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基于单播的IPTV快速频道切换系统的研究与实现

作　者: 邵卫宾
导　师: 杜明辉
学　校: 华南理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: IPTV 频道切换缓存服务器单播
分类号: TN949.292
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
引　用: 1次
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内容摘要

互联网协议电视(IPTV)服务由于其互动性的增强,可以增加ARPU值,有利于保留用户,降低离网率,将为通信和媒体服务提供商带来新的利润增长点。但IPTV频道切换时延较长的缺陷极大地降低了用户体验度。本文提出一种通过在网络中增设缓存服务器进行快速频道切换的方案,结合利用单播与多播技术,既考虑带宽的限制,又最大限度地提高频道切换的效率,可以达到1s以内的较高标准。本文对现有的IPTV网络组织结构做出了概述,分析了网络架构和各组成部分,介绍了所涉及到的通信协议,并对IPTV关键技术进行了说明。对现有的频道切换时间的各组成部分进行了统计和研究,归纳出三个影响频道切换时延的主要因素,包括多播切换时延、等待关键信息时延和客户端缓存时延,指出其中影响最大的环节是等待关键信息的时延。本文对已有的几种快速频道切换方案进行了介绍,并分析了其优缺点,进而提出本文的方案。对方案的网络结构进行了详细描述,介绍了各个组成部分及其功能。方案使用了针对快速频道切换的基于单播的通信协议,对其中的数据包结构进行了说明。基于linux平台实现了方案中的客户端和缓存服务器端,对各个部分的设计进行了阐述,描述了系统的工作流程。使用网络损伤仪搭建了模拟的现实IPTV网络环境,对客户端和缓存服务器进行了测试,记录和分析了频道切换的时间,证明其高效的切换效率。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-16
  1.1 IPTV 业务概述  11-13
    1.1.1 IPTV 的技术优势  11
    1.1.2 IPTV 的运营模式  11-12
    1.1.3 IPTV 的发展态势  12-13
  1.2 快速频道切换的意义  13-14
  1.3 本文的组织结构和主要工作  14-16
第二章 IPTV 相关技术介绍  16-28
  2.1 IPTV 的组成结构  16-18
    2.1.1 前端系统  16
    2.1.2 传送网络  16-17
    2.1.3 接收系统  17-18
  2.2 IPTV 所涉及的网络通信协议  18-25
    2.2.1 TCP 协议和UDP 协议  19-20
    2.2.2 RTP 协议和RTCP 协议  20-23
    2.2.3 RTSP 协议  23-25
  2.3 IPTV 关键技术  25-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章频道切换时间分析  28-33
  3.1 传统IPTV 频道切换流程  28
  3.2 影响频道切换时间的因素  28-30
  3.3 视频系统中的延时因素  30-32
    3.3.1 MPEG-2 Transport Streams 概述  30
    3.3.2 关键信息时延  30-31
    3.3.3 视频系统中的缓存时延  31-32
  3.4 关键因素  32
  3.5 本章小结  32-33
第四章几种快速频道切换方案  33-39
  4.1 使用硬件增强IGMP 报文处理能力  33-34
  4.2 组播流快速离开  34
  4.3 附加频道切换码流图像  34-35
  4.4 相邻频道预置IGMP 消息  35-36
  4.5 静态加入组播组  36-37
  4.6 本章小结  37-39
第五章快速频道切换方案设计  39-49
  5.1 原理介绍  39
  5.2 快速频道切换流程  39-46
    5.2.1 网络结构  39-40
    5.2.2 快速频道切换流程  40-42
    5.2.3 所使用的包结构  42-45
    5.2.4 信息流  45-46
  5.3 速率控制  46-48
  5.4 本章小结  48-49
第六章快速频道切换系统设计与实现  49-64
  6.1 开发环境的选择与搭建  49-50
  6.2 缓存服务器  50-56
    6.2.1 功能  50
    6.2.2 模块框图  50-51
    6.2.3 缓存服务器工作流程  51-52
    6.2.4 各模块的主要设计  52-56
  6.3 接收端  56-63
    6.3.1 功能设计  56
    6.3.2 客户端工作时序图  56-57
    6.3.3 功能模块框图  57-58
    6.3.4 各模块设计  58-63
  6.4 本章小结  63-64
第七章仿真实验结果与分析  64-77
  7.1 实验环境和测试目的  64-66
  7.2 实验用例  66
  7.3 实验结果  66-75
    7.3.1 频道切换时间测试结果  66-72
    7.3.2 速率测试结果  72-75
    7.3.3 主观测试结果  75
  7.4 实验结果分析  75-76
  7.5 本章小结  76-77
结论  77-78
参考文献  78-81
攻读硕士学位期间取得的研究成果  81-82
致谢  82

基于单播的IPTV快速频道切换系统的研究与实现

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