基于主動網(wǎng)絡(luò)的視頻分級傳輸研究.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，單純的數(shù)據(jù)傳輸再也不能滿足人們的需要了，多媒體尤其是視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸正受到越來越多的關(guān)注。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相比，視頻傳輸不僅要求網(wǎng)絡(luò)有更高的帶寬，而且要求網(wǎng)絡(luò)時(shí)延控制在一定范圍之內(nèi)，但允許存在一定數(shù)量的丟包。不幸的是，目前的“盡力而為”型IP 網(wǎng)絡(luò)不能提供這種流媒體傳輸?shù)娜魏畏?wù)質(zhì)量保證。另一方面，隨著上網(wǎng)人數(shù)的急劇增加和接入手段的多樣化，網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性也顯得越來越突出。不同終端用戶的處理能力、鏈路帶

2、寬、線路可靠性等都不盡相同。網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)淖罱K目標(biāo)就是為這些異構(gòu)用戶提供滿足其QoS 要求的視頻質(zhì)量。 目前對于網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸已出現(xiàn)了各種不同的解決方案，如基于源的自適應(yīng)速率控制方案和基于接收端的聯(lián)播、分層多播等視頻傳輸機(jī)制，但這些方案基本上都遵循網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)原則，采取基于端到端的擁塞控制和差錯控制機(jī)制，而沒有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的參與，從而導(dǎo)致會話管理困難、擁塞控制盲目、反饋爆炸等一系列問題，而且難以在用戶之間達(dá)成公平。 針對這些

3、問題，本文在詳細(xì)討論了視頻多播、IP 網(wǎng)絡(luò)QoS 和主動網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，對IP 網(wǎng)絡(luò)通信中的視頻編碼與傳輸進(jìn)行了深入的研究，較好地解決了網(wǎng)絡(luò)視頻多播中存在的一些主要問題。論文的主要工作和研究成果包括： （1）針對MPEG-4 精細(xì)粒度可分級編碼以及基于位平面DCT 編碼的FGS 編解碼器的特點(diǎn)，分析了MPEG-4 FGS 的特性對多播方案的影響，采用MPEG-4 FGS 編碼方案作為本文分級傳輸壓縮視頻的獲取途徑。由于在FGS 編

4、碼方案中，增強(qiáng)層的視頻流可以在任意點(diǎn)截?cái)?，終端用戶可以接收到最合適的視頻質(zhì)量，這在給異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)視頻多播帶來靈活性的同時(shí)也提高了網(wǎng)絡(luò)的利用效率。 （2）提出了一種新的基于主動網(wǎng)絡(luò)的視頻分級傳輸解決方案SVM-AN。通過主動網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)的處理能力，在保證接收端能接收到基本層碼流的前提下，過濾掉高于預(yù)約視頻質(zhì)量的優(yōu)先級較低的部分增強(qiáng)層碼流，以適應(yīng)異構(gòu)用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬和處理能力，滿足其不同等級的QoS 要求。同時(shí)，主動節(jié)點(diǎn)的引入，通過合并下

5、游節(jié)點(diǎn)的視頻質(zhì)量申請和反饋信息，有效地抑制了反饋爆炸，提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力。 （3）SVM-AN 方案采用接收端驅(qū)動的分布式主動擁塞控制機(jī)制，在解決網(wǎng)絡(luò)擁塞的同時(shí)使異構(gòu)用戶獲得了盡可能公平的服務(wù)質(zhì)量。通過監(jiān)測往返時(shí)延和丟包率，每個(gè)視頻接收端獨(dú)立地估計(jì)其上游虛鏈路的TCP 友好可用帶寬，從而動態(tài)決定其訂閱視頻的質(zhì)量。 仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的端到端的接收端驅(qū)動的分層多播相比，本文提出的SVM-AN 方案簡化了多播會話管理，避