數(shù)字電臺(tái)交互媒體平臺(tái)數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用訪問(wèn)延時(shí)優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)數(shù)字電視的全面推進(jìn)，電視已經(jīng)從傳統(tǒng)的音視頻廣播業(yè)務(wù)發(fā)展為可以提供豐富信息和娛樂(lè)業(yè)務(wù)的交互媒體平臺(tái)，為電視運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展增值業(yè)務(wù)提供了廣闊的空間。由于廣播環(huán)境的限制，終端用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用的訪問(wèn)存在一定的延時(shí)。本文所做的工作正是圍繞著降低這種訪問(wèn)延時(shí)的優(yōu)化技術(shù)而展開(kāi)的。
　　 首先，本文對(duì)基于輪盤(pán)的數(shù)據(jù)廣播文件系統(tǒng)訪問(wèn)延時(shí)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了研究?，F(xiàn)有的輪盤(pán)廣播技術(shù)包括數(shù)據(jù)輪播和對(duì)象輪播兩種方案，其中數(shù)據(jù)輪播方案協(xié)議比較簡(jiǎn)潔，但不支

2、持文件系統(tǒng)對(duì)象數(shù)據(jù)傳輸，不利于展開(kāi)交互業(yè)務(wù)；而對(duì)象輪播方案支持文件系統(tǒng)對(duì)象數(shù)據(jù)傳輸，方便于交互業(yè)務(wù)，但協(xié)議較為復(fù)雜。針對(duì)兩種輪播方案的缺點(diǎn)，同時(shí)考慮到它們的優(yōu)點(diǎn)，本文提出了一種描述子增強(qiáng)型數(shù)據(jù)輪播方案，利用DVB數(shù)據(jù)輪播協(xié)議的描述子擴(kuò)展機(jī)制，在消息結(jié)構(gòu)中嵌入文件目錄描述信息，實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)對(duì)象數(shù)據(jù)的傳輸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，和DVB對(duì)象輪播協(xié)議相比，描述子增強(qiáng)型數(shù)據(jù)輪播方案能更有效地節(jié)約平臺(tái)帶寬資源，降低廣播文件的訪問(wèn)延時(shí)。接著，本文對(duì)中間件數(shù)

3、據(jù)廣播文件系統(tǒng)進(jìn)行了研究。針對(duì)接收端對(duì)段數(shù)據(jù)硬件過(guò)濾和軟件解析能力的不同，提出將兩者分開(kāi)處理的策略以提高數(shù)據(jù)接收效率；針對(duì)數(shù)據(jù)廣播文件系統(tǒng)和傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的差異，提出以輪播為單元的緩存結(jié)構(gòu)以提高文件讀取效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該優(yōu)化方案能有效降低訪問(wèn)延時(shí)，并已經(jīng)成功運(yùn)用于上海交通大學(xué)圖像通信研究所研發(fā)的數(shù)字電視中間件系統(tǒng)一媒體烽火臺(tái)MBT。
　　 其次，本文對(duì)輪盤(pán)廣播平均訪問(wèn)時(shí)間的理論最小值進(jìn)行了研究。Gu對(duì)數(shù)字電視環(huán)境下的Hered

4、ia信道模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了優(yōu)化的平均訪問(wèn)時(shí)間極小值，但未能在理論上解決該極小值是否為所有不同數(shù)據(jù)組合播發(fā)方案的平均訪問(wèn)時(shí)間最小值這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)缺陷，本文對(duì)不同數(shù)據(jù)組合播發(fā)情況進(jìn)行了研究，通過(guò)數(shù)學(xué)論證從理論上解決了Gu模型平均訪問(wèn)時(shí)間極小值的最優(yōu)化證明。接著，進(jìn)一步提出并證明了輪盤(pán)廣播在單一數(shù)據(jù)流中播發(fā)數(shù)據(jù)達(dá)到平均訪問(wèn)時(shí)間理論最小值需要滿(mǎn)足的條件。最后，結(jié)合輪盤(pán)廣播協(xié)議傳輸交互應(yīng)用數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，提出了交互媒體平臺(tái)數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用的優(yōu)

5、化播發(fā)方案。
　　 第三，本文對(duì)前端數(shù)據(jù)廣播服務(wù)器廣播應(yīng)用播發(fā)算法進(jìn)行了研究，目的是使生成的數(shù)據(jù)廣播節(jié)目盡可能逼近平均訪問(wèn)時(shí)間理論最小值。NASA播發(fā)算法的數(shù)據(jù)分布策略在整個(gè)播發(fā)周期內(nèi)破壞了低頻數(shù)據(jù)分布的均勻性，降低了算法的整體性能。針對(duì)定長(zhǎng)包環(huán)境，本文首先提出了NASA-f算法，通過(guò)加權(quán)輪詢(xún)隊(duì)列算法改進(jìn)了NASA算法的數(shù)據(jù)包分布策略。仿真實(shí)驗(yàn)表明NASA-f算法具有良好的穩(wěn)定性和收斂性，整體性能優(yōu)于NASA算法。其次，本文把針

6、對(duì)定長(zhǎng)包環(huán)境的NASA算法推廣到數(shù)字電視可變長(zhǎng)包環(huán)境，提出了NASA-var算法；把NASA-f算法推廣到數(shù)字電視可變長(zhǎng)包環(huán)境，提出了NASA-f-var算法。仿真結(jié)果表明，相對(duì)于NASA-var算法，NASA-f-vat算法在可變長(zhǎng)包環(huán)境下性能更優(yōu)，可用于本文所研究的數(shù)字電視廣播環(huán)境。
　　 最后，本文對(duì)后端廣播應(yīng)用緩存算法進(jìn)行了研究，提出了前后端相結(jié)合的優(yōu)化算法。經(jīng)典緩存算法由于各自設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，直接用于數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用環(huán)境不能達(dá)