无线实时流媒体通信网络性能的仿真研究

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WWW和流媒体是现今Internet上最流行的两种应用。通过WWW网络用户可以很迅速、方便地取得丰富的信息资料,包括数字音频和视频文档资料。近年来,流式网络多媒体正获得越来越广泛应用,吸引了科学界和工业界的广泛注意。与此同时,无线通信技术的发展对人们如何看待网络产生了革命性的影响。无线通信使人们摆脱了物理连线的限制,无线Internet接入已经得到广泛的应用。在任何环境下的自由漫游对用户具有极大的吸引力,同时无线移动用户也希望享有传统(有线)互联网用户全部的网络功能。无线移动网络真正为用户提供了随时、随地访问任何网络资源的可能性。在无线移动互联网络(Wireless Mobile Internet)技术的发展过程中,一个自然的步骤就是把这些技术结合起来,支持无线WWW和无线多媒体。流媒体实时播放为远程用户提供身临其境的效果。传统的Internet协议在无线网络中性能明显下降是一个受到广泛关注的问题。无线移动网络是一个动态的环境:无线移动通信的特性包括信道带宽有限,高误码率,不稳定的、随时间动态变化的信道质量(Channel Conditions),结点移动(Node Mobility),多个用户对共享信道的竞争,来自共享信道的其他结点用户的无线信号干扰等。无线通信的这些特性使得我们在无线网络环境下为实时流媒体应用提供QoS保证面临新的、严峻的挑战。本文通过NS仿真的方法研究在IEEE802.11g无线Ad Hoc网络环境下MPEG-4流媒体的性能。首先我们深入分析和探讨IEEE802.11g WLAN支持实时流媒体应用时网络性能瓶颈。在此基础上,我们提出了一种改进无线流媒体通信性能的方案,称为“主动弃帧策略”。具体地说,当无线通信信道质量下降时,流媒体发送方(服务器)根据MPEG编码的原理主动丢弃部分MPEG帧,以减少通信负载,确保I-帧和P-帧的可靠、成功传输,为接收方用户提供高的播放质量。最后,我们利用NS-2仿真工具进行了一系列的仿真验证实验。结果表明这一改进策略显著改进了无线流媒体的性能。
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