基于无线网络的流媒体传输拥塞控制的研究

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1、基于无线网络的流媒体传输拥塞控制的研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：张彧也指导教师：陈蜀宇教授专业：计算机系统结构学科门类：工学重庆大学计算机学院二O一四年四月 ResearchaboutstreamingmediacongestioncontrolinwirelessnetworkenvironmentAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringByYuyeZhangSupervisedbyPro

2、f.ShuyuChenSpecialty:ComputerArchitectureCollegeofComputerScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2014 重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要流媒体技术的广泛应用和移动互联网的高速发展，使得人们对移动流媒体服务的需求越来越大。大量的流媒体数据在网络中传播，现有的网络资源不足以满足如此大量数据的并行传输，从而产生了网络拥塞。对网络拥塞控制的研究已经持续了十几年，但这类研究并没有针对流媒体数据传输的特点进行优化，特别是在流媒体传输的拥塞预防和流媒体服务质量的保障上，

3、与实际需求有一定的差距。无线网络环境下的拥塞控制研究更是其中的难点和热点之一，也是推动移动流媒体服务发展的重点。本文主要研究无线网络环境下流媒体传输拥塞控制的特点、问题以及解决方法，在对TFRC（TCPFriendlyRateControlProtocol）协议研究的基础上，设计了一种TCP友好的无线流媒体传输拥塞控制系统。本文主要完成的研究工作如下：（1）分析了无线网络的特点以及无线网络环境下数据包丢失的原因；阐述了流媒体传输原理、技术和特点；分析了拥塞控制机制以及拥塞产生的原因，并给出了拥塞控制机制的评价标准。（2）详细分析了TFRC中TCP吞吐量计算方法、TFRC数据包

4、内容和TFRC的工作流程，针对TFRC应用于流媒体传输时存在的问题，对TFRC在拥塞预警、传输平稳性和最小发送速率等方面的不足进行了相应的改进。（3）针对无线网络环境对于TFRC性能的影响，提出了利用ECN（ExplicitCongestionNotification）的特性来进行丢包区分的方法，该方法可以正确区分拥塞丢包和无线误码丢包，根据该方法研究了一种基于ECN的拥塞控制机制及其在Linux系统的实现，并在此基础上设计了TCP友好的无线流媒体拥塞控制系统。（4）对设计的无线流媒体拥塞控制系统进行了测试，依据拥塞控制机制的评价标准，进行了网络效率、TCP友好性、流媒体播放

5、平稳性和流媒体播放效果等测试并对测试结果进行了分析，测试结果表明本文研究设计的无线流媒体拥塞控制系统达到了预期的设计效果，对同类系统在流媒体传输效果和应用于无线网络环境中的性能等方面有显著提高。综上所述，本文对无线网络环境下的流媒体传输拥塞控制进行了深入研究，并针对现有拥塞控制方法的不足进行了相应改进并设计了无线流媒体拥塞控制系统，最后通过实验验证了新方法的有效性，表明本文设计的无线流媒体拥塞控制系统能够在TCP友好的前提下，保证无线网络环境下流媒体服务的质量。关键字：无线网络，流媒体，拥塞控制，丢包区分算法I 重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththewid

6、erangeofapplicationofthestreamingmediatechnologiesandtherapiddevelopmentofmobileInternet,thedemandformobilestreamingmediaservicehasbecomemoreandmoreacute.WithlargeamountofstreamingmediadataandotherformsofdataspreadingintheInternet.Theexistingnetworkresourcesareinsufficienttomeetsuchlargeamo

7、untofdatatransmittinginparallel,resultinginnetworkcongestion.Researchonnetworkcongestioncontrolhasbeengoingonforovertenyears.Butthesestudiesarenotoptimizedforthecharacteristicsofstreamingmediadatatransmission,especiallyinthepreventionofcongestionandthegu