.2 视频压缩编码
  • 3.3 IP网流媒体的传输与控制协议
  • 3.3.1 RTP/RTCP协议族
  • 3.3.2 RSVP协议
  • 3.3.3 RTSP协议
  • 3.4 流媒体的拥塞控制和自适应机制
  • 3.4.1 流媒体的拥塞控制技术
  • 3.4.2 基于RTP的自适应传输机制
  • 第四章 系统服务器端的设计与实现
  • 4.1 流媒体服务器的服务方式和体系结构
  • 4.1.1 服务器与客户端之间的数据传送方式
  • 4.1.2 流媒体服务器的体系结构
  • 4.2 磁盘缓存管理策略
  • 4.2.1 间隔缓存基本原理
  • 4.2.2 视频流请求状态转换
  • 4.3 接入控制管理
  • 4.4 视频服务系统中的多媒体流调度策略
  • 4.5 系统服务器端的软件实现
  • 4.5.1 数据处理模块
  • 4.5.2 用户列表及数据库管理模块
  • 4.5.3 网络传输模块
  • 4.5.4 用户分组管理模块
  • 4.5.5 文件传输和管理模块
  • 第五章 系统客户端的设计与实现
  • 5.1 系统分析及设计方法
  • 5.2 音频DLL的实现
  • 5.2.1 设计
  • 5.2.2 低层音频服务及重要数据结构
  • 5.2.3 具体实现
  • 5.3 视频DLL的实现
  • 5.3.1 设计
  • 5.3.2 图像采集、播放模式分析
  • 5.3.3 数据结构及回调函数说明
  • 5.3.4 具体实现
  • 5.4 系统功能测试
  • 5.4.1 测试环境
  • 5.4.2 系统功能
  • 第六章 总结及下一步工作
  • 6.1 全文总结
  • 6.2 下一步工作的建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 攻读硕士期间发表的主要论文
  • 相关论文文献

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