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【研究生论文】浅论基于TCP传输的多媒体网络视频流研究综述(论文资料)

星级: ★★★★ 期刊: 《中小企业管理与科技》作者:张小玮浏览量:6824 论文级别:高评本章主题:速率和机制原创论文: 5156论文网更新时间:12-28审核稿件编辑:Gary本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:4463 评论次数: 3785

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小玮

盐城工业职业技术学院江苏盐城224005

摘要:近年来,视频流越来越多地用于多种交互服务,实时视频中大部分都是视频流,因而对于视频流传输的研究显得越来越重要,本次研究重点是使用TCP 来传输视频流.目前存在众多的重传协议,其中TCP 流的传输具有可靠性的特点,本文重点研究TCP 视频流以及视频流中多种拥塞控制算法.

关键词:TCP;视频流;拥塞控制

1 概述

图一描述了TCP 视频流的结构,视频服务器将视频分成多种流,视频流通过TCP 传输至多个客户端,假设网络中有N 个客户端连接,并且每个客户端具有不同的带宽限制,目前研究的发展趋势是使得视频流传输更加高效,并且具有最小的丢包和延迟特点.

2 无线网

基于TCP传输的多媒体网络视频流研究综述
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络中视频流传输的TCP 和UDP 协议的特点

Chi-Fai Wong 等人[1]对无线网络中TCP 和UDP 视频流传输进行了对比,得到无线网络流媒体传输的TCP/UDP 两个协议的优缺点,如下所示.

2。1 基于UDP 无线网络视频流传输的劣势淤UD

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P 是一种不可靠并且无拥塞控制机制的算法.使用UDP 来传输视频流会产生网络丢包,这是由于UDP 的不可靠的服务以及UDP 需要纠错和重传机制来避免丢包.上述机制存在一定的劣势,因为实现高效的重传机制是很困难的,并且UDP 减小了客户端的系统开销.早期的纠错机制减小了服务器侧译码部分的延时,并且错误隐藏机制不适用于无线网络信道中突发错误.于无线网络中变化带宽会导致很高的丢包率.盂由于无线网络错误,UDP 会发生数据丢包,这样对导致视频传输的质量.榆有些协议例如RTP 是使用的UDP,但是多数应用会选择使用TCP 来传输,因为UDP 协议的防火墙容易被入侵使得传输安全性得不到保障.

2。2 基于TCP 的视频流传输的优势淤TCP 是一种可靠的拥塞控制协议,并不要求错误恢复和错误隐藏机制.于TCP 提供可选择的框架传输并且在帧传输方面具有较好的灵活性.盂在RTCP

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和RTP 协议中会存在帧开销,而TCP 就可以避免这样情况发生.榆TCP本身是具有友好性和自适应带宽的特点,即使发生网络拥塞,TCP也能够合理地利用带宽.虞由于TCP 能够利用HTTP 穿过防火墙,所以TCP 可以在实际中应用.

3 无线网络环境中改进的TCP

大卫罗宾逊[2]提出了HTTP 自适应的视频流传输机制,为了让TCP 更加地健全,需要注意以下几点:淤客户端缓冲器:客户端缓冲区的大小选型原则必须是当流媒体传输时不会存在时延.于ECN 机制:ECN 信号通常是用来判断丢包是由错误还是拥塞引起的.盂SACK 算法:如果发生丢包,那么丢失的包会单独地被重传.

4 网络中的拥塞控制算法

要使得TCP 具有很好的公平性以及友好性,那么拥塞控制方法必须满足以下几个条件:淤保持系统的稳定性;于需要高效的带宽利用率;盂提供高质量的播放性能.

5 TCP 友好拥塞控制协议的分类

5。1 基于AIMD 拥塞控制机制根据Qian Wang 等人的研究,AIMD 拥塞控制算法定义如公式(1)所示:

其中,E 表示在单个RTT 时间内接受到ACK 确认包引起的窗口速率增加算法,F 表示拥塞后窗口减小算法,Wt 表示t 时刻窗口的大小,s 表示一个RTT,A 表示加性增加因子,B 表示乘性减小因子.

TCP AIMD 算法的缺点是:淤发送速率上产生抖动;于发送速率的平均值不高.

5。2 基于速率的方法Reza Rejaie[3]等人研究了一种用于实时流数据的速率自适应算法.和窗口机制相比基于速率的方法并不需要依赖于确认包,此时包的发送依赖于发送速率定时器,例如自适应速率控制协议RAP 和LDA,其中RAP 是用于实时系统中的单播播放.

优点:淤发送速率的自适应性有效减小速率的抖动,于减小实际应用中的流量大小.

5。3 基于模型的方法J援Padhye 等人提出一种模型机制来解决上述的缺点,此机制的响应函数在式(2)中给出.

其中,TR 是最大的发送速率,Q 是包的大小,S 是1 个RTT,tn是间歇时间值.

5。4 基于方程的机制基于方程的机制是用于单播流量控制,传输速率取决于丢包速率和RTT 值,因而需要设置合理的参数来实现最优传输速率.因而在此机制中,客户端必须要发送反馈,TFRC 传

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输控制机制就是典型的代表.优点是当存在连续性的丢包事件时,发送速率将会降为原来的一半.

6 总结

本文讨论了TCP 视频流传输以及网络中的拥塞控制算法.尽管TCP 在流媒体传输中存在一些缺陷,但是缓冲区管理机制以及拥塞控制机制能够改善流媒体传输的质量.之前的学者往往把研究重心放在窗口大小值和重传机制上,但是我们接下来要着重于改善基于TCP 流媒体传输的服务质量.

[ 参考文献 ]

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