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P2P流媒体系统利用到了广大终端用户的带宽、存储、计算等资源,在目前的互联网应用中取得了极大的成功。然而,近年来移动互联网呈现井喷式发展,手持终端用户基数迅速扩大,IPTV日益普及。互联网越来越呈现出接入网络和终端设备的多样性特征。这种网络和终端的异构性趋势给当前的P2P流媒体技术带来了极大的挑战,主要体现在:1)在当前流媒体系统中编码和传输的都是单一质量的视频,为满足具有不同网络接入、不同的终端屏幕尺寸的用户需求,需要将原始视频多次编码为不同码率和分辨率的独立码流,这极大的浪费了服务器的计算能力和存储资源:2)订阅不同码流的用户形成了一个个独立的子集,他们之间无法互传数据,P2P数据共享能力无法充分体现。
新型视频编码技术H.264/SVC(可伸缩视频编码)通过一次编码便能够提供时间、空间和质量三个维度的码率自适应特性,因此,它为应对当前P2P流媒体技术所面临的挑战提供了一种新的解决方案。近年来,基于SVC的P2P流媒体技术的相关研究已经成为学术界研究的热点。本论文在调研了大量已有研究的基础上,设计并实现了一套P2P SVC视频点播原型系统,重点研究了P2P SVC原型系统中的质量自适应和分片调度策略。主要的研究工作和贡献如下:
1)实现了一套基于SVC编码的P2P视频点播原型系统P2P SVC,该系统实现了SVC技术中的空间和质量两个维度的可扩展特性,为资源受限的终端用户提供尽可能好的QoS。
2)研究P2P SVC系统的质量自适应策略。本文提出了一种新的基于缓存的质量自适应算法。算法分为预缓存和动态质量自适应两个阶段,不仅能够自适应网络带宽的动态变化,而且避免了频繁的质量切换,使用户能够在动态的网络环境下获得尽可能好的主观观看体验。
3)研究P2P SVC系统的分片调度策略。综合考虑播放的紧迫性、分片在系统中分发的速率以及质量自适应三个因素,按照距播放点的远近,将视频数据分为高、中、低三个优先级区域,不同的区域采用不同的分片选择策略,以实现视频数据的较优调度。