發(fā)布時(shí)間：2017-10-24 15:01

  本文關(guān)鍵詞：機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò) 視頻傳輸 包調(diào)度策略 路由算法 激勵(lì)機(jī)制

【摘要】：隨著移動(dòng)智能終端的普及,人們獲取和分享信息的方式變得越來(lái)越便捷,其內(nèi)容也從文字、圖片到音頻、視頻,變得越來(lái)越豐富；與此同時(shí),基于智能終端的大量應(yīng)用也涌現(xiàn)出來(lái),尤其是各種視頻服務(wù)備受人們的關(guān)注。然而,視頻數(shù)據(jù)的傳輸需求給用戶和服務(wù)提供商帶來(lái)了巨大的成本壓力,同時(shí)高速增長(zhǎng)的視頻數(shù)據(jù)流在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)幾年也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出蜂窩網(wǎng)和有限覆蓋的Wi-Fi熱點(diǎn)的容量限制。因此,充分利用移動(dòng)智能設(shè)備為載體,通過(guò)用戶間有意識(shí)或無(wú)意識(shí)的機(jī)會(huì)接觸來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換就成為一種新的視頻傳輸模式,而短距無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展也為這種機(jī)會(huì)傳輸模式提供了可能。然而,機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)自身的動(dòng)態(tài)松散性、間歇連通性等特點(diǎn)與視頻傳輸服務(wù)質(zhì)量保證要求的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之問(wèn)的矛盾,使得現(xiàn)有針對(duì)一般非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)傳輸方法難以很好地應(yīng)用到視頻傳輸中來(lái)。因此,本文結(jié)合機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),圍繞視頻數(shù)據(jù)在機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸問(wèn)題,分別從包調(diào)度策略、路由算法、用戶協(xié)作激勵(lì)等三個(gè)方面展開(kāi)研究,提出相應(yīng)的模型、算法和機(jī)制。具體來(lái)講,本文的主要貢獻(xiàn)如下：(1)面向視頻重建質(zhì)量的包調(diào)度策略。在機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸中,每一個(gè)數(shù)據(jù)包在被成功接收以后都會(huì)對(duì)視頻重建質(zhì)量產(chǎn)生一定的增益。該增益的大小不僅與視頻數(shù)據(jù)包自身的重要性相關(guān),而且還與數(shù)據(jù)包在網(wǎng)路中的擴(kuò)散狀況相關(guān)。我們建立了視頻重建質(zhì)量與上述兩種因素之間的量化關(guān)系模型,并據(jù)此提出了一種基于視頻質(zhì)量增益的包調(diào)度策略,通過(guò)對(duì)視頻數(shù)據(jù)包的優(yōu)化調(diào)度來(lái)提高視頻數(shù)據(jù)的重建質(zhì)量。(2)傳輸模式自適應(yīng)的視頻機(jī)會(huì)路由算法。在城市環(huán)境中,由于信道衰落和干擾,數(shù)據(jù)包在利用無(wú)線鏈路傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)因?yàn)槭艿綋p傷而被丟棄,從而影響視頻重建質(zhì)量；如果僅僅依靠移動(dòng)車輛的機(jī)會(huì)傳輸,數(shù)據(jù)包又會(huì)因?yàn)檠舆t過(guò)大而被丟棄從而造成視頻失真。為了解決該矛盾,我們建立了機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中視頻傳輸率失真模型,并提出了一種視頻質(zhì)量保障的機(jī)會(huì)傳輸路由算法,它能夠在上述兩種傳輸模式之間實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)切換,通過(guò)在傳輸時(shí)延和丟包之間達(dá)到均衡來(lái)最大化視頻流的重建質(zhì)量。(3)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)輔助的視頻機(jī)會(huì)路由算法。如何在一定視頻質(zhì)量約束下以最小的時(shí)延向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)投放視頻流是一個(gè)非常具有實(shí)際應(yīng)用需求的問(wèn)題。我們利用具備大容量存儲(chǔ)及無(wú)線通信功能的交通監(jiān)控設(shè)備(如攝像頭等)作為靜態(tài)節(jié)點(diǎn),提出了一種靜態(tài)節(jié)點(diǎn)輔助的視頻傳輸機(jī)會(huì)路由算法。該算法能夠在綜合考慮視頻重建質(zhì)量要求和網(wǎng)絡(luò)情境信息的情況下為每一段視頻流選擇最優(yōu)的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)作為緩存節(jié)點(diǎn),并依靠緩存節(jié)點(diǎn)間的協(xié)作和接力來(lái)保證最小的投遞時(shí)延和較高的播放質(zhì)量。(4)視頻機(jī)會(huì)傳輸中的用戶協(xié)作激勵(lì)機(jī)制。機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸需要節(jié)點(diǎn)間緊密協(xié)作來(lái)保證視頻的傳輸質(zhì)量,而用戶的自私性會(huì)嚴(yán)重影響節(jié)點(diǎn)問(wèn)的協(xié)作。為了解決該問(wèn)題,我們把機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)看作是虛擬市場(chǎng),把視頻數(shù)據(jù)包當(dāng)作虛擬商品,從而提出了一種視頻重建質(zhì)量驅(qū)動(dòng)的協(xié)作傳輸激勵(lì)機(jī)制,充分利用市場(chǎng)的逐利性激勵(lì)數(shù)據(jù)包在用戶間的交換。