基于離散事件動態(tài)系統(tǒng)的多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸若干問題研究.pdf

1、多媒體網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信和多媒體技術(shù)等研究領(lǐng)域，成為近十幾年來的一門重要學(xué)科。目前多媒體網(wǎng)絡(luò)通信及其應(yīng)用的研究已發(fā)展為多個(gè)方向，包括多媒體壓縮編碼、多媒體業(yè)務(wù)傳輸、多媒體終端設(shè)計(jì)及多媒體數(shù)據(jù)存儲等。在下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的演進(jìn)過程中，交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)融合業(yè)務(wù)逐漸成為最具特色的核心業(yè)務(wù)之一。
　　 本文在離散事件動態(tài)系統(tǒng)的理論框架下，從多媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、資源分配和隨機(jī)同步三個(gè)方面展開研究，主要研究對象包括多媒體網(wǎng)

2、絡(luò)的接入控制、服務(wù)質(zhì)量(QoS)優(yōu)化、資源開銷優(yōu)化及動態(tài)節(jié)點(diǎn)同步等，具體內(nèi)容和取得的成果如下：
　　 1.針對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中多個(gè)用戶媒體流同時(shí)傳輸?shù)奶匦?，分析并設(shè)計(jì)了接入控制及媒體質(zhì)量優(yōu)化算法。考慮源端使用可擴(kuò)展編碼(SVC)以適應(yīng)帶寬變化，結(jié)合其可擴(kuò)展性，在用戶媒體流到達(dá)分布未知和具有嚴(yán)格傳輸時(shí)延要求的情況下，給出了多速率用戶流的可擴(kuò)展接入條件。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了接入控制算法，提高網(wǎng)絡(luò)利用率且避免了擁塞。針對并發(fā)用戶媒體業(yè)務(wù)均存在

3、多個(gè)不同的質(zhì)量層級，通過進(jìn)一步設(shè)計(jì)動態(tài)QoS優(yōu)化算法并證明最優(yōu)解的存在性，實(shí)現(xiàn)了所有已接入用戶整體QoS的最大化。為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)算法的有效性，考慮家庭網(wǎng)絡(luò)背景下兩種典型的多媒體業(yè)務(wù)，即：視頻點(diǎn)播(VOD)及網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)，給出了接入控制及優(yōu)化的仿真結(jié)果。
　　 2.在用戶網(wǎng)絡(luò)傳輸及QoS得到保證的同時(shí)，研究并提出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源開銷的優(yōu)化機(jī)制。通過建立多個(gè)并發(fā)用戶傳輸隊(duì)列的M=G=1=K排隊(duì)模型，根據(jù)其動態(tài)傳輸特性，進(jìn)一步地將

4、隊(duì)列的演化過程描述為半Markov 過程。在對其嵌入Markov 鏈研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合性能靈敏度方法，設(shè)計(jì)了基于梯度的資源開銷優(yōu)化算法并證明了最優(yōu)性及收斂性。通過仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 3.從流量動力學(xué)的角度討論并給出了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S機(jī)變化時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定與同步條件。結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究方法，通過建立Markov 跳躍模型，分別針對節(jié)點(diǎn)間耦合時(shí)延及節(jié)點(diǎn)內(nèi)處理時(shí)延兩種情況，研究了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)動態(tài)方程及隨機(jī)切換方式對系統(tǒng)性