基于DASH流媒体的TCP拥塞控制算法优化

随着互联网视频流量的快速增长,流媒体传输技术也日新月异,从传统的使用UDP传输协议的实时流媒体协议到使用TCP传输协议的HTTP协议,各大视频服务提供商都在为获得更多用户不断发展新的流媒体传输技术.超文本传输协议上的动态自适应流媒体作为目前最流行的自适应流媒体传输技术,在提高用户观影体验方面具有很多的优点.但是它的分片传输所形成的ON-OFF传输模式会造成TCP流的突发.这种间歇性的流突发会对其他的应用产生一定的影响.当多个客户端同时竞争带宽时会造成播放器错误估计网络带宽,从而产生视频分辨率频繁切换,对用户体验产生极大的负面影响.TCP作为传输层的协议,其拥塞控制算法对视频的传输效率起着决定性作用,由于传统的拥塞控制算法不能很好地适应DASH流媒体的传输,提出了TCP-HAS拥塞控制算法.该算法基于TCP Vegas进行了优化,将带宽估计值与视频码率相结合用于设置TCP拥塞控制参数.实验表明TCP-HAS能够提升网络QoS,并能在多个用户共享链路带宽时提升用户观影体验.     

自适应流媒体传输方案研究及其应用

提出了一种自适应流媒体传输方案，根据网络状况调整视频数据的发送速率和视频流的码率，以保证视频数据顺利及时的传输到客户端，使客户端能够顺利进行高质量的媒体播放。该方案涵盖了码率整形、拥塞控制和视频质量自适应等功能模块及其相互关系，各功能模块可以依据应用需求选择算法加以具体实现，从而提高了方案的可扩展性和灵活性。所以该方案不依赖于具体的视频编码标准和网络协议，适用范围较广。文中还基于实际流媒体服务器给出了该方案的一个实际应用，点播测试实验汪明该方案是有效的。     

MPEG-4实时视频传输的拥塞控制算法的改进

提高视频图像的传输质量是网络拥塞控制方面的重要研究课题,在阐述了码率控制技术和实时视频传输的构架后,分析了基于丢包率和双丢包率阈值门限的拥塞控制机制以及VM8码率控制算法,指出了VM8码率控制算法的不足,所在并进行了相应的改进.根据当前丢包率,对未来的发送速率的变化做出预测,从而动态地决定缓冲区目标水位参数,使得改进后的算法对发送速率具有一定的预测性.实验证明,改进后的算法有效地提高了编码后的图像质量.     

有线无线网络TCP友好流媒体拥塞控制机制

在TCP友好拥塞控制方法比较基础上,为了实现流媒体平滑传输以及保证TCP流友好性,提出了TCP友好速率控制算法WTFCC。该算法能够在接收端区分网络拥塞丢包和链路错误随机丢包,准确判断网络拥塞状况;结合接收端缓存区占用程度,自适应实施多级速率调节。仿真实验结果表明,该机制对TCP流是友好的,并且保障了媒体播放质量,在有线无线混和网络中具有很好的性能。     

一种TCP友好的Internet DTV组播发送速率控制机制

当前的Internet没有对流媒体应用提供足够的QoS的保证,同时Internet DTV的组播发送速率必须满足以下两点要求:1)能够自适应网络拥塞的变化;2)能够适应节目码率的要求,因此需要在服务器端进行组播发送速率控制.分析了Internet DTV组播的难点,提出了一种基于缓冲区管理的具有网络自适应特性的组播发送速率控制方法.通过合理地控制发送方的发送速率,既能自适应网络状况的变化,又能满足流媒体实时播放的需求.仿真实验结果表明,该算法在保证服务器端发送缓冲区不溢出前提下,与单纯采用TFMCC方法比较,减少了接收端的平均丢包率,提高了网络电视节目流的传输质量.     

