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流媒体缓存播放自适应控制算法研究

作　者: 孙新
导　师: 薛建生
学　校: 辽宁大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 流媒体自相似时延抖动预留资源
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着计算机网络通信技术的发展,网络上承载的业务已经从过去仅仅提供单一的语音业务,变成了可以提供集语音业务、数据业务和流媒体业务于一体的多媒体业务,其中流媒体业务是多媒体业务中最重要的一种,并且此业务的应用也越来越广泛。流媒体业务广泛的应用带来了用户对其质量要求的提高。流媒体业务在传输的过程中,既要保证它的时效性,也要保证它的传输的数据的量。但是,近些年来,大量研究中表明,网络上传输的业务流在较大的时间尺度上,是具有自相似特性的。这种自相似的特性会使得流媒体业务流存在较强的突发性,并且这种突发性会持续一定的时间。也就是说,如果某一区间内的业务平均流量值较大,下一个区间的业务平均流量值也可能较大,如果某一区间内的业务平均流量值较小,下一个区间的业务平均流量也可能较小。网络的自相似特性的存在,会造成时效性与数据的量两方面无法得到保证,严重影响了流媒体业务的播放质量。存在的自相似特性是影响流媒体业务播放质量的重要因素。所以,为了保证流媒体业务的传输质量和其在终端的播放质量,很多相应缓存播放自适应控制技术由此而生。但是,当前现存的控制算法与技术并没有充分考虑到网络中业务流存在着的自相似特性而带来的数据突发性。这种数据的突发性会使原有的技术算法无法发挥良好的控制效果,不能较好的平滑网络产生的时延抖动和抑制缓存溢出,无法保证流媒体业务的播放质量和良好的用户体验。针对原有相应的控制算法无法很好地适应自相似特性的情况,本文提出了以下两点主要工作:第一,本文设计了一种基于动态双门限的自适应播放速度调整算法。这种算法在原有方法的基础上可以更好的自适应网络业务流特性的变化,引入了滑动的双门限,可以更好地平滑由于自相似特性存在的网络的数据突发带来的时延抖动,将播放速度的变化幅度减小,尽量维持缓存的占用率在一个较为平稳的状态,实现了流媒体业务的自适应的播放,对流媒体业务所要求的时效性特征做出了保证,提高了流媒体业务的播放质量。第二,设计了一种基于预留资源的动态缓存自适应控制算法。由于网络本身存在着自相似特性,这样会增加缓存溢出的可能性。在改变了原有静态分配缓存方式的固有概念,将缓存的分配设计成动态的。这样可以灵活地将缓存溢出的数据进行保存,对流媒体业务的数据的量做出了保证,提高流媒体业务的播放质量。同时,动态的缓存可以提高缓存的利用率,自适应业务流的变化,降低数据的丢帧率。最后,将以上提出的两个设计算法进行了实验。实验结果表明,基于动态双门限的自适应播放算法可以更好的自适应网络状态的变化,平滑网络的时延抖动,保证流媒体所要求的时效性。基于预留资源的动态缓存自适应控制算法,在网络突发产生溢出时,可以降低丢帧率,保证流媒体业务数据的量。

流媒体缓存播放自适应控制算法研究

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