由于數(shù)據(jù)包的動(dòng)態(tài)定價(jià)是以邊緣質(zhì)量增益和備份數(shù)作為依據(jù),因此該激勵(lì)機(jī)制在驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)協(xié)作的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻投遞質(zhì)量的優(yōu)化。綜上,本文從數(shù)據(jù)包調(diào)度、路由算法、用戶協(xié)作激勵(lì)機(jī)制等三個(gè)方面對(duì)視頻數(shù)據(jù)在機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸進(jìn)行探索,提出了一系列模型和方法,并通過(guò)理論分析及仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了它們的有效性,從而為各種基于機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的視頻服務(wù)提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò) 視頻傳輸 包調(diào)度策略 路由算法 激勵(lì)機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN919.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-40
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)15-28
• 1.2.1 無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的演化16-17
• 1.2.2 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)概念及特征17-19
• 1.2.3 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用19-21
• 1.2.4 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)研究?jī)?nèi)容21-28
• 1.3 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸問(wèn)題28-34
• 1.3.1 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中視頻傳輸需求28-31
• 1.3.2 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中視頻傳輸面臨的挑戰(zhàn)31-33
• 1.3.3 機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中視頻傳輸研究現(xiàn)狀33-34
• 1.4 研究?jī)?nèi)容和主要貢獻(xiàn)34-37
• 1.5 論文章節(jié)安排37-40
• 第二章 面向視頻重建質(zhì)量的數(shù)據(jù)包調(diào)度策略40-58
• 2.1 引言40
• 2.2 視頻數(shù)據(jù)重建質(zhì)量建模40-45
• 2.2.1 視頻重建質(zhì)量定義41
• 2.2.2 視頻重建質(zhì)量與幀間局部相關(guān)性關(guān)系量化41-43
• 2.2.3 視頻重建質(zhì)量與數(shù)據(jù)包擴(kuò)散關(guān)系建模43-45
• 2.3 基于視頻重建質(zhì)量邊緣增益的包調(diào)度策略設(shè)計(jì)45-49
• 2.3.1 視頻數(shù)據(jù)包邊緣質(zhì)量增益計(jì)算45-46
• 2.3.2 視頻數(shù)據(jù)包調(diào)度策略設(shè)計(jì)46-49
• 2.3.3 分布式的包調(diào)度策略49
• 2.4 實(shí)驗(yàn)與分析49-56
• 2.4.1 仿真環(huán)境介紹50
• 2.4.2 性能評(píng)估與比較分析50-56
• 2.5 本章小結(jié)56-58
• 第三章 傳輸質(zhì)量保障的視頻流路由算法58-88
• 3.1 引言58-59
• 3.2 靜態(tài)節(jié)點(diǎn)輔助的視頻機(jī)會(huì)路由算法59-71
• 3.2.1 系統(tǒng)模型及問(wèn)題描述59-61
• 3.2.2 路由算法設(shè)計(jì)61-65
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)與分析65-71
• 3.3 傳輸模式自適應(yīng)的視頻機(jī)會(huì)路由算法71-86
• 3.3.1 系統(tǒng)模型及問(wèn)題描述71-73
• 3.3.2 路由算法設(shè)計(jì)73-79
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)與分析79-86
• 3.4 本章小結(jié)86-88
• 第四章 視頻機(jī)會(huì)傳輸中的用戶協(xié)作激勵(lì)機(jī)制88-104
• 4.1 引言88-89
• 4.2 問(wèn)題概述89-90
• 4.3 面向視頻質(zhì)量的傳輸激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)90-96
• 4.3.1 視頻數(shù)據(jù)包的動(dòng)態(tài)定價(jià)90-92
• 4.3.2 視頻數(shù)據(jù)包的交易機(jī)制92-93
• 4.3.3 視頻數(shù)據(jù)包的交換機(jī)制93-94
• 4.3.4 基于雙人協(xié)作博弈的貪婪算法94-96
• 4.3.5 視頻傳輸優(yōu)化分析96
• 4.4 實(shí)驗(yàn)與分析96-102
• 4.4.1 仿真環(huán)境96-97
• 4.4.2 性能評(píng)估和比較分析97-102
• 4.5 本章小結(jié)102-104
• 第五章 總結(jié)與展望104-106
• 參考文獻(xiàn)106-118
• 致謝118-120
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷及參加的科研工作120-122
• 附錄：在攻博期間完成的文章122

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本文編號(hào)：1089249