本文關(guān)鍵詞：面向已部署802.11無線局域網(wǎng)的視頻組播性能優(yōu)化研究　出處：《清華大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：IEEE 802.11無線局域網(wǎng)已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)的一個(gè)普遍解決方案。隨著智能移動(dòng)終端的迅速普及,在大型公共聚集場(chǎng)所,會(huì)出現(xiàn)多個(gè)用戶通過相同的無線接入點(diǎn)同時(shí)訪問相同的視頻直播服務(wù)的情況。因此,在已部署的公共Wi-Fi熱點(diǎn)上提供視頻組播服務(wù)面臨實(shí)際需求。在無線局域網(wǎng)視頻組播中,除了要解決標(biāo)準(zhǔn)802.11組播低可靠性和低速率的問題,還要考慮視頻傳輸對(duì)于信息丟失的敏感性。現(xiàn)有無線局域網(wǎng)視頻組播方案主要采用跨層優(yōu)化思想,根據(jù)視頻編碼信息的載體不同(數(shù)據(jù)幀或者比特位),可以分為兩類:基于鏈路層的跨層優(yōu)化和基于物理層的跨層優(yōu)化。這兩類方案都需要修改802.11協(xié)議,難以在已部署的802.11無線接入點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)。無線局域網(wǎng)視頻組播作為互聯(lián)網(wǎng)視頻組播服務(wù)的最后一環(huán),其實(shí)現(xiàn)方案同時(shí)受到網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的影響。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(NDN)是近年來新提出的一種以內(nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),由于其對(duì)組播的內(nèi)在支持,相比IP網(wǎng)絡(luò),NDN在實(shí)現(xiàn)大規(guī)�；ヂ�(lián)網(wǎng)視頻組播服務(wù)方面擁有巨大的優(yōu)勢(shì)。然而,接收者驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸模式使得NDN在無線局域網(wǎng)視頻組播中產(chǎn)生了重復(fù)的請(qǐng)求開銷,限制了NDN無線局域網(wǎng)視頻組播的可擴(kuò)展能力。本論文正是針對(duì)上述問題,面向已部署的802.11無線接入點(diǎn),對(duì)無線局域網(wǎng)視頻組播性能優(yōu)化問題進(jìn)行了相關(guān)的討論和研究,主要工作和貢獻(xiàn)為:1.偽廣播是近年來提出的一種基于802.11單播的組播技術(shù),發(fā)送端顯式地選擇一個(gè)單播接收者,其他客戶端以監(jiān)聽的方式接收數(shù)據(jù)包。由于偽廣播不能完全保證監(jiān)聽客戶端的可靠傳輸,針對(duì)偽廣播與前向糾錯(cuò)相結(jié)合的可靠組播機(jī)制,本文提出了以客戶端接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)為主要測(cè)量維度的偽廣播有效吞吐率測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明單播接收者和監(jiān)聽客戶端的RSSI共同影響偽廣播的有效吞吐率,并給出了偽廣播穩(wěn)定工作的RSSI參考區(qū)間,可以作為偽廣播實(shí)際應(yīng)用中選擇單播接收者的重要參考指標(biāo)。2.將多接收者偽廣播與可伸縮視頻編碼(SVC)相結(jié)合,提出了基于網(wǎng)絡(luò)層的無線局域網(wǎng)視頻組播跨層優(yōu)化方案(M~3)。通過將不同的視頻編碼層轉(zhuǎn)發(fā)給不同的單播接收者,M~3實(shí)現(xiàn)了針對(duì)SVC視頻流的差異化可靠組播傳輸。同時(shí),M~3利用二元整數(shù)線性規(guī)劃來優(yōu)化了系統(tǒng)的整體視頻傳輸質(zhì)量。在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)床中實(shí)現(xiàn)了M~3原型系統(tǒng),經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,與傳統(tǒng)的單層視頻組播相比,M~3可以提高系統(tǒng)有效視頻速率總和超過200%。3.將網(wǎng)絡(luò)層Interestx轉(zhuǎn)發(fā)抑制與應(yīng)用層Interest傳輸控制相結(jié)合,提出了NDN無線局域網(wǎng)視頻組播優(yōu)化方案(ISM)。ISM實(shí)現(xiàn)了基于頭領(lǐng)客戶端的Interest抑制機(jī)制,可以有效避免無線局域網(wǎng)中的Interest發(fā)送沖突;并實(shí)現(xiàn)了基于Interest流水線的傳輸控制機(jī)制,保證NDN無線局域網(wǎng)視頻組播的可靠性和實(shí)時(shí)性。在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)床中實(shí)現(xiàn)了ISM原型系統(tǒng),經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在6Mbps的組播帶寬限制條件下,ISM可以同時(shí)支持20個(gè)客戶端流暢地觀看1Mbps碼率的直播視頻。相比普通NDN組播方案,ISM可以支持的客戶端數(shù)量提升了300%。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN925.93

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2 易s，

本文編號(hào)：1323760