流媒体网络的研究和设计

论文摘要

传统的电视节目播放采用的是单工接收的方式,用户无法点播节目,而由于电视机顶盒的成本造价、安装、收费使用等原因,其尚未被广大用户认可。随着网络技术的飞速发展,电信网络、计算机网络、广播电视网络“三网合一”逐步成为现实,网络流媒体应用有了更加广阔的空间。同时,人们在生产和生活中,也早已不满足于单一的“下载—回放式”多媒体形式,而是希望一种能够边传输边播放,按照用户意愿点播、观看、预览、回退影视节目的多媒体形式。流媒体的流式播放正好满足了人们的需求。因此,基于计算机或手机的流媒体网络必定有广阔的发展前景。在这一背景下,本文首先给出了流媒体网络的总体架构,然后研究了流媒体中两个核心问题:实时流的传输和播放。具体阐述如下:1、分析了流媒体技术,搜集了多种主流的流媒体传输协议,最终确定了本文所要实现的传输协议—RTP/RTCP。在详细研究RTP/RTCP标准的基础上根据本文的应用环境对其进行了设计并编码实现。在RTP/RTCP的实现过程中采用了以下关键技术:(1)利用RTP头部扩展对大载荷数据(大于1452字节)在应用层进行分割、封装以适应网络的MTU;(2)利用抖动缓冲区等机制对抖动造成的影响进行补偿;(3)根据网络情况对丢失的分组采用适量重传使多媒体播放更加流畅。2、由于当前传输层主要协议TCP、UDP并不适合于流媒体的传输,本文研究一种新的基于UDP的传输协议RUDP。其在UDP的基础上增加可靠性改进、流量控制、差错控制等功能,使RUDP协议能够在给定的网络带宽情况下尽量满足传输强实时性和传输高质量,在网络带宽和传输质量间找到较好的均衡点。3、流媒体播放器(客户端)被编码成ActiveX控件,这样播放器便可被用其他语言编写的程序方便的使用。播放器的设计使用了类循环链表—数据缓冲技术减少延时抖动的影响来保障播放器连续播放媒体流。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外现状分析
• 1.3 课题来源及本人主要研究工作
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 解决的关键问题
• 第2章 流媒体技术基础
• 2.1 流媒体
• 2.1.1 流媒体的概念
• 2.1.2 流媒体的特点
• 2.1.3 流媒体的传输方式
• 2.2 实时传输协议（RTP）
• 2.2.1 RTP工作机制
• 2.2.2 RTP数据分组格式及功能
• 2.3 实时传输控制协议RTCP
• 2.3.1 RTCP工作机制
• 2.3.2 RTCP数据报
• 2.3.3 SR分组格式和功能
• 2.3.4 RTCP接收者报告（RR）分组
• 2.4 RTSP实时流协议
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统总体结构设计及RTP/RTCP协议实现
• 3.1 流媒体播放方式
• 3.1.1 网络直播方式介绍
• 3.1.2 网络点播方式介绍
• 3.2 网络点播方式总体结构
• 3.2.1 总体结构设计
• 3.2.2 工作过程
• 3.3 RTP/RTCP协议软件的设计实现
• 3.3.1 协议选取
• 3.3.2 RTP/RTCP协议软件关键技术
• 3.3.3 RTP/RTCP协议软件设计
• 3.3.4 RTP/RTCP协议软件实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 传输层协议的选取、改进
• 4.1 传输层协议研究
• 4.1.1 TCP协议特点
• 4.1.2 UDP协议特点
• 4.1.3 RUDP协议的引进
• 4.2 RUDP协议设计
• 4.2.1 可靠性改进
• 4.2.2 流量控制
• 4.2.3 TCP-Friendly速率控制算法
• 4.2.4 差错控制
• 4.2.5 实时限速
• 4.3 RUDP协议的实现
• 4.3.1 RUDP收发数据流程
• 4.3.2 协议软件接口函数介绍
• 4.4 本章小结
• 第5章 流媒体客户端（播放器）的设计和实现
• 5.1 播放器设计中的关键技术
• 5.2 流媒体播放器的设计
• 5.2.1 播放器总体设计
• 5.2.2 播放器类架构
• 5.3 流媒体客户端（播放器）的实现
• 5.3.1 播放器工作流程
• 5.3.2 流媒体客户端的编码实现
• 5.3.3 流媒体系统在实际项目中的应用
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目