无线环境下基于DASH的流媒体传输算法研究与系统实现

发布时间：2020-03-19 04:10

【摘要】：音视频业务需求的快速增长促进了流媒体技术的不断发展。由于无线网络吞吐量的变化存在随机性,传统的流媒体技术已经很难满足无线视频用户的业务需求。基于MPEG-DASH的流媒体技术凭借其良好的兼容性和灵活性,自诞生以来就受到了业界的广泛关注。DASH客户端可以自适应地从HTTP服务器下载多种码率版本的媒体切片,为视频内容的高效传输和流畅播放提供可靠保障。本文首先介绍了流媒体传输技术的发展和MPEG-DASH标准的主要内容。其次,针对现有基于MPEG-DASH的码率自适应算法在无线网络中码率切换频率高和码率平均值低的问题,提出一种基于带宽和缓存联合控制的码率平滑切换算法。该算法主要由两部分组成:带宽检测机制和码率决策机制。带宽检测机制利用滑动窗口捕获最近一段时间内历史切片的下载信息检测带宽波动情况,并计算不同波动情况下的带宽预测值。码率决策机制综合考虑波动情况和缓存状态平滑可用带宽,接着采取相应的调整策略完成对切片码率的选择。本文还根据流媒体用户的QoE影响因素,确定了码率自适应算法的QoE评价指标及其统计函数。通过在单客户端独占链路场景和多客户端共享链路场景下分别对算法的性能进行仿真,本文得出实验结论,与基于模糊的码率自适应算法和基于吞吐量调节的码率自适应算法相比,所提算法不仅可以提高视频平均码率,而且可以有效减少在网络吞吐量剧烈波动和多客户端竞争带宽情形下的视频码率抖动。为了验证该算法的实际效果,本文采用服务器/客户端结构,设计并搭建了一个基于MPEG-DASH的流媒体传输系统,服务端使用Apache分发和存储视频片段及相关配置文件,DASH客户端则通过Android应用程序实现网络监测,码率选择,用户界面交互和视频播放等功能。最后,通过将所提算法集成到客户端,利用流量整形工具测试了本文所提算法的自适应效果。测试结果与仿真结果基本一致,表明码率平滑切换算法可以为无线流媒体用户提供更好的体验质量。
【图文】：

RTSP/RTP协议层次图

HTTT自适应流媒体传输过程示意图
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5

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