流媒體視頻傳輸擁塞控制與QoS的研究.pdf

1、隨著Internet和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，流媒體視頻傳輸成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一大熱點，流媒體徹底改變了傳統(tǒng)Internet只能表現(xiàn)文字和圖片的缺陷，可集音頻、視頻及圖文于一體。近年來，多媒體應(yīng)用呈現(xiàn)出由播放型轉(zhuǎn)向基于內(nèi)容的訪問、檢索和交互操作的趨勢。這些新型的基于內(nèi)容的分布多媒體應(yīng)用都面臨一個如何保證應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量(QoS)的問題。 本文簡要介紹了當前流媒體視頻傳輸普遍使用的視頻編碼標準MPEG-4及用于傳輸MPEG視頻流的實時傳輸協(xié)

2、議RTP/RTCP。在此基礎(chǔ)上，從端系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)層兩個方面分析了影響實時視頻流傳輸質(zhì)量的因素。實時流媒體在傳輸層采用UDP協(xié)議，它們或者采用開環(huán)控制，即沒有端到端擁塞控制機制，或者采用非TCP友好控制。由于實時流媒體應(yīng)用與普通的文件數(shù)據(jù)傳輸有著不同的QoS要求，發(fā)送方的發(fā)送速率不能有劇烈的抖動，而TCP擁塞控制采用AIMD方式，這極大地破壞了這種數(shù)據(jù)流的平滑性；另一方面，無擁塞控制或采用非TCP友好擁塞控制的UDP流在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞時不會減

3、少發(fā)送的數(shù)據(jù)，這將對Internet產(chǎn)生負面影響，甚至造成擁塞崩潰。 本文歸納了廣泛使用的兩種TCP友好的擁塞控制機制，分別是基于探測與基于模型的擁塞控制，并比較了兩種方案的優(yōu)缺點。由于基于模型的方案更加適合于流媒體傳輸，本文著重介紹了幾種基于模型的擁塞控制算法，在分析其中較為成熟的TFRC算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種改進方案。NS網(wǎng)絡(luò)模擬實驗結(jié)果證明，該算法具備發(fā)送速率平滑性與TCP友好性，且可以根據(jù)用戶的興趣對不同視頻對象進行優(yōu)

4、先級設(shè)置。現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)只提供“盡力而為”的服務(wù)，這種服務(wù)并不能應(yīng)對流媒體模型。本文簡要介紹了這兩種模型的特點，并詳細分析了區(qū)別型的分類調(diào)節(jié)機制，傳輸提供質(zhì)量保障。IETF在IP網(wǎng)絡(luò)的QoS方面提供了一些服務(wù)模型和機制的建議，其中最基本的是綜合業(yè)務(wù)/RSVP模型(IntServ)和區(qū)別型(DiffServ)業(yè)務(wù)分組標記算法及隊列管理、調(diào)度算法。由于已有的標記算法和隊列管理算法對于MPEG視頻傳輸存在弊端，本文結(jié)合MPEG-4編碼特性對此進