无线流媒体传输的服务质量关键问题研究

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无线技术的发展,使得无线环境乃至移动环境下开展流媒体业务逐渐成为现实。但是无线网络和有线网络的拥塞、无线信道高的误码率和时变特性、网络和终端用户的异构性、终端待机时间和便携性的要求等使得无线网络中流媒体传输能力受到限制。如何合理的利用网络资源、有效控制传输中的拥塞和错误、为用户提供尽可能满意的服务质量、提高运营商的收益是无线流媒体传输服务质量研究的关键问题。本文在系统地分析流媒体传输特点和已有无线流媒体服务质量保障机制优缺点的基础上提出了一种端到端的无线网络下流媒体服务质量框架,介绍了其中的每一个重要模块。并对其中的错误控制机制、拥塞控制机制、服务质量映射算法等进行了详细描述:1)拥塞控制机制。在拥塞控制中将链路层的服务质量指数映射为所需要的带宽。并根据网络条件的变化自适应调整服务质量指数要求。另外,针对传统的拥塞控制机制将所有丢包都判断为拥塞所致的不足,提出了一种更加有效的无线流媒体拥塞控制机制。首先判断丢包原因,如果为误码所致则不进行拥塞控制;如果两种原因都有,则根据拥塞导致的丢包率估计带宽。所依据的带宽估计更加准确,从而使得拥塞控制更加有效。2)错误控制机制,针对传统的错误控制机制根据丢包率高低单调增加冗余信息错误控制同时可能造成网络拥塞的缺陷,一些控制策略根据经验值增加冗余信息无法达到较理想的错误控制效果的不足以及混合的ARQ/FEC机制对网络条件要求苛刻和算法复杂等缺点。根据流媒体内容重要性的不同和网络条件的变化自适应调整数据包和冗余包的比例。并且将错误控制中数据包和冗余包的分配比例映射为接收端失真减小的量。使得错误控制的结果是在当时网络条件下失真最小。3)服务质量映射算法,服务质量在传输协议的各个层通过不同的参数进行衡量,我们最终关心的是在终端用户感知的视觉质量。底层服务质量如丢包率、包的延时和延时抖动等的改进在一定程度上能够提高最终的视觉质量。但是应用层服务质量的改善跟底层的服务质量之间没有必然的联系。因此,我们进行了流媒体服务质量映射算法的研究,将底层可以感知或可以模拟的服务质量映射为最终的图像失真或峰值信噪比等。服务质量映射的另一个应用是将链路层服务质量的要求翻译成所需要的带宽。
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