异质p2p流媒体网络编码设计研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文异质P2P流媒体网络编码设计研究姓名：于敬敬申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：奚宏生2011-05-12摘要摘要对等网络(Peer-to-Peer,P2P)流媒体利用互联网上的普通主机节点资源，实现数据共享和节点协作，在有限服务带宽下提供具有良好扩展性和性价比的视频服务。实际的P2P系统中，节点的接入带宽、播放起始时延、缓冲区水平等是不同的，且接入带宽随网络状态动态波动，Peer节点是充分异质。网络编码有机结合了编码和路由，具有提高组播网络容量、改善负载均衡和鲁棒性、节省网

2、络带宽等优势。为满足异质网络环境下用户对服务质量的不同需求，利用网络编码在P2P流媒体中获得的性能优势，本论文对异质网络环境下P2P流媒体的网络编码技术进行了设计研究。论文的主要研究成果如下：1.以随机网络编码为基础，提出一种“分级分段的P2P流媒体网络编码分段设计”方案。网络编码分段设计首先以码率平滑模型为基础，建立网络编码分段的可行性判别模型，计算出节点配置资源下的最大网络编码分段，从而得到系统节点的网络编码分段约束。针对异质网络环境下各节点不同的分段长度约束，对Peer节点分级，并在同级内使用相同的分段长度，低级

3、节点可使用高级节点的编码数据，采用不同分段长度的节点能够协同工作，具有较高的解码概率。2.基于“分级分段的P2P流媒体网络编码分段设计”的设计思想，提出一种基于精细可伸缩编码(FGS)的P2P流媒体网络编码及数据调度方法(FGSNC)。该方法结合FGS编码和网络编码的优势，并采用“节点分级管理”能够使各异质节点协同工作，在非结构化P2P网络中能够执行分布式的数据调度策略。仿真结果表明，该方法可以使系统各节点播放连续度均维持在1.0左右，尤其在节点接入带宽、起始播放时延、提供的缓冲区等较小的情况下，性能明显优于传统调度方

4、法。本论文进行异质P2P流媒体网络编码设计研究，可以为网络编码方案的设计和网络编码数据块的调度提供依据，促进实用化网络编码技术的发展。关键词：异质网络对等网络(P2P)流媒体精细可伸缩编码(FGS)网络编码IAbstractABSTRACTProvidinghigh-qualitystreamingoverPeer-to-Peer(P2P)systemsfacesmultiplechallengesduetohighheterogeneityofreceiversintermsofaccessbandwidths,bu

5、fferinglevels,initialplaybackdelays,andsoon.NetworkcodinghasbeenshowntoimprovethethroughputandbringvariousperformancebenefitsintheP2Pstreamingsystems.InordertosatisfydiverseplaybackqualityofvideoinheterogeneousP2Pstreamingsystemsandsimultaneouslyimprovethesystem

6、performance,westudytheheterogeneousP2Pstreamingbasedonnetworkcoding.Themaincontributionofthisthesisislistedasfollowing:1.Basedonrandomnetworkcoding,anetworkcodingsegmentationdesignschemeforP2Pstreamingisproposedinthispaper.Thenetworkcodingsegmentationdesignschem

7、eisbasedonbandwidthsmoothingmodeltoestablishfeasibilitydiscriminatemoduleofnetworkcodingsegmentation.Then,wecomputethemaximumnetworkcodingsegmentationunderpeerconfigurationresources,aswellasthenetworkcodingsegmentationconstraintofeachpeer.Duetodifferentpeerswith

8、differentsegmentationconstraints,peersaregradesintodifferentranksbasedonthesegmentationconstraints.Peerswithdifferentrankscanoperatecooperativelywitheachother.Thelow-