視頻實時傳輸系統(tǒng)設(shè)計與擁塞控制策略研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、視頻會議等多媒體應(yīng)用逐漸發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)?；趯ο蟮腗PEG-4視頻編碼由于在時間和空間上提供了可擴(kuò)展的靈活分級編碼技術(shù)，從而成為網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用中主要的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，因此，基于MPEG-4編碼技術(shù)的視頻實時傳輸成為研究熱點(diǎn)之一。然而，目前基于Internet的視頻傳輸協(xié)議，仍然缺乏比較有效的擁塞控制機(jī)制，而擁塞控制機(jī)制對多媒體應(yīng)用的健壯性和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。所以研究用于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)

2、境，并能解決傳輸公平性的擁塞控制機(jī)制具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。新的擁塞控制機(jī)制研究必須滿足MPEG-4視頻實時碼流傳輸速率的平穩(wěn)性，同時又能實現(xiàn)與TCP公平共享網(wǎng)絡(luò)資源的友好性。為此，本文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 首先，通過對MPEG-4視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)與RTP/RTCP協(xié)議的研究，利用DirectShow、Jrtplib和XVID構(gòu)建了基于RTP/RTCP的MPEG-4視頻傳輸系統(tǒng)框架。在該框架中，實現(xiàn)了服務(wù)器端和

3、客戶端的視頻實時傳輸和播放。 其次，為了提高視頻傳輸?shù)男阅?，改進(jìn)了視頻傳輸中的數(shù)據(jù)封裝策略。針對MPEG-4視頻編碼基于對象的特點(diǎn)，采用以視頻對象為單位的MPEG-4視頻流封裝策略，而只在某些特定情況下采用基于宏塊的封裝策略，從而提高了視頻傳輸?shù)挠行院汪敯粜浴?最后，比較和分析了各種TCP友好擁塞控制算法，提出了能避免瞬時突發(fā)流干擾的擁塞控制算法（ME-TFRC）。該算法利用“最小速率限制定時器”，改進(jìn)吞吐量模型參數(shù)的

4、計算方法，從而避免了網(wǎng)絡(luò)瞬時突發(fā)流對網(wǎng)絡(luò)帶寬準(zhǔn)確估計的干擾，保證傳輸?shù)钠椒€(wěn)性和有效性。 通過深入分析網(wǎng)絡(luò)擁塞產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)對于實時性視頻傳輸，TFRC算法很容易導(dǎo)致傳輸速率低于應(yīng)用設(shè)置最低速率，從而引起無效傳輸。針對此問題，雖然通過確定網(wǎng)絡(luò)擁塞程度的“可容忍擁塞程度因子”和判斷網(wǎng)絡(luò)狀況的“無反饋定時器標(biāo)準(zhǔn)”，可以解決TFRC在不同擁塞程度下所帶來的問題。但是，在傳輸網(wǎng)絡(luò)上還存在大量的網(wǎng)絡(luò)瞬時突發(fā)流，給網(wǎng)絡(luò)帶寬估計帶來了干擾，極

5、大地影響傳輸?shù)钠椒€(wěn)性。為此，本文根據(jù)TFRC算法模型，改進(jìn)了模型參數(shù)的計算方法，并在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，利用“最小速率限制定時器”確定網(wǎng)絡(luò)擁塞時按最小速率發(fā)送所持續(xù)的時間，從而避免瞬時突發(fā)流對網(wǎng)絡(luò)帶寬估計的影響，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的準(zhǔn)確判斷，保證系統(tǒng)的平穩(wěn)傳輸。 綜上所述，通過對實時傳輸技術(shù)和擁塞控制理論的深入分析，改進(jìn)了視頻數(shù)據(jù)的封裝策略，提出了有效的擁塞控制算法，解決TFRC在網(wǎng)絡(luò)擁塞情況下視頻數(shù)據(jù)無效傳輸?shù)膯栴}，保證了視頻實時播放。