802.11网络中视频流队列调度方法的研究

摘要

随着无线局域网(WLAN)技术的不断发展，其应用也逐渐延伸到人们日常工作和生活的各个领域，包括多媒体应用在内的无线业务请求随之急剧增长。因此，如何为无线网络环境中不同数据传输提供QoS支持成为人们探讨的热点话题。于是IEEE802.11e协议就此诞生，其在MAC层将不同业务数据分为四类(ACs)，并为它们设置不同的传输优先级，最终能够基本实现语音及视频数据的传输的QoS支持。但因其为不同类型数据分配的缓存均采用FIFO方式，所以其QoS能力受到较大限制。
　　目前，MPEG-4编码技术是使用最广泛的基于分层的视频编码技术之一。基于时域及空域综合考虑，其将视频数据压缩成具有不同重要性的I/P/B三类。因此，跨层设计思想被引入到QoS改善技术当中。将应用层产生的数据重要性差异引入到MAC层接入优先级的判断当中，以此保护重要视频数据传输并最终达到改善整体数据传输品质的方法成为人们研究的重点。
　　本文首先讨论IEEE802.11e协议及 MPEG编码技术，分析当前无线网络对QoS支持存在的缺陷；随后介绍两种当前效果较好的视频流队列调度算法,一个是静态匹配调度算法，另一个是动态匹配调度算法。之后借助NS2网络仿真平台及Evalvid软件对比测试不同网络负载条件下的性能，并分析各算法的优缺点。基于此，我们提出一种被称为分段匹配的视频流队列调度算法。
　　分段匹配调度算法使用跨层设计思想。该算法根据AC_VI缓存的拥塞程度，分四个阶段将不同重要性的MPEG视频数据包按不同概率动态匹配到AC_VI及优先级更低的ACs，以保持重要数据包传输。四个阶段分别是网络负载较轻时的0转移阶段、网络负载较重时的全转移阶段以及两个斜率不等的比例转移阶段。仿真结果显示其性能要优于当前效果最好的动态匹配算法。
　　最后，对分段匹配算法中使用的参数做深入探讨，从中发现门限设置、转移概率设置以及两阶段比例及增长斜率等均对算法性能有较大影响。这为将来进行相关领域的类似研究铺平了道路。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.2 IEEE 802.11标准

1.3 MPEG-4编码技术

1.4 相关工作

1.5 本文主要贡献及章节安排

第二章 802.11网络视频流队列调度算法对比研究

2.1 802.11网络视频流队列调度算法对比

2.2 仿真环境

2.3 各算法仿真性能对比分析

2.4 小结

第三章 分段匹配调度算法及其性能分析

3.1 分段匹配调度算法

3.2 仿真对比测试

3.3 影响分段匹配算法性能的因素研究

3.4 小结

第四章 总结与展望

4.1 本文贡献

4.2 工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果