流媒體qos控制研究及實(shí)現(xiàn)

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1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見(jiàn)解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果流媒體QoS控制研究及實(shí)現(xiàn)摘要本文針對(duì)目前流媒體技術(shù)的現(xiàn)狀，對(duì)提高流媒體服務(wù)質(zhì)量的兩種方案作了簡(jiǎn)單的介紹，并作了進(jìn)一步的分析與探討，最后筆者結(jié)合自身實(shí)際工作中的一個(gè)項(xiàng)目，介紹了對(duì)于改善流媒體QoS控制的策略。關(guān)鍵詞流媒體；QoS；傳輸質(zhì)量隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和人們需求的增加，單純依靠傳統(tǒng)“盡力而為”(best-effort)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)越來(lái)越不能滿足部分新興業(yè)務(wù)，如：VOD、遠(yuǎn)程教育、

2、視頻會(huì)議、實(shí)時(shí)監(jiān)控等實(shí)時(shí)性較高的需求，而流媒體傳輸采用流式技術(shù)，通過(guò)改變傳統(tǒng)傳輸需要將整個(gè)文件完全下載完畢后才能進(jìn)行觀看等不足，只需在啟動(dòng)時(shí)花費(fèi)幾秒或幾十秒的等待時(shí)間，以后即可進(jìn)行連續(xù)觀看，并在前臺(tái)進(jìn)行播放的同時(shí)，后臺(tái)繼續(xù)將文件剩余部分從服務(wù)器上源源不斷地下載到本地，保證了本地觀看的連續(xù)性。所謂流媒體是指將現(xiàn)場(chǎng)采集的音視頻或已錄制好的音視頻數(shù)據(jù)編碼后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地發(fā)送、傳輸、接收、解碼并播放的過(guò)程(其系統(tǒng)傳輸框架如圖1所示)。其基本流程是：通過(guò)將原始視音頻文件或現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)音視頻編碼成適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧鞲袷剑?/p>

3、儲(chǔ)存在流媒體服務(wù)器上，等待客戶的請(qǐng)示，或直接由流媒體服務(wù)器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播。當(dāng)流媒體數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸協(xié)議傳輸?shù)娇蛻舳撕筮M(jìn)行解碼并播放。目前流媒體技術(shù)已廣泛應(yīng)用課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見(jiàn)解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果于新聞發(fā)布、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告、信息插播、互動(dòng)游戲、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)電視、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等領(lǐng)域。圖1流媒體系統(tǒng)傳

4、輸框架圖按照傳統(tǒng)的先進(jìn)先出(FIFO)的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，所有的數(shù)據(jù)流都按照相同的服務(wù)等級(jí)來(lái)對(duì)待，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，這對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的流媒體傳輸來(lái)說(shuō)，顯然不能保證流媒體傳輸?shù)馁|(zhì)量，也不能較好地滿足用戶的要求。為了改變這一現(xiàn)狀，目前主要有兩種方案用于提高流媒體QoS(QualityofService)控制：①改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，使其保證流媒體傳輸質(zhì)量，如IntServ、DiffServ模型等，這一方式以目前網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模以及改造所需的成本來(lái)看，至少對(duì)現(xiàn)在來(lái)說(shuō)是不現(xiàn)實(shí)的。②在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)端系統(tǒng)的傳輸控制來(lái)最大限度

5、地提高流媒體傳輸質(zhì)量，這種方式不僅對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改造，而且對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的發(fā)展也具有重要的意義。本文主要針對(duì)第二種方案來(lái)研究流媒體QoS控制。　影響流媒體傳輸質(zhì)量的因素影響流媒體傳輸質(zhì)量的因素主要包含以下幾個(gè)：端到端的延遲：包括傳輸時(shí)延、傳播時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延。它是影響流媒體質(zhì)量最重要的因素之一。必須根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況，控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。時(shí)延抖動(dòng)：是兩個(gè)相鄰分組的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中由于經(jīng)過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)延遲產(chǎn)生的。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性，時(shí)延抖動(dòng)是沒(méi)法避免的，解決的方法通常是在接收端設(shè)置緩沖區(qū)，在

6、數(shù)據(jù)流到達(dá)后，并不立即播放，而是保存在緩沖區(qū)，等到規(guī)定播放時(shí)間到來(lái)才進(jìn)行播放。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見(jiàn)解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果丟包率：是指網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，數(shù)據(jù)流沒(méi)有及時(shí)到達(dá)接收端。這時(shí)丟失的數(shù)據(jù)包將直接影響到接收播放的質(zhì)量，一般情況下，丟包率不得超過(guò)1%。數(shù)據(jù)包的失序：每個(gè)數(shù)據(jù)幀都有一個(gè)序列號(hào)，以標(biāo)記在流中正確的序號(hào)。

7、在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中，由于數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)不同的線路或丟包等原因，致使數(shù)據(jù)的順序發(fā)生變化。解決的方法也是在接收端設(shè)置緩沖區(qū)，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組合，恢復(fù)原來(lái)的順序。改善流媒體傳輸質(zhì)量的途徑改善流媒體傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵就是要使系統(tǒng)保證有較好的QoS。因此，提高流媒體質(zhì)量可以從提高流媒體QoS控制上考慮。根據(jù)功能的不同，提高流媒體QoS控制大體上可以從擁塞控制、錯(cuò)誤控制和緩存機(jī)制幾個(gè)方面入手。(1)擁塞控制：主要是通過(guò)某種速度控制機(jī)制，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延和丟包率。目前主要有速率控制和速率整形兩種方式?；谒俾士?/p>

8、制機(jī)制主要包括基于源碼率的、基于接收者碼率的以及混合碼率控制?；谠创a率的控制機(jī)制主要是通過(guò)收集視頻傳輸反饋信息，動(dòng)態(tài)改變數(shù)據(jù)流的發(fā)送速率?；诮邮照叽a率的控制機(jī)制主要是通過(guò)接收到的數(shù)據(jù)流的情況，向應(yīng)用層反映相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息，動(dòng)態(tài)改變接收信道和播放效果?；旌洗a率控制結(jié)合二者的特點(diǎn)，動(dòng)態(tài)改變數(shù)據(jù)流的發(fā)送速率及數(shù)據(jù)接收信道，再達(dá)到最佳播放效果。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在