多媒体会议服务质量优化方法研究

发布时间：2018-04-19 07:55

本文选题：多媒体会议 + 移动视频分发　；参考：《北京邮电大学》2014年博士论文

【摘要】：多媒体会议是当前互联网流媒体的“重量级”应用,而视频服务由于其高吞吐量、低延迟、差错敏感等特征,是多媒体会议服务质量优化的关键难题。随着异构无线网络基础设施的快速发展与智能移动终端的普及,整合多种无线接入网络的带宽优化移动视频传输服务质量成为近年来研究热点问题。由于无线信道状态的复杂多变以及视频服务的严格质量要求,如何有效利用异构无线网中有限的信道资源优化多媒体会议的视频服务质量是亟待解决的难题。针对异构无线网络环境下移动视频的并发传输质量优化问题,本论文在以下几个方面进行了较深入的研究： 1.无线信道状态多变所造成的带宽波动、突发丢包等问题会大幅度降低带宽整合的有效性并造成视频流数据的丢失或过期。已有的带宽整合算法主要通过被动增加前向纠错编码(FEC)冗余度增强数据保护,然而在路径突发丢失情况下该方法性能下降十分严重,并且FEC冗余度会同时增大端到端延迟。因此,本文提出一种容错性的带宽整合算法主动利用异构无线网的信道差异性克服路径突发丢失,将视频信道失真最小化,该方法主要包括三个步骤：1)FEC冗余度计算；2)多路径传输速率分配；3)数据包间隔传输。 2.针对高清视频流传输延迟过大问题,提出一种新的视频帧分段传输方法。该方法基于网络微积分构建视频流的多路径分配问题使端到端延迟最小化,并且使用注水算法求出各路径流量分配比例。基于所求出的动态比例,各分视频帧段经多路径传输后在接收端进行重组以有效降低端到端延迟,优化视频质量。所提出方法的主要创新之处在于所使用的分段传输方法区别于现有的基于视频帧或者图像组级别的调度方式。 3.现有的联合信源信道编码方式的主要问题是将通信终端之间的网络视为单一的传输链路,而在多接入网络可用的情况下该问题更为复杂,因为并发传输过程中选择不可靠的无线接入网络会严重降低视频质量,同时造成移动终端电量以及带宽的浪费。为解决该问题,本文提出一种基于动态速率分配的联合信源信道编码方式,该方法包含三个主要步骤：1)根据视频应用可容忍的传输丢失率调整前向纠错编码的冗余度；2)基于端到端传输的延迟上限调整视频编码速率；3)进行动态视频流多路径分配使端到端的视频失真最小化。该方法主要特点是能在移动视频分发过程中动态选择最优的接入网络组合优化视频质量。 4.提出一种基于应用层子分组的多路径负载分配模型,优化实时多媒体数据流的数据包总延迟。现有的负载分配方法未充分考虑路径延迟之间的差异性,因此造成端到端延迟增大或数据包之间的乱序。为有效整合各通信链路带宽,克服路径之间的差异性,本文使用逐步逼近法对负载分配的优化问题进行求解,并且基于D/M/1模型对链路的排队延迟进行分析,得出各路径子分组的分配比例。实验结果表明所提出的方法能有效降低端到端延迟并避免数据包乱序。上述所提出的方法均在仿真平台上使用实时视频流进行大量实验进行性能分析,实验结果验证了所提出方法的可行性以及优越性,对于保障异构无线网环境下多媒体视频的传输质量提供了可参考的有效解决方案。
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【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN948.63

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