论文部分内容阅读
随着宽带无线网络逐渐融入传统互联网而形成有线网络和无线网络共存的无线因特网，人们利用无线网络传榆多媒体数据的需求日益迫切。然而由于无线因特网既有传统互联网的特点，也具有无线网络高动态性、不可靠传输等问题，如何在这种新型互联网中高效地传输多媒体数据特别是视频数据就成为一项很有挑战性的任务。
针对现有问题，我们发现为了更好地在无线因特网上传输媒体数据特别是视频信息，媒体应用程序需要针对动态变化的网络状况作出自适应调整，这种调整包括网络自适应调整和媒体自适应调整。网络自适应调整指的是根据网络状况决定多媒体应用可以利用多少网络资源并向多媒体应用提供各项网络状态参数，它的核心是设计一个高效的媒体传输协议。媒体自适应调整指的是多媒体应用根据媒体传输协议提供的可用网络带宽、时延等参数控制媒体编码速率以及根据当前网络的丢包率、无线网络误码率等参数调整错误控制的行为，具体说就是分配媒体编码速率和信道编码速率并决定媒体数据不同部分的保护强度，其核心目标是根据网络状况优化资源分配。
基于上述认识，以视频传输作为媒体应用的具体例子，我们提出了一个无线因特网中高效的视频流传输框架。在这个视频流传输框架基础上，本文完成了以下工作：
1.针对网络自适应调整问题，我们首先设计了一个高效的无线因特网媒体数据传输方案。与以前的工作只针对无线网络不可靠的传输等单个特性相比，这个方案提供了较完整的解决办法。针对无线网络和有线网络的不同特点，该方案在无线网络和有线网络的交界处安装了无线网关。通过无线网关，它能够辨别由网络拥塞引起的丢包和由于传输错误造成的丢包。通过在无线网关缓存数据并在需要时局部重传，这种方案能有效地减少信号干扰和长时间信号衰减带来的数据丢失并提高数据吞吐量。根据媒体数据具有有限的容错纠错的特点，该方案将含有错误的数据包传递给媒体应用程序，让其最终决定该数据能否使用。根据媒体数据中不同位置信息重要性不同的特点，在对无线网关缓存中的数据进行局部重传时可根据其重要级别决定调度机制。
2.上述数据传输方案需要在无线网络和有线网络的交界处安装中间代理，这增加了方案部署的难度。有鉴于此，我们进一步提出了一个端到端的媒体传输协议WMSTFP。不需要借助任何中间代理的帮助，WMSTFP能够根据无线网络链路层提供的信息准确地分辨数据丢包是传输错误还是网络拥塞造成的。利用两个二阶马尔科夫模型，WMSTFP能够分别描述有线网络和无线网络的丢包率和丢包模式并预测可用带宽。此外，WMSTFP减低了测量无线环境中回路响应时间RTT的不准确性，从而使数据发送方的速率调整更为平滑准确。WMSTFP在传统有线网络中实现了TCP友好性，在无线因特网中则展现了比传统媒体传输协议更好的性能。
3.基于前面提出的端到端媒体传输协议WMSTFP，我们提出了一个针对无线因特网的资源分配方案以实现媒体自适应调整。这一方案以不均衡包丢失保护策略为基础，用一种新的位分配算法来决定精细可伸缩视频码流的速率以及视频信息不同部分的保护强度。这种位分配算法同时考虑到了无线因特网中有线网络部分由于网络拥塞引起的丢包模式和无线网络部分由于传输错误引起的丢包模式。考虑到精细可伸缩视频PFGS的分层特性，该算法的最优解可以用一种局部搜索策略得到。
仿真试验结果证明了本文上述工作的有效性。