IP網(wǎng)絡(luò)流化服務(wù)QoE保障方法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、視頻編碼壓縮技標(biāo)準(zhǔn)和通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，流媒體服務(wù)系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。如何高效和高質(zhì)量的提供流媒體服務(wù)，也成為當(dāng)前熱門的研究問題。
　　 實(shí)際中流媒體服務(wù)系統(tǒng)仍然面臨著諸多問題。首先，流媒體服務(wù)的QoE(Quality of Experience，體驗(yàn)質(zhì)量)缺乏準(zhǔn)確的描述方法，導(dǎo)致從體驗(yàn)質(zhì)量角度來優(yōu)化流媒體服務(wù)的研究也難以開展。網(wǎng)絡(luò)QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)參數(shù)通常被傳

2、統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)用來描述服務(wù)質(zhì)量，但并不適用于流媒體服務(wù)。其次，由于IP網(wǎng)絡(luò)存在延時(shí)、丟包、誤碼、帶寬波動(dòng)等問題，并且僅提供盡力而為的服務(wù)，而流媒體服務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性和平滑性有著較高要求，兩者的矛盾也是亟待解決的問題。本文圍繞流媒體服務(wù)的QoE，從QoE的描述方法、不同傳輸協(xié)議下流媒體服務(wù)流化控制方法幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。本文主要的工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1.提出一種可度量的QoE描述方法和基于QoE優(yōu)化的流媒體服務(wù)體系結(jié)構(gòu)
　　

3、為了能從QoE的角度進(jìn)行流媒體服務(wù)的優(yōu)化，提出一個(gè)可度量的QoE描述方法SQoE(Sealable QoE)，將QoE和網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)建立映射關(guān)系。該描述方法以主流編碼標(biāo)準(zhǔn)中的解碼依賴關(guān)系為依據(jù)，結(jié)合常見的錯(cuò)誤隱藏技術(shù)，定量的分析了丟包、延時(shí)和抖動(dòng)等網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)對(duì)QoE的影響，為從QoE角度進(jìn)行流媒體服務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)化研究提供了量化的參考方法。在此描述方法的基礎(chǔ)上，提出一種基于QoE優(yōu)化的流媒體服務(wù)體系框架，利用反饋控制的思想，在傳統(tǒng)的流

4、媒體服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加反饋回路，通過采集、分析、決策和執(zhí)行四個(gè)模塊，將QoE和流媒體服務(wù)的質(zhì)量控制聯(lián)系起來。所提出的QoE描述方法不需要事先訓(xùn)練樣本，通用性更好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與現(xiàn)有方法相比，準(zhǔn)確率最低可提高5％。
　　 2.提出一種基于QoE優(yōu)化的H兀P自適應(yīng)流化控制方法QASH
　　 針對(duì)目前HTTP自適應(yīng)流化方法存在的質(zhì)量抖動(dòng)和帶寬利用率不高的缺陷，從QoE的角度出發(fā)，提出了一種基于QoE的HTTP自適應(yīng)流化

5、控制方法。該方法綜合考慮網(wǎng)絡(luò)狀況和客戶端緩存狀況，重點(diǎn)解決自適應(yīng)流化控制中帶寬估計(jì)和碼流選擇這兩個(gè)問題:首先是快速和較準(zhǔn)確的評(píng)估當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況，確定可選的流媒體質(zhì)量范圍;其次在考慮QoE的基礎(chǔ)上，根據(jù)客戶端緩存狀態(tài)，選擇合適質(zhì)量的流媒體數(shù)據(jù)提供服務(wù)，盡可能提高QoE。通過實(shí)驗(yàn)與微軟公司的HTTP自適應(yīng)流化系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，帶寬利用率最低可提高11％。
　　 3.提出一種基于QoE優(yōu)化的RTP/RTCP自適應(yīng)流化控制方法
　　

6、RTP/RTCP流化協(xié)議傳輸本身不具備流化控制機(jī)制，為了實(shí)現(xiàn)TCP友好性，通常采用TFRC等方法來進(jìn)行流化控制。通過分析TFRC吞吐量模型，指出其在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)波動(dòng)的情況下吞吐量過低以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)變化響應(yīng)太慢的缺陷，提出一種基于QoE優(yōu)化的自適應(yīng)流化控制方法QTFRC(QoE-aware TCP-Friendly Rate Control)。針對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)場景，進(jìn)一步提出了一種基于分類和統(tǒng)計(jì)的丟包區(qū)分方法提高QTFRC的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，QT