基于广播监听的协同化移动流媒体性能优化技术研究

发布时间：2017-05-23 13:02

  本文关键词：基于广播监听的协同化移动流媒体性能优化技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着移动设备性能的不断提升以及4G时代的到来,移动互联网开始受到学术界和工业界的广泛关注。流媒体服务作为互联网上的杀手级应用(Killer Application),由于其带宽高,实时性强等特点也成为移动互联网上非常具有挑战性的主流服务之一传统的移动流媒体服务通常使用基站式(base-station-to-device, B2D)的接入方式,但这种方式会随着用户对视频带宽需求的不断提高而造成网络瓶颈,并且在移动服务环境中,会因为基站的不断切换而导致服务瞬时中断,同时会因为用户与基站之间的距离问题而导致服务不稳定。为了解决上述问题,项目组设计并实现了一个“面向智能手机的协同化移动流媒体系统”,该系统通过将手机的WiFi接口进行互联,形成一个移动自组网,手机可以在自组网内进行视频数据的分发与共享。同时该系统还支持移动蜂窝网络,当本地数据无法满足需求时,将自动通过B2D的方式从基站获取数据。在进行视频数据传输时,系统使用广播监听机制,减少了冗余报文的多次传输,降低了本地数据传输开销。在“面向智能手机的协同化移动流媒体系统”中,无线通信的可靠性和协同式缓存的设计是影响其性能的两个重要因素,可靠性较低的通信机制会影响数据传输的成功率,没有有效的缓存机制会使得节点之间无法互相协助。为此,本文针对无线广播传输的性能和缓存预取技术这两个问题展开了研究,论文的主要工作如下：1)基于RS编码的广播监听机制。在IEEE802.11的MAC层中,单播传输通过引入RTS/CTS反馈机制来解决隐藏终端所带来的冲突问题,但广播传输却没有反馈机制,所以在无线环境中广播的可靠性较低。针对该问题,论文提出了一种基于纠删码的无线网络广播传输方案,并从优化网卡传输速率、编解码及序列化时间等角度进一步给出了优化实现机制,在此基础上,结合网络链路的动态性建立了基于反馈的动态编码优化机制。实验结果表明,该机制有效提升了广播传输效率及系统整体性能。2)基于广播监听的数据预取机制。用户在观看视频时,会根据用户的喜好进行跳跃式(VCR)的观看,大量的VCR操作增加了用户的等待延迟。针对该问题,论文提出了一种基于广播监听的数据预取策略,通过关联规则挖掘算法寻找用户播放行为之间的联系,在此基础上,结合无线多跳环境的特性,对监听到的数据块进行有效的预取。实验结果表明,该机制不仅提高了系统整体的缓存命中率,减少了节点与流媒体服务器的通信次数,也有效节约了手机的磁盘空间以及流量的开销。
【关键词】：移动流媒体 广播监听 RS编码 数据预取 关联规则挖掘
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.8
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 背景介绍14-15
• 1.2 移动流媒体技术15-17
• 1.3 移动流媒体系统的现状和挑战17-18
• 1.4 研究工作及主要内容18-19
• 1.5 本文组织结构19-21
• 第二章 相关工作21-36
• 2.1 流媒体服务系统架构技术21-24
• 2.1.1 流媒体服务模式21-23
• 2.1.2 移动流媒体网络接入模式23-24
• 2.2 基于智能手机的协同化移动流媒体系统24-28
• 2.3 视频数据预取28-31
• 2.3.1 视频点播服务28-29
• 2.3.2 相关工作29-31
• 2.4 基于广播监听的流媒体数据缓存与分发协议31-36
• 2.4.1 无线传输的广播特性31-32
• 2.4.2 基于UDP广播的数据分发协议32-36
• 第三章 基于RS编码的广播监听机制36-54
• 3.1 问题分析36-38
• 3.2 相关工作38-41
• 3.2.1 纠删码介绍38-39
• 3.2.2 Reed-Solomon编码介绍39-41
• 3.3 基于RS编码的广播监听机制实现41-48
• 3.3.1 设计思路与流程41-44
• 3.3.2 数据块大小选择44-45
• 3.3.3 基于RS编码的广播监听机制性能优化45-47
• 3.3.4 将RS编码结合到UDP广播数据分发协议的优点47-48
• 3.4 实验结果及性能分析48-53
• 3.4.1 发送时间48
• 3.4.2 优化广播发送速率48-50
• 3.4.3 单跳环境下实验场景和结果50-51
• 3.4.4 多跳环境下实验场景和结果51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 基于广播监听的数据预取机制54-66
• 4.1 视频数据预取54-55
• 4.1.1 问题描述54-55
• 4.1.2 基于广播监听的数据预取机制设计难点55
• 4.2 关联规则挖掘算法与实现55-59
• 4.2.1 关联规则挖掘55-57
• 4.2.2 PSON算法57-59
• 4.3 基于广播监听的数据预取机制设计与实现59-62
• 4.3.1 PBBL预测算法59-61
• 4.3.2 PBBL算法中OR的取值61
• 4.3.3 系统设计模型61-62
• 4.4 实验结果及性能分析62-65
• 4.4.1 训练时间62-63
• 4.4.2 PBBL算法预测时间63
• 4.4.3 命中率测试63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 本文总结66-67
• 5.2 前景展望67-68
• 参考文献68-72
• 简历与科研成果72-73
• 致谢73-74

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1 申s

本文编号：387992