基于Linux的无线网络流媒体系统设计与开发

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随着互联网技术、信息技术和多媒体技术的不断发展,网络应用的种类越来越丰富,其中以流式传输为特点的流媒体系统逐渐成为研究的热点。同时,无线网络研究的发展以及嵌入式手持设备在各个领域的广泛使用,给流媒体应用的研究开辟了新的方向。因此,提出了运行在无线环境下的流媒体系统设计方案,旨在通过该方案对流媒体技术进行新的研究。   本文对流媒体网络传输和控制技术进行了研究和探讨。在网络传输方面,架构了一种基于服务器/客户端的网络传输模型,并在无线网卡驱动层提出了一种能大大提高小报文发送和接收能力的网卡驱动方案;在视频传输控制方面,也对传统控制算法进行了改进,从而使得视频数据更适应网络传输环境。   在无线网卡传输模块中,针对网卡驱动层出现的接收以及发送端在小包文数据处理上出现的传输瓶颈,提出了基于NAPI机制的中断接收方案,该方案使得原来中断CPU占用率的20%降低到7%左右;同时为了缓解接收层拷贝所带来的大量CPU开销,提出了一种零拷贝的接收方案,从而大大提高了网卡驱动层的收发能力,能够为主机CPU占用降低10%。在发送模块中,为了避免于小包文发送情况下卡端与主机频繁通信所带来的系统开销,提出了一种包模式和块模式的切换发送思想,该方案实验证明在IP层小报文转发可以增强50%的发送能力。   在基于服务器/客户端的传输模型中,实时传输和控制协议的优化是模型实现的重点所在,它对提高系统的网络适应能力有着关键性的作用。文中就传统算法进行了一个分析,进而提出了一种高平滑、强适应性的实时控制算法,有效地提高了视频传输系统对网络环境的适应性。   在无线网卡驱动完成移植的基础上,就设计的服务器/客户端传输模型以及其改进的优化反馈控制方案进行了系统整体方案验证。实验表明系统运行稳定,数据收发性能良好,实现了系统设计要求,画面播放速率为25pfs.
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