基于自适应流媒体的信道编码技术、传输机制以及QoE评价模型的研究

发布时间：2017-05-27 08:21

  本文关键词：基于自适应流媒体的信道编码技术、传输机制以及QoE评价模型的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文研究了HTTP自适应流媒体的信道编码技术、自适应流媒体传输机制及流媒体业务的QoE (Quality of Experience)评价模型。论文的主要内容可以分为三个部分：针对自适应流媒体技术的非对等错误保护(Unequal Error Protection, UEP)信道编码的研究；基于该UEP信道编码方案的自适应流媒体传输机制的研究；以及对包括恒定速率(Constant Bitrate, CBR)和自适应速率在内的流媒体业务质量的QoE评价模型研究。DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)等自适应流媒体技术的提出及演进为用户提供了更为优质的流媒体业务播放体验,因此对DASH技术方案进行优化和改进,定量地分析和预测用户对DASH业务的主观感知,用以帮助DASH技术的进一步提升是极其重要的。本文首先介绍DASH等自适应流媒体技术的基本特征并讨论了DASH技术存在的缺陷以及改进的可能。接下来围绕DASH技术存在的缺陷以及H.264/SVC (Scalable Video Coding)分层信源编码的思想,提出了具有UEP特性的无比率信道编码方案,并基于该方案设计了新型的自适应流媒体传输机制。此外,本文还展开了对CBR流媒体业务和DASH业务的QoE评价算法的建模,并将对DASH的QoE研究应用于DASH技术的管理和优化。本论文的主要创新点包括以下几个部分：1、提出一种基于UEP的应用层信道编码方案：UEP LT (Luby Transform) Code。该编码方案对不同重要等级的数据采取了不同程度的保护措施。经过理论分析和仿真验证,本文提出的UEP LT Code编码方案能够以很小的编码开销为代价保证具有不同重要等级的数据在解码成功率和解码优先级上具有很好的分离度。2、基于上述提出的UEP LT Code信道编码方案,并结合H.264/SVC信源分层编码方案,本文提出了一种新型的自适应流媒体传输模型HASUR (HTTP Adaptive Streaming based on UEP Rateless Code)。HASUR模型节省服务器存储空间、无需预测网络带宽,不但克服DASH机制存在的不足,而且能够保证媒体流对网络环境的变化具有很好的自适应性。此外,由于信道编码方案的UEP特性,HASUR模型能够对网络丢包具有很强的抵抗能力。通过与DASH和HLS (HTTP Live Streaming)业务进行性能仿真,仿真结果表明在单用户场景下,HASUR模型能够为用户提供更加流畅更加清晰的业务体验。3、本论文展开了对自适应流媒体业务质量的QoE研究。比较和讨论了DASH业务相比于CBR业务对用户体验带来的提升。在此基础上分别提出针对CBR业务和DASH业务的QoE客观评价模型,来准确地预测用户对于两种业务的主观感知。基于上述QoE研究,本文还提出一种QoE驱动的带宽自适应策略,用以提高DASH的业务性能。
【关键词】：DASH UEP 无比率信道编码 自适应传输机制 QoE客观评价模型 QoE管理
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.8;TN911.22
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 DASH发展概述及主要技术特征12-14
• 1.3 流媒体业务QoE研究概述14-16
• 1.4 自适应流媒体技术研究概述16-17
• 1.5 论文主要贡献及结构安排17-22
• 1.5.1 论文主要贡献17-18
• 1.5.2 论文章节安排18-22
• 第二章 自适应流媒体技术的基本原理22-34
• 2.1 DASH技术22-27
• 2.1.1 DASH技术的基本特征22-25
• 2.1.2 DASH的编码方案和带宽估计机制25-27
• 2.2 DASH业务与CBR流媒体业务27-31
• 2.2.1 实际网络环境下的测试样本集建立及人群主观测试27-28
• 2.2.2 DASH业务与CBR业务的QoE性能比较28-31
• 2.3 DASH技术的缺陷31-32
• 2.4 章后小结32-34
• 第三章 UEP无比率信道编码技术的研究34-60
• 3.1 H.264信源编码技术34-41
• 3.1.1 H.264/AVC编码技术研究概述34-37
• 3.1.2 H.264/SVC编码技术研究概述37-40
• 3.1.3 H.264/SVC和AVC编码技术的优缺点40-41
• 3.2 针对分层编码的UEP RATELESS CODE技术方案41-51
• 3.2.1 研究点背景41-42
• 3.2.2 Rateless Code技术简介42-45
• 3.2.3 Rateless Code度分布研究45-48
• 3.2.4 UEP Rateless Code编码设计48-51
• 3.2.5 研究点小结51
• 3.3 UEP RATELESS CODE技术方案性能分析51-58
• 3.3.1 开销分析51-53
• 3.3.2 解码成功率性能分析53-56
• 3.3.3 解码优先级性能分析56-58
• 3.3.4 结论58
• 3.4 章后小结58-60
• 第四章 基于UEPLT CODE的HTTP自适应流媒体传输机制的研究60-70
• 4.1 研究点背景60-61
• 4.2 自适应流媒体传输模型建立61-64
• 4.3 仿真模型和结果分析64-67
• 4.3.1 仿真环境建立64-65
• 4.3.2 仿真结果分析65-67
• 4.4 研究点小结67-70
• 第五章 自适应流媒体业务的QoE研究70-98
• 5.1 研究点背景70-71
• 5.2 CBR流媒体业务QoE评价模型71-82
• 5.2.1 QoE影响因素提取71-76
• 5.2.2 QoE评价模型建立76-79
• 5.2.3 性能评估和结果分析79-82
• 5.2.4 研究点小结82
• 5.3 自适应流媒体业务QoE评价模型82-94
• 5.3.1 QoE损伤因素分析及提取83-87
• 5.3.2 QoE损伤函数建立87-92
• 5.3.3 QoE评价建模及性能分析92-94
• 5.3.4 研究点小结94
• 5.4 基于QoE的DASH带宽自适应策略94-96
• 5.4.1 QoE驱动带宽自适应策略94-95
• 5.4.2 仿真结果和分析95-96
• 5.5 研究点小结96-98
• 第六章 结束语98-102
• 参考文献102-112
• 附录 缩略语表112-116
• 致谢116-118
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录118-119

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