異構(gòu)網(wǎng)絡下實時多媒體傳輸研究.pdf

1、近年來移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速并得到極大普及，然而移動互聯(lián)網(wǎng)提供的功能卻不能滿足人們的需求，尤其是實時多媒體通信。因此，如何保證多媒體在移動互聯(lián)網(wǎng)上實時地通信成為了研究熱點。此外，由于多種異構(gòu)網(wǎng)絡的存在及流行，如Wi-Fi網(wǎng)絡、WiMax網(wǎng)絡、PSTN網(wǎng)絡、GSM網(wǎng)絡和3G網(wǎng)絡，使得跨網(wǎng)絡的多媒體傳輸變得更加重要。然而現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)音視頻傳輸技術(shù)均未能有效地解決不同網(wǎng)絡之間多媒體通信的瓶頸問題，尤其是IP網(wǎng)絡中的傳輸質(zhì)量及性能。
　　

2、因此，本文以多媒體傳輸為主線，研究了不同網(wǎng)絡中多媒體傳輸?shù)膬?yōu)化及控制，提高傳輸質(zhì)量。本文首先分析了多媒體網(wǎng)絡傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀及評價其傳輸質(zhì)量的性能指標。然后介紹了使用端口關(guān)聯(lián)分析預測算法進行TCP互聯(lián)網(wǎng)穿透，使用了滑動平均值預測策略和坡度預測策略保證多媒體在異構(gòu)網(wǎng)絡間能夠進行無縫地切換及平滑地傳輸。在傳輸中，本文結(jié)合了靜音檢測技術(shù)，充分利用靜音幀傳輸視頻數(shù)據(jù)提高網(wǎng)絡帶寬利用率，并使用二項式概率模型控制冗余數(shù)據(jù)大小及發(fā)送速率，高效地利用帶寬

3、及減少網(wǎng)絡擁塞。最后，實現(xiàn)了多方會議原型系統(tǒng)，使用自適應概率決策混音方案及會議管理功能提高了異構(gòu)網(wǎng)絡多方會議的效率。這些研究對于異構(gòu)網(wǎng)絡下多媒體音視頻傳輸具有重要的指導意義。本文的具體工作為：
　　 (1)提出了一種端口關(guān)聯(lián)分析預測(PCAP)算法。由于TCP協(xié)議自身的復雜性，使得TCP穿越NAT的問題仍然存在很多挑戰(zhàn)。本文在全面比較和分析P2P系統(tǒng)中用于解決NAT穿越問題的各種方法后，運用PCAP算法對建立TCP連接時NAT端

4、口分配的規(guī)則進行預測，從而提出一種新型的穿越NAT建立TCP連接的策略。通過實驗對該方法進行了測試，結(jié)果顯示PCAP算法對NAT行為探測和端口預測是有效的，利用PCAP算法能夠獲得較高的P2P連接成功率。
　　 (2)針對IEEE802.11無線切換延時過長的問題，本文提出了一種基于無線接入點(AP)鄰居表的滑動平均值預測策略。通過運用背景掃描機制獲取AP信號強度。該策略動態(tài)地計算信號強度平均值以決策移動終端(MH)發(fā)起切換的時

5、間點。為降低切換過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G包率，該策略還結(jié)合了鄰居表將數(shù)據(jù)路由至候選AP，使得MH與候選AP建立連接后接收到數(shù)據(jù)。同時，本文分析了3G到WLAN切換過程的特點，提出了坡度預測法的改進切換策略。坡度預測策略通過計算所接收信號強度的一階導數(shù)來決策是否發(fā)起切換。這兩種策略的結(jié)合使用提高了移動終端發(fā)起切換的效率，縮短了切換過程中處于無連接狀態(tài)的延時。
　　 (3)結(jié)合靜音檢測技術(shù)，提出了基于靜音幀自適應調(diào)整的音視頻傳輸技術(shù)。使用

6、靜音幀傳輸帶寬，將視頻幀分包并通過靜音幀以捎帶的方式傳輸?shù)侥康牡刂贰Ｍ瑫r使用OWD策略實時檢測網(wǎng)絡帶寬狀況，并自適應地調(diào)整發(fā)送速率，以減少網(wǎng)絡擁塞。為提高音視頻傳輸質(zhì)量，本文分析了現(xiàn)有的音視頻傳輸?shù)膩G包恢復技術(shù)，并結(jié)合前向糾錯(FEC)Reed-Solomon冗余編碼技術(shù)及交織恢復丟包技術(shù)，提出了二項式概率傳輸模型。該模型根據(jù)接收端回饋的結(jié)果計算需要編碼出的冗余包個數(shù)，使用交織技術(shù)將音訊冗余包與原始數(shù)據(jù)混合傳輸，有效地節(jié)省了帶寬資源。<

7、br>　　 (4)提出了3G324M協(xié)議中的控制協(xié)議H.245和多任務協(xié)議H.223的優(yōu)化設計及實現(xiàn)方案，并將該方案應用于多方會議中。從而使得終端能夠接受和發(fā)送多路音視頻數(shù)據(jù)。為提高多方會議數(shù)據(jù)傳輸效率及控制效率，本文還提出了一種新穎而簡單的快速實時自適應調(diào)整跨平臺多方會議方案。該方案采用概率決策優(yōu)先權(quán)的方式，即服務器端根據(jù)各客戶端語音能量值和編碼數(shù)據(jù)大小計算其語音概率值，由語音概率值決策出當前發(fā)言人，最后依據(jù)決策結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)語音包和視頻