移动终端中HTTP视频流数据传输特性分析及应用

摘要

随着通信技术的发展及移动智能终端的普及，移动业务类型也由传统的单一化的语音业务向为多元化数据业务转变，如移动视频、在线游戏、网页浏览、即时通信、移动社交网路、文件下载上传等。另一方面，用户对网络的需求已不再是单纯的QoS（Quality of Service）保障，更多地是用户所能直接感觉到的业务质量——用户体验（QoE，Quality of Experience）。在当前众多的移动业务中，移动视频业务占据了移动业务总数据量的一半以上，因此，保障视频业务的用户体验是当前移动网络面临的一个巨大挑战。
　　在众多视频传输方式中，HTTP流凭借TCP的可靠性以及易穿透防火墙和网络地址转化等优点，逐渐成为移动网络中视频点播或直播的主流传输方式。由于HTTP流的视频等级自适应切换在一定程度上能够提升业务的用户体验，因而成为当前的一个研究热点。
　　本文通过对HTTP流的终端业务数据进行长时间采集和综合分析，重点研究了HTTP流在当前移动网络（3G网络）中的传输特征，并基于该特征，提出了对视频传输控制的改进方案和实现算法。本文的主要工作包括:
　　1.终端HTTP流数据的实时采集构建了一个对移动终端测的业务数据进行实时采集的平台，能够对不同场景下的移动终端侧HTTP流的业务数据进行采集和存储，为业务特性、传输特征等的深入分析提供可靠的原始数据。
　　2.HTTP流终端业务数据的深入分析对采集到的HTTP流终端业务数据进行了三个方面的分析:业务交互及控制信息分析、业务内容的部分参数信息分析以及端到端的部分网络特征参数分析，对获得的分析结果进行较为细致的讨论和比较。另外，特别分析了HTTP流的视频块在移动网络中的传输速率特性，结果表明，视频块传输速率可用自回归过程AR（Autoregressive Process）模型对其建模和预测。
　　3.HTTP流传输控制的优化算法利用AR模型对视频块传输速率进行预测，在此基础上，提出了对HTTP流的缓冲区控制及视频等级的切换控制进行优化的方法，给出了优化算法。仿真实验表明，提出的优化方法和算法能有效改善用户的体验。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究现状

1．3 研究内容和研究思路

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究思路

1．4 论文结构

第2章 HTTP流介绍

2．1 移动网络中视频传输方式

2．2 基于TCP的HTTP视频流

2．2．1 TCP协议简介

2．2．2 移动通信中的TCP性能

2．2．3 HTTP视频流简介

2．2．4 影响HTTP流用户体验的关键质量指标

2．3 HTTP流的缓冲区控制

2．4 HTTP自适应视频流

2．5 本章小结

第3章 HTTP流终端数据采集与解析

3．1 HTTP流终端数据采集

3．1．1 终端数据采集平台

3．1．2 采集数据格式简介

3．2 HTTP流的数据交互分析

3．3 视频参数提取及分析

3．3．1 视频流结构

3．3．2 视频流参数解析过程

3．3．3 采集HTTP流数据中的视频流参数

3．4 网络参数分析

3．3．1 时延及时延抖动

3．3．2 移动HTTP流的实时传输速率

3．5 视频块传输特性分析

3．6 本章小结

第4章 HTTP流终端传输控制优化

4．1 视频块传输速率预测的改进

4．2 终端视频缓冲区控制优化

4．3 视频等级自适应控制优化

4．3．1 视频等级切换算法

4．3．2 算法性能验证

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 未来工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果