论文部分内容阅读
随着技术的进步与人们需求的提高,互联网正飞速发展,多媒体业务流量已经成为网络中的主体流量,如何在满足消费者日益增长的视频观看需求的同时提高网络带宽资源的利用效率是一个非常重要的研究课题。这些研究可以分为三种方向,第一种是对于可变伸缩编码(SVC)视频编码方式的研究,核心是通过分层编码方式适应不同场景下的应用需求(带宽不同、屏幕尺寸不同或计算能力不同);第二种是对于动态自适应流(DAS)视频传输机制优化的研究,核心是由客户端根据收集到的状态信息、用户需求以及优化目标动态自适应地请求指定码率的视频码流;第三种是对于新型的命名数据网络(NDN)的研究,核心设计思想是在获取网络资源时关注于内容本身而非位置,其网内缓存与多路特性更适用于海量视频分发与获取的需求。由于传统IP网络的端到端传输机制使得在IP之上的视频传输与优化逐渐遇到瓶颈,并且无法充分发挥新型视频编码方式与传输机制的优势。鉴于NDN的日益完善以及DAS与SVC的技术成熟,设计与搭建基于NDN的视频传输系统不仅是对NDN的功能论证与应用补充,也是对新型视频传输机制的一种探索。因此,本文针对NDN中动态自适应流媒体传输与优化开展了广泛且深入的研究,主要的工作成果如下:1)对比分析了 IP与NDN在视频传输机制与优化上的异同,设计了基于NDN架构的以SVC为编码方式的DAS传输系统模型。2)基于李雅普诺夫最优化理论,将基于NDN架构的以SVC为编码方式的DAS传输系统模型抽象并建模为一种排队论模型,并在不同的网络模型假设下提出了两种不同的基于李雅普诺夫最优化理论的动态自适应流媒体传输优化算法。3)设计与实现了基于NDN架构的以SVC为编码方式的DAS传输系统模型的实验平台NDP(NDN DAS Platform),包括架构设计、模块设计、工作流程以及相关技术细节。4)为了验证设计的视频传输模型与动态自适应传输优化算法,分别设计了基于ndnSIM仿真实验平台的实验与基于NDP真实平台的实验,并通过与其他自适应算法的实验结果进行对比,验证了本文设计的视频传输模型的可行性与动态自适传输应优化算法的性能。