视频实时传输中的速率控制研究

视频在互联网上的实时传输常因其要求高带宽、低延迟而造成网络拥塞。传统TCP基于窗口的拥塞控制已经不适用于实时传输中的拥塞控制,该文讨论了基于速率的网络拥塞控制方法,它采用自适应码率和分层的视频编码技术,详细说明了基于源端和收端的各种速率控制方法。     

一种基于TCP的实时视频传输延时预测模型*

针对TCP重传易导致延时抖动大、降低流媒体播放质量的问题,提出了使用TCP传输实时视频时,播放质量不受TCP重传影响的必要条件,即视频帧发送延时、播放缓冲区延时与网络往返时间需要满足一定的关系式。建立了视频帧发送延时的预测模型,该模型通过输入视频帧长度、丢包率、网络往返时间、TCP拥塞窗口大小与TCP超时重传时间,预测视频帧的发送延时。NS2模拟结果表明,可以通过发送延时的预测值来判断视频帧是否适合采用TCP传输。     

松弛算法在TCP友好速率控制中的应用

由于TCP友好速率控制（TFRC）机制在实时多媒体应用中,TFRC流的发送速率波动性明显,不利于实时多媒体流的传输。采用松弛算法对TFRC流的发送速率进行自适应约束,使TFRC流发送速率在与TCP流竞争中变得更加平缓、收敛。实验结果表明,松弛算法能够改善TFRC的性能,提高实时流媒体的传输质量。     

基于源端的流媒体单播拥塞控制算法

提出一种基于源端的单播拥塞控制算法。该算法的基木思想是对注入网络的码率进行限制,上限是为了保证TCP友好性,即TCP数据流的最大发送速率;下限是保证多媒体数据流的传输质量而给定的最低发送速率,这个速率开始时是根据应用由发送端指定的。同时设计一个可容忍暂态计时器Timer,用来将最低发送速率状态的持续时间控制在可容忍范围内。NS2实验结果证明,在保证TCP友好性的前提下,该算法与TFRC相比具备更平滑的发送速率。     

一种适用于无线网络的流媒体传输机制

为保证无线网络中多媒体数据的传输质量,提出了一种适用于无线网络的流媒体传输机制（WMTCC）。该机制通过发送探测报文区分网络拥塞丢包和链路误码随机丢包,准确判断网络的拥塞状况,实施发送速率调节,保证了流媒体服务质量(QoS)。由于准确区分出无线链路误码丢包,该机制在链路误码率较高时能维持较高的网络吞吐量。仿真实验结果显示在高误码率无线网络中,该机制可以获得更高的吞吐量和更大的拥塞窗口,并且发送速率的变化更加平滑。     

TCP友好速率控制协议的分析及应用

传统的TCP由于采用速率减半的拥塞退避机制而使其在数据传输时易产生过大的速率波动,而UDP不具备拥塞退避机制,在拥塞的网络环境中,UDP流将大量抢占TCP流的网络带宽,同时自身的丢包也迅速增加,并可能带来系统拥塞崩溃的潜在危险,因此TCP和UDP都不能很好地满足实时流媒体业务的需要。文中研究了一个具有拥塞退避机制、网络吞吐量波动小,且能够与TCP协议公平分享带宽的传输协议———TCP友好速率控制协议(TFRC),并将其应用于实时多媒体流传输应用程序。研究测试结果表明采用TFRC后多媒体的实时播放较TCP平滑了许多。     

Empirical evaluation of the congestion responsiveness of RealPlayer video streams

Increasingly popular commercial streaming media applications over the Internet often use UDP as the underlying transmission protocol for performance reasons. Hand-in-hand with the increase in streaming media comes the impending threat of unresponsive UDP traffic, often cited as the major threat to the stability of the Internet. Unfortunately, there are few empirical studies that analyze the responsiveness, or lack of it, of commercial streaming media applications. In this work, we evaluate the responsiveness of RealNetworks’ RealVideo over UDP by measuring the performance of numerous streaming video clips selected from a variety of RealServers on the Internet, analyze the TCP-Friendliness of the UDP streams and correlate the results with network and application layer statistics. We find that most RealVideo UDP streams respond to Internet congestion by reducing the application layer encoding rate, and streams with a minimum encoding rate less than the fair share of the capacity often achieve a TCP-Friendly rate. In addition, our results suggest that a reason streaming applications choose not to use TCP is that the TCP API hides network information, such as loss rate and round-trip time, making it difficult to estimate the available capacity for effective media scaling.     

