流媒体在无线网络中传输质量的研究与改进

摘要

随着流媒体技术和无线通信技术的快速发展，无线流媒体传输成为网络应用的热点之一。多媒体数据在给人们带来丰富多彩的服务的同时，也带来了新的挑战。实现多媒体数据在无线网络中的实时性、可靠性传输，就需要有一种新的、有效的传输控制机制。
　　 一方面实时流媒体传输对QoS有一定的要求，需要较低的延迟抖动、最大许可的延迟、吞吐量等，使得尽力而为的Internet服务无法对实时流媒体传输提供服务质量保证。另一方面无线网络具有误码率高，链路不稳定等特点，使得传统的TCP拥塞控制机制无法适应无线网络中数据的传输。TCP友好的拥塞控制机制TFRC(TCP-Friendly Rate Control，TCP友好速率控制算法)在有线网络中表现出良好的性能，但因其无法有效区分无线链路差错丢包与拥塞丢包，从而使其在无线网络中的性能有所下降。
　　 针对以上两个问题，本文提出了两种解决方案：一是对TFRC协议中丢失事件率的计算方法进行了改进。无线网络中存在两种丢包：链路差错丢包与拥塞丢包。链路差错丢包对发送速率的影响不是很大的，为此本文给出利用网络参数区分出丢包类型，在此基础上计算丢失事件率，给出了丢失事件率的计算公式。二是为了应对实时流媒体传输对延迟抖动的敏感性、最大的延迟许可等的要求，本文给出了在接收端加入缓冲区的方案，对缓冲区的设置和管理进行详细设计，提出了基于缓冲区状态的速率控制方法。
　　 为了验证改进后TFRC的效果，本文给出了在不同链路差错率情况下的性能表现，同时利用NS2仿真器实现了实时流媒体在虚拟无线网络中的传输，通过仿真后的客观的数据和直观的视频文件传输效果均验证得出改进方案对传输质量的提高是有效的。