本文關(guān)鍵詞：在視頻直播系統(tǒng)中QoS與擁塞控制的應(yīng)用研究

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【摘要】：隨著Internet及多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展,實(shí)時(shí)流媒體業(yè)務(wù)已成為互聯(lián)網(wǎng)中的一大熱點(diǎn),如今互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲入到人們生活的各個(gè)方面,而流媒體業(yè)務(wù)作為互聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用之一,對其研究的重要性已經(jīng)不言而喻。流媒體業(yè)務(wù)主要包括:電視節(jié)目,視頻監(jiān)控,影視娛樂,賽事直播,音樂會(huì)等,這些業(yè)務(wù)已經(jīng)成為日常生活中必不可少的一部分,因此對流媒體技術(shù)的研究在一定程度上可以推進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步,豐富人們的日常生活,促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。視頻作為流媒體業(yè)務(wù)的主要表現(xiàn)形式,它對促進(jìn)流媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展有著極其重要的作用,因此對視頻技術(shù)的研究能夠?yàn)樯鐣?huì)帶來一定的效益。視頻直播在視頻業(yè)務(wù)中扮演著極其重要的角色,它也是阻礙流媒體技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸之一。在這種研究背景下,本文根據(jù)視頻直播業(yè)務(wù)中存在的一些問題(視頻卡頓,傳輸延遲過高,數(shù)據(jù)丟失),從系統(tǒng)內(nèi)部出發(fā),著重研究如何通過QoS(本文中所涉及的QoS都是指流媒體的QoS)技術(shù)及擁塞控制技術(shù)來改善視頻直播業(yè)務(wù)中存在的一些問題。本文簡要介紹了目前在實(shí)時(shí)視頻傳輸中普遍使用的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264及用于傳輸視頻流(H.264)的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP/RTCP。在此基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步分析了QoS技術(shù)的解決方案,目前QoS解決方案主要有兩種研究方向,一種是基于網(wǎng)絡(luò)的QoS控制方法,一種是基于終端的QoS控制方法,文中通過對兩種控制方法的研究與對比得出:基于終端的QoS控制方法比基于網(wǎng)絡(luò)的QoS控制方法更加經(jīng)濟(jì),適用,可靠�；诮K端的QoS控制方法又分為速率控制和差錯(cuò)控制兩種,由于差錯(cuò)控制不適合于對實(shí)時(shí)性要求很高的流媒體傳輸,而且流媒體傳輸對TCP的友好性要求很高,故本文從基于發(fā)送端的速率控制機(jī)制出發(fā)著重研究了目前最為廣泛與成熟的TCP友好速率控制機(jī)制(TFRC),并在原TFRC擁塞控制機(jī)制的基礎(chǔ)上提出了一種TFRC的改進(jìn)方案。改進(jìn)方案從慢啟動(dòng)階段,平滑發(fā)送速率,延遲抖動(dòng)策略三方面進(jìn)行了改進(jìn),為了驗(yàn)證改進(jìn)方案的科學(xué)性及有效性,需要在NS2網(wǎng)絡(luò)模擬器上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真分析得出結(jié)論:當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí),TFRC改進(jìn)方案在保持TCP友好性,增加數(shù)據(jù)吞吐率,降低數(shù)據(jù)傳輸延遲等方面都有所改善,從而為流媒體QoS提供了有效的保障。除此之外,本文還著重設(shè)計(jì)了視頻直播系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)計(jì)大體分為四個(gè)部分:數(shù)據(jù)采集與編碼,TFRC擁塞控制,傳輸設(shè)計(jì),視頻的解碼與播放。其中視頻數(shù)據(jù)采用于電腦桌面,數(shù)據(jù)編碼格式為H.264,TFRC通過添加協(xié)議的方式移植到系統(tǒng)中,傳輸協(xié)議選擇RTP/RTCP,視頻的解碼與播放在VLC播放器中進(jìn)行。最后通過將改進(jìn)的系統(tǒng)(移植了改進(jìn)的TFRC)與原系統(tǒng)進(jìn)行播放對比,驗(yàn)證了改進(jìn)的系統(tǒng)相比原系統(tǒng)在視頻直播畫面的流暢性,數(shù)據(jù)丟失等方面有所改善,從而進(jìn)一步證明了改進(jìn)算法科學(xué)性和有效性。通過仿真實(shí)驗(yàn)和測試,驗(yàn)證了TFRC改進(jìn)方案的科學(xué)性及有效性。此項(xiàng)研究對于實(shí)時(shí)視頻傳輸領(lǐng)域的發(fā)展有著積極的作用,它有效地改善了當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)視頻直播中存在的延遲過大,丟包過多,TCP友好性下降等問題。本文為流媒體業(yè)務(wù)在傳輸過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)如何保障流媒體QoS的研究提供了方向。
【關(guān)鍵詞】：流媒體QoS 擁塞控制 TCP友好 TFRC RTP/RTCP
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.81
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 基于網(wǎng)絡(luò)的QoS研究11-12
• 1.2.2 基于終端的QoS研究12-13
• 1.2.3 TFRC擁塞控制研究現(xiàn)狀13
• 1.3 研究內(nèi)容與成果13-14
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第2章 視頻直播系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)15-33
• 2.1 傳輸協(xié)議與H.264標(biāo)準(zhǔn)15-21
• 2.1.1 RTP/RTCP協(xié)議15-19
• 2.1.2 H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)19-21
• 2.2 QoS解決方案21-28
• 2.2.1 QoS技術(shù)21-24
• 2.2.2 基于終端的QoS控制方法24-27
• 2.2.3 基于網(wǎng)絡(luò)的QoS控制方法27-28
• 2.3 擁塞控制28-30
• 2.3.1 擁塞的定義28-30
• 2.3.2 擁塞控制的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)30
• 2.4 TCP友好的速率控制機(jī)制30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)33-41
• 3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)33
• 3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則33-35
• 3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法35-40
• 3.3.1 數(shù)據(jù)采集與編碼35
• 3.3.2 TFRC擁塞控制35-39
• 3.3.3 傳輸設(shè)計(jì)39
• 3.3.4 視頻解碼與播放39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)41-51
• 4.1 數(shù)據(jù)采集與編碼41-44
• 4.2 TFRC改進(jìn)方案44-48
• 4.2.1 慢啟動(dòng)階段的改進(jìn)45
• 4.2.2 平滑發(fā)送速率的改進(jìn)45-47
• 4.2.3 基于延遲抖動(dòng)的控制策略47-48
• 4.3 傳輸設(shè)計(jì)48-49
• 4.4 視頻解碼與播放49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 仿真與測試51-57
• 5.1 算法仿真51-55
• 5.1.1 NS2介紹51
• 5.1.2 仿真分析51-55
• 5.2 測試分析55-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 總結(jié)與展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-62
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李彤;;IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)施QoS的策略分析[J];郵電設(shè)計(jì)技術(shù);2006年06期

2 王丕光,李小平,沙金;流媒體傳輸中的QoS研究及其實(shí)現(xiàn)[J];微機(jī)發(fā)展;2005年07期

3 白成林;QoS研究的理論框架以及研究現(xiàn)狀(2)[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2003年09期

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本文編號：703971