TCP视频传输质量监控模型的研究

目前的网络视频传输质量监控模型大多是针对UDP的,而TCP视频传输质量监控模型的建立仍是一个待解决的问题。在基于MDI算法的UDP视频传输质量监控模型基础上,提出了能有效实时反应TCP视频传输质量的八个评估指标,并创建对应的监控模型进行文时指标计算。实验结果证明了该模型的可靠性和实用性。     

A new fast friendly window-based congestion control for real-time streaming media transmission

1 Introduction In the current Internet, not all applications use TCP and they do not follow the same concept of fairly sharing the available bandwidth. The rapid growing of real-time streaming media applications will bring much UDP traffic without integrating TCP compatible congestion control mechanism into Internet. It threats the quality of service (QoS) of real-time applications and the stability of the current Internet. For this reason, it is desirable to define appropriate rate rule…     

无线Mesh网流媒体传输速率控制策略及模型*

基于无线Mesh网（WMN）的网络特征,提出适合WMN流媒体传输的速率控制策略,并给出其相应的模型描述。提出的策略和模型充分利用链路的多样性,降低由重传机制和节点冲突造成的流媒体传输时延增大并改善流媒体传输的性能,同时兼顾WMN接入有线网络的TCP友好性等特征。     

基于JMF的远程教育系统中实时音频的实现

现代远程教育系统中,音频传输是重要组成部分之一。为了实现现代远程教育中实时音频的传输,介绍了流媒体的相关技术及Java媒体框架的基本结构,描述了流媒体传输的两个基本协议RTP/RTCP,分析了基于JMF的流媒体数据传输的基本原理。阐述了远程教育系统中实时音频的采集与传输,并实现了怎样通过网络发送和接收远程教育系统中实时流媒体数据。音频、视频为远程教育提供了丰富多彩的教学手段,促进了我国教育事业的发展。     

无线网络中基于流媒体传输的自适应TFRC机制

在无线网络高误码率的环境下, 经典TFRC机制会将无线误码丢包误认为拥塞丢包, 导致吞吐量过度降低. 针对无线网络实时流媒体业务的传输控制问题, 提出了一种改进型动态自适应TFRC机制(Adaptive-TFRC). 它在接收端利用丢包区分参数来真实反映网络的状态(即拥塞或者误码), 然后反馈至发送端, 同时对经典TFRC机制的吞吐量模型公式进行改进, 最终能够根据实时网络条件动态自适应地调节传输速率. 仿真结果表明, Adaptive-TFRC机制能够有效地提高网络吞吐量, 降低实时业务流的延时抖动, 同时能够进一步改善TCP业务的友好性传输, 从而保证无线网络实时流媒体的服务质量.     

一种新的流媒体拥塞控制算法

提出一种新的拥塞控制算法(TCP MS).该算法更适用于流媒体应用,有更高的带宽利用率、公平性,传输速率也更平滑.不同于传统的利用丢包率和排队延迟来探测拥塞的TCP拥塞控制算法,该算法通过确认数据包的速率来探测拥塞,并在每一轮往返时间内及时调整窗口.该算法提供的拥塞窗口变化更准确,传输速率抖动更小.因此,提高了网络带宽的利用率以及传输速率的平滑性.最后,文章将TCP MS与典型的基于丢包率的TCP Reno算法和基于排队延迟的TCP Vegas算法在带宽利用率、速率抖动以及公平性等方面分别做了比较,仿真结果表明TCP MS是一种理想的流媒体拥塞控制算法.     

具有最小平方误差积分的主动队列管理算法ISE-GPM-PID

随着互联网流媒体应用的增多,流媒体流量在互联网总流量中所占比例越来越大。流媒体流量具有时延敏感和容忍丢包等特点,通常采用UDP协议传输;UDP流量是对TCP/AQM模型的干扰流量,但现有针对TCP长流设计的主动队列管理算法缺乏抗击UDP流量干扰的能力,不能适应互联网视频和音频流量日益增多的局面。利用TCP/AQM模型,设计了一个具有最小平方误差积分,且相角裕度在30°至60°之间,幅值裕度在2至5之间的基于PID控制器的主动队列管理算法ISE-GPM-PID。该算法对UDP流量具有良好的抗干扰能力,能适应互联网流媒体和Web应用日益增多的局面;同时其响应速度快,计算开销小,能用于大时滞网络环境,且鲁棒性好。