基于wmn的p2p流媒体组播若干关键技术研究

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1、；臻交万方数据博士学位论文基于WMN的P2P流媒体组播若干关键技术研究StudyonMulticastTechniquesofP2PStreamingMediaBasedonWirelessMeshNetworks作者：刘婷婷导师：杨维北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校

2、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：嘉-妨磅签字日期：勘w年6月弓。日V程％。；垆j1可，引1卢名期签日师字导签万方数据中图分类号：TP393．1；TN915．6UDC：621．39学校代码：10004密级：公开北京交通大学博士学位论文基于WMN的P2P流媒体组播若干关键技术研究StudyonMulticastTechniquesofP2PStreamingMediaBasedonWirelessMeshNetworks作者姓名：刘婷婷导

3、师姓名：杨维学位类别：工学学号：09111040职称：教授学位级别：博士学科专业：通信与信息系统研究方向：无线宽带网络北京交通大学2014年6月万方数据致谢首先，衷心感谢我的导师杨维教授对本论文的悉心指导，杨维教授严谨的治学态度、科学的工作方法、认真的工作作风，为我和周围的同学都树立了榜样，也使我受益终身。谨向多年来关心和指导我的杨维老师致以最诚挚的谢意。感谢冯锡生教授对我在实验室科研工作的指导，他的博学为我的研究工作指明了方向，在此向冯锡生老师表示衷心的谢意。许昌龙研究员对于我的科研工作和论文提出了许

4、多的的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，韩东升、谢映海、张玉、雷国华、彭岳峰、樊婷婷、刘铁、韩睿松、尤凯明等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助。和睦融洽的实验室氛围，是学习进步的保障；积极向上的学习风气，使我们互帮互助、共同进步。在此向他们表达我的感激之情。深深感谢默默在背后支持我的家人和我的爱人，他们的期盼是我前进的动力，他们的鼓励是对我精神上最大的支持，是他们的理解和付出使我能够在学校专心完成我的学业，在此向他们表达我最真诚的感谢。最后，感谢所有关心、支持和帮助我的朋友们

5、，感谢审阅本论文付出辛勤劳动的各位专家和学者。万方数据中文摘要摘要：随着互联网的发展，流媒体业务逐渐增多。视频点播、网络电视、远程会议、远程教育已成为互联网的热门应用。P2P(PeertoPeer,对等端到对等端)技术的产生使互联网的工作模式从以客户端／N务器为代表的集中式走向了分布式，为流媒体应用带来了新的发展空问。与此同时，无线Mesh网络(W'trelessMeshNetworks．wMN)和移动通信设备的飞速发展使得人们对P2P流媒体业务的需求由有线网络转移到了无线网络。这种用户需求推动了基于W

6、MN的P2P流媒体技术的发展，而WMN的广泛应用前景也吸引了P2P流媒体技术向无线网络的移植。基于WMN的P2P流媒体系统是P2P流媒体在WMN支撑下的应用层实现，由于WMN网络的特殊性，P2P技术在WMN中面临着许多挑战与问题。例如，由于无线网络终端种类繁多造成的网络异构性问题、P2P覆盖层网络与底层网络的拓扑不匹配问题、无线网络链路干扰问题、无线频谱资源有限问题和缺少系统级实验平台的问题。针对上述研究背景和P2P流媒体技术在WMN环境中遇到的问题，本论文在传统的有线网络P2P流媒体组播技术的基础上，

7、从理论和实验两个方面对WMN中的P2P流媒体组播技术进行了研究。论文的主要研究内容和创新点包括：(1)针对覆盖层网络与底层网络的拓扑不匹配问题和无线网络节点异构性问题，提出了一种无线网络通用的应用层组播成员管理协议。该协议通过采用“闲谈”机制、局部概率择优策略和去中心化管理策略，构造了一个稳定的、无标度的覆盖层网络，实现了组播组成员的动态加入与退出管理。基于复杂网络理论对所提协议进行的数学分析证明了其构造的覆盖层网络是稳定的。仿真结果表明，所提出的协议在一定程度上能缓解拓扑不匹配问题，而且比已有的协议模

8、型更能适应异构无线网络环境。(2)针对无线链路干扰问题，提出了一种低代价最少中继树组播路由算法。该算法由组播树构造算法和信道分配算法两部分组成。组播树构造算法在保证中继节点数目最少的同时尽量选择低代价路径进行数据转发，从而充分利用无线链路的一跳广播属性并且降低了端到端时延。信道分配算法通过扩大干扰优化范围、引入更精确的衡量干扰的参数，优化了已有的信道分配算法，从而减少了链路干扰。算法分析和仿真结果表明，所提出的低代价最少中继树组播路由算法降