异构网络下的智能媒体传输协议研究及实现

摘要

随着广播电视节目和互联网行业的快速发展,视频业务的消费需求日益增加,视频业务正成为主流的多媒体服务。同时,传统广播网和互联网的融合日益成为未来网络发展的趋势,因此,对于异构网络传输协议的需求也日益迫切。
　　本文首先分析了现有的各种多媒体传输协议,如 MPEG-2 TS、RTP(Real Time protocol)、MPEG-DASH(MPEG Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)、MMT(MPEG Media Transport)协议。其中,重点对MMT协议进行了介绍,并对比了各个协议的优缺点。在异构网络的环境下,使用MMT协议具有巨大的优势,支持文件存储和发送,支持媒体内容和信令复用和解复用,支持异构网络,支持差错控制,支持文件存储等。
　　因此,智能媒体传输协议SMT(Smart Media Transport Protocol)主要在MMT协议的基础上进行优化改进。解决MMT在个性化传输与呈现、应用层纠错保护等方面的不足。本文主要介绍了应用层编码数据相关的不等差错纠错保护机制。为了验证SMT协议及相关算法的功能,在Linux系统下,设计了系统的软件架构,并且实现了此系统。
　　由于目前传输网络中复杂的环境并不能保证视频内容的有效可靠传输,因此需要采用一种端到端的差错控制方式,本文在分析了视频内容结构的基础上,针对MPEG视频内容的特点,提出了一种自适应的前向纠错机制,以优化源数据和冗余数据的带宽分配,并且在SMT中设计了信令结构支持这种机制,提出了一种应用层前向纠错编码传输框架。
　　一个传输协议系统按功能上可以划分为发送端,接收端,呈现端。
　　发送端主要负责按照用户的需求定时流化指定的媒体内容,在这里它不仅仅包括音视频资源,而且还包括HTML文件来呈现布局,包括信令来指示传输流中的媒体内容。另外准确定时发送也是一个难点,本文主要基于NTP时间来完成多个内容之间进行同步。为了支持异构网络的环境传送媒体内容,设计了新的接口来支持广播物理层对接。
　　接收端主要负责按照用户需求接收指定传输流中的内容,并送给呈现端。由于要接收异构网络环境下的媒体内容,不可避免会有延时抖动产生,另外FEC的增加也会造成接收端恢复数据困难,为了解决这些问题,接收端设计了一个缓冲接收模型来缓冲数据,而为了解决不同媒体资源可能因为接收不完整而造成接收错误,本文设计了一个媒体资源的状态转移模型。
　　呈现端主要负责媒体内容的解析和呈现,传统的多媒体内容一般只针对音视频内容,只需要一个播放器就可以呈现数据,但是我们引入了HTML,能够更加灵活地控制媒体数据内容,提供更加丰富的视听体验。为了支持这种体验,我们采用了Chromium浏览器作为我们的呈现引擎，在Chromium浏览器的基础上重新设计了呈现引擎,完成了对SMT协议的支持。

目录

声明

主要符号对照表

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 研究目标与内容

1.3 论文的组织安排

第二章 传输协议分析

2.1 引言

2.2 MPEG-2 Transport Stream

2.3 实时传输协议RTP

2.4 自适应流媒体协议DASH

2.5 MPEG Media Transport

2.6 协议比较

2.7 本章小结

第三章 SMT传输协议设计

3.1 引言

3.2 SMT协议概述

3.3 SMT中纠错机制的设计

3.4 本章小结

第四章 SMT传输协议系统设计与实现

4.1 引言

4.2 系统总体框架设计

4.3 子模块实现

4.4 系统测试及结果

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间参与的项目