異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下實(shí)時(shí)多媒體傳輸研究.pdf

1、近年來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速并得到極大普及，然而移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)提供的功能卻不能滿足人們的需求，尤其是實(shí)時(shí)多媒體通信。因此，如何保證多媒體在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)時(shí)地通信成為了研究熱點(diǎn)。此外，由于多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的存在及流行，如Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)、WiMax網(wǎng)絡(luò)、PSTN網(wǎng)絡(luò)、GSM網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)，使得跨網(wǎng)絡(luò)的多媒體傳輸變得更加重要。然而現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)音視頻傳輸技術(shù)均未能有效地解決不同網(wǎng)絡(luò)之間多媒體通信的瓶頸問(wèn)題，尤其是IP網(wǎng)絡(luò)中的傳輸質(zhì)量及性能。
　　

2、因此，本文以多媒體傳輸為主線，研究了不同網(wǎng)絡(luò)中多媒體傳輸?shù)膬?yōu)化及控制，提高傳輸質(zhì)量。本文首先分析了多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀及評(píng)價(jià)其傳輸質(zhì)量的性能指標(biāo)。然后介紹了使用端口關(guān)聯(lián)分析預(yù)測(cè)算法進(jìn)行TCP互聯(lián)網(wǎng)穿透，使用了滑動(dòng)平均值預(yù)測(cè)策略和坡度預(yù)測(cè)策略保證多媒體在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間能夠進(jìn)行無(wú)縫地切換及平滑地傳輸。在傳輸中，本文結(jié)合了靜音檢測(cè)技術(shù)，充分利用靜音幀傳輸視頻數(shù)據(jù)提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，并使用二項(xiàng)式概率模型控制冗余數(shù)據(jù)大小及發(fā)送速率，高效地利用帶寬

3、及減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。最后，實(shí)現(xiàn)了多方會(huì)議原型系統(tǒng)，使用自適應(yīng)概率決策混音方案及會(huì)議管理功能提高了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多方會(huì)議的效率。這些研究對(duì)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下多媒體音視頻傳輸具有重要的指導(dǎo)意義。本文的具體工作為：
　　 (1)提出了一種端口關(guān)聯(lián)分析預(yù)測(cè)(PCAP)算法。由于TCP協(xié)議自身的復(fù)雜性，使得TCP穿越NAT的問(wèn)題仍然存在很多挑戰(zhàn)。本文在全面比較和分析P2P系統(tǒng)中用于解決NAT穿越問(wèn)題的各種方法后，運(yùn)用PCAP算法對(duì)建立TCP連接時(shí)NAT端

4、口分配的規(guī)則進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而提出一種新型的穿越NAT建立TCP連接的策略。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)該方法進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果顯示PCAP算法對(duì)NAT行為探測(cè)和端口預(yù)測(cè)是有效的，利用PCAP算法能夠獲得較高的P2P連接成功率。
　　 (2)針對(duì)IEEE802.11無(wú)線切換延時(shí)過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，本文提出了一種基于無(wú)線接入點(diǎn)(AP)鄰居表的滑動(dòng)平均值預(yù)測(cè)策略。通過(guò)運(yùn)用背景掃描機(jī)制獲取AP信號(hào)強(qiáng)度。該策略動(dòng)態(tài)地計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度平均值以決策移動(dòng)終端(MH)發(fā)起切換的時(shí)

5、間點(diǎn)。為降低切換過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G包率，該策略還結(jié)合了鄰居表將數(shù)據(jù)路由至候選AP，使得MH與候選AP建立連接后接收到數(shù)據(jù)。同時(shí)，本文分析了3G到WLAN切換過(guò)程的特點(diǎn)，提出了坡度預(yù)測(cè)法的改進(jìn)切換策略。坡度預(yù)測(cè)策略通過(guò)計(jì)算所接收信號(hào)強(qiáng)度的一階導(dǎo)數(shù)來(lái)決策是否發(fā)起切換。這兩種策略的結(jié)合使用提高了移動(dòng)終端發(fā)起切換的效率，縮短了切換過(guò)程中處于無(wú)連接狀態(tài)的延時(shí)。
　　 (3)結(jié)合靜音檢測(cè)技術(shù)，提出了基于靜音幀自適應(yīng)調(diào)整的音視頻傳輸技術(shù)。使用

6、靜音幀傳輸帶寬，將視頻幀分包并通過(guò)靜音幀以捎帶的方式傳輸?shù)侥康牡刂?。同時(shí)使用OWD策略實(shí)時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬狀況，并自適應(yīng)地調(diào)整發(fā)送速率，以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。為提高音視頻傳輸質(zhì)量，本文分析了現(xiàn)有的音視頻傳輸?shù)膩G包恢復(fù)技術(shù)，并結(jié)合前向糾錯(cuò)(FEC)Reed-Solomon冗余編碼技術(shù)及交織恢復(fù)丟包技術(shù)，提出了二項(xiàng)式概率傳輸模型。該模型根據(jù)接收端回饋的結(jié)果計(jì)算需要編碼出的冗余包個(gè)數(shù)，使用交織技術(shù)將音訊冗余包與原始數(shù)據(jù)混合傳輸，有效地節(jié)省了帶寬資源。<

7、br>　　 (4)提出了3G324M協(xié)議中的控制協(xié)議H.245和多任務(wù)協(xié)議H.223的優(yōu)化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方案，并將該方案應(yīng)用于多方會(huì)議中。從而使得終端能夠接受和發(fā)送多路音視頻數(shù)據(jù)。為提高多方會(huì)議數(shù)據(jù)傳輸效率及控制效率，本文還提出了一種新穎而簡(jiǎn)單的快速實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)整跨平臺(tái)多方會(huì)議方案。該方案采用概率決策優(yōu)先權(quán)的方式，即服務(wù)器端根據(jù)各客戶端語(yǔ)音能量值和編碼數(shù)據(jù)大小計(jì)算其語(yǔ)音概率值，由語(yǔ)音概率值決策出當(dāng)前發(fā)言人，最后依據(jù)決策結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)語(yǔ)音包和視頻