基于异构网络的视频流数据传输

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目基于异构网络的视频流数据传输专业学位类别工程硕士学号201122060517作者姓名丁林波指导教师罗光春教授分类号密级UDC注1学位论文基于异构网络的视频流数据传输（题名和副题名）丁林波（作者姓名）指导教师罗光春教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称计算机技术提交论文日期2014.03.2

2、1论文答辩日期2014.05.22学位授予单位和日期电子科技大学2014年6月29日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。VIDEOSTREAMINGTRANSMISSIONBASEDONHETEROGENEOUSNETWORKAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ComputerTechnologyAuthor:LinboDingAdvisor:GuangchunLuoProfSchool:Scho

3、olofComputerScience&Engineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查

4、阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着网络速率的不断提高，在智能手机上各种视频相关应用不断出现，功能也越来越强大，对视频流的传输质量要求也越来越高。为了获得更高的传输质量，研究如何更有效地在异构网络上进行视频流传输显得十分必要。对视频质量的优化通常是从视频编码的角度进行的，而不关心视频流数据在网络中的具体传输情况。视频编码过后的I帧数据对视频质量有较大影响，因此在

5、传输过程中保证I帧尽量完整地传输能够最大幅度提高视频传输质量。本文提出了RPS算法，用于在有多个约束条件的异构网络拓扑中找出最可靠的一条路径来保证I帧的可靠传输。算法主要以丢包率、延迟、数据速率三个因素为约束条件进行建模，并以丢包率为主要约束条件求解多约束条件最优路径选择问题。通过实验验证了在以丢包率为主要差别的不同路径上进行传输得到的视频质量会有较大差别，最大差别达到路径丢包率每增加一个百分点，会导致视频客观质量PSNR值下降最高约10dB。在当前复杂的网络拓扑中往往可以找到多条较可靠的路径。为了均衡地使用可靠路径更有效传输视频流数据，本文

6、提出了IFPWRR算法。算法通过对视频流数据的帧类型加以区分，并按照I帧优先和每帧首数据包优先的原则，将数据包按丢包率加权分配到多条可靠路径上优化传输，保障视频解码过程中最重要的数据能够得到最完整地传输，同时也兼顾到了各路径上的负载均衡，并最终提高视频流传输质量。然后通过在三条不同质量的可靠路径上进行实验对比，证明IFPWRR算法比传统的轮循算法、配额算法更能提高视频的总体传输质量，幅度相比最高达20%。最后，本文结合RPS算法和IFPWRR算法设计并实现了一个基于ns-3的仿真系统，该系统能够在多个角度展现视频流在异构网络中的具体传输细节。

7、关键词：视频流，可靠路径，视频传输，负载均衡IABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousincreasingofnetworkspeed,avarietyofvideo-related applicationsareconstantlyappearingonsmartphoneswithmorepowerfulfunctions, whilethedemandsforvideostreamingtransmissionqualityrequirementsarealso increasing.Inordertoobta

8、inhighertransmissionquality,researchingonamore effectivewaytocarryoutvideostreamin