基于网络编码的P2P分层流媒体传输架构研究

摘要

随着网络技术的发展和多媒体技术的不断进步，流媒体业务在互联网领域得到了越来越多的应用。其中 P2P网络架构凭借其良好的可扩展性以及对不同带宽和计算水平的终端的适应能力，成为互联网平台上流媒体业务应用的主流。
　　但是随着网络中参与节点之间的带宽和计算能力的差异越来越大，现有的P2P流媒体系统面临着以下问题：第一，现有系统依旧使用传统的单层流媒体提供流媒体服务，无法适应这种差异化的现状；第二，面对逐步兴起的移动终端，如何降低移动终端的开销与初始化时延仍旧没有成熟的理论方案。
　　分层流媒体技术的提出，为以上问题的解决提供了可能。因此，将分层流媒体技术引入到P2P流媒体系统，并通过此举提高P2P流媒体系统性能的研究成为了必要。本文以分层流媒体为基础，提出了SA_NC流媒体系统调度模型。通过对分层流媒体数据的不同层采取不同调度策略，SA_NC调度模型解决了上述问题。
　　本文主要做了以下方面的工作：
　　（1）在理论方面。根据分层流媒体的特点，本文首次提出了将其不同层的数据区别处理的调度策略。针对基本层数据，本文从理论上分析了对其采取随机网络编码方案的可行性，并研究了“推”送数据的调度机制；针对增强层数据，本文从理论上改进了最优调度模型，采取了“拉”数据的调度机制。针对这两种调度策略的不同，本文进一步提出了基于动态规划的上行带宽分配算法来协同这两种调度机制。仿真结果表明，该算法在SA_NC系统跳帧率方面做出了很大贡献。
　　（2）在系统模型方面。在理论分析的基础上，本文提出了实现上述算法的系统模型——SA_NC系统模型。在该模型中，本文对节点的初始化过程提出了优化解决方案，并在信息交互机制——buffermap机制方面提出了可以降低系统额外开销的策略。仿真结果表明，SA_NC系统模型有效地降低了buffermap的额外开销，并在初始化时延方面做出了重要贡献。

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缩略语表

第一章引言

1.1 研究背景概述

1.2 P2P架构的演变

1.3 P2P技术的演变

1.4 P2P流媒体技术背景及主要研究方向

1.5 本文研究内容

1.6 论文安排

第二章 P2P流媒体关键技术与架构研究

2.1 基于树结构的拓扑与调度技术

2.2 基于网状网结构的拓扑与调度技术

2.3 数据编码技术

第三章 分层流媒体数据调度策略研究

3.1 调度模型概述

3.2 采取随机网络编码的基本层数据调度策略

3.3 背包问题建模的上行带宽分配算法

3.4 增强层数据调度策略

第四章 SA_NC系统模型关键技术研究

4.1 SA_NC系统模型关键模块概述

4.2 SA_NC模型节点初始化策略

4.3 SA_NC模型启动策略与平滑调度方案

4.4 SA_NC模型BUFFERMAP设计方案

第五章 SA_NC系统模型关键算法仿真验证

5.1 SA_NC系统仿真配置

5.2 仿真结果与分析

第六章 结论和展望

致谢

参考文献