丢包对音频流体验质量的影响分析

分组网络中丢包对音频流媒体用户体验具有显著影响,为了深入分析两者间的相关性,设计了丢包可控的多媒体仿真传输实验平台,采用回归分析,建立了编码方式、RTP分组间隔等多因素限定下丢包率与体验质量间的映射模型。该模型计算复杂度低,可实时预测丢包对体验质量的损害。     

基于网络丢包的网络视频质量评估

针对传统的视频质量评估模型对于在包交换网络中传输的压缩视频（网络视频）进行质量评估的局限性,如对视频质量进行评估时实时性差、没考虑人眼的视觉感知等问题,提出了一种基于网络丢包的网络视频质量评估模型。该模型采用了统计学理论,它可根据视频编码、封装传输的特点,通过可量化的评价指标来评定视频质量受网络丢包的影响程度,以评估网络视频质量。利用该模型进行网络视频质量评估,不仅资源开销小、实时性好,而且特别适合对实时传输的视频流进行视频质量评估。为了验证该模型的正确性与可靠性,采用它与MPQM模型分别对受系列丢包率影响的视频序列进行了评估实验。实验结果表明,该模型的评价结果能较好地吻合MPQM模型的评价结果,且符合人眼的视觉效果。     

一种视频质量监测系统的设计与实现

网络服务提供商希望能从用户的角度了解目前网络所提供的服务质量,而用户也希望获得定量的指标来评价当前网络服务质量。为此,以视频质量监测为研究对象,提出一种面向用户体验质量的网络监测系统。通过实验分析了网络传输过程中QoS参数对视频QoE的影响;提出一种将视频流转化为测试序列的视频丢包测量方法,该方法能低入侵、准确测量视频传输过程中的丢包情况;基于以上的研究成果,通过对MIB库的扩展和对MIB库轮询机制的研究,构建了面向QoE的视频服务监测系统,该监测系统结构简单、可行性强,实验表明可实时对网络中的视频服务质量进行监测。     

IP网络中视频流QoE评价模型

网络视频业务的兴起使网络运营商和服务提供商更加关注视频的用户体验（QoE）,然而视频用户体验（QoE）值由于其主观性且评价过程复杂,难以在视频流传输中实时获取。通过实验分析了视频传输过程中服务质量（QoS）参数变化对视频QoE的影响,建立了客观、可测量的QoS参数与视频QoE之间映射模型,用可量化的QoS参数来评定视频QoE受网络性能的影响程度,以评估网络视频质量,该模型形式简单,能够实时监测视频质量。实验结果表明,该模型的评价结果能较好反映视频QoE。     

基于决策树的流媒体视频用户体验质量评测模型研究

文章提出了一种基于决策树的无参考视频用户体验质量评测模型。该模型通过从网络物理层包级别和应用层视频帧级别提取一系列描绘视频特性及网络丢包和时延损伤的特征参数,采用决策树统计学习方法对流媒体服务的用户体验质量进行评测。其中,所有特征参数仅从网络视频数据包的包头部分提取解析,不涉及视频流的解码,从而大大降低了模型的计算复杂度,使评测模型具有独立于视频编码方式的优点。决策树统计学习方法具有分类速度快、可读性高等特点,可以保证实时得到用户体验质量评测结果,同时也可以给出特征参数的相对重要性,为未来的研究工作提供理论依据。实验结果显示,与其他仅考虑单一或部分特征参数的模型相比,同时考虑视频特性及网络丢包和时延损伤的评测模型在预测结果的准确性和一致性方面均有较好的表现。该模型可用于流媒体服务质量实时监控系统。     

基于丢包率预测的视频传输纠错算法

为解决视频图像在互联网中进行传输时,其质量易受网络丢包率、时延等因素的影响而显著降低的问题,提出了一种基于丢包率预测的视频传输纠错算法。该算法采用隐马尔可夫模型预测网络丢包率,根据丢包率的大小自适应地选择FEC或ARQ对视频图像进行纠错操作。当预测出的丢包率较高时,为避免FEC算法在丢包率较高时降低带宽利用率,采用选择性ARQ算法恢复丢失的视频数据包,并通过限制其重传次数使视频传输的实时性得到了保证;当预测出的丢包率较低时,则采用优化了RS冗余值的FEC算法进行纠错操作。在OPNET modeler中进行的仿真实验表明,与HARQ算法相比,使用该纠错算法,视频图像的PSNR的平均值提高了1.6 dB,平均时延减少了0.24 s左右。该算法不但降低了视频传输的平均时延和丢包率,而且提高了接收端视频图像的重建质量,具有复杂度低、实现简单的特点。     

一种嵌入视频流的丢包自测量方法

现有的丢包主动测量方法是通过探测流的丢包信息去推测网络的丢包特性,进而推测特定应用流的丢包,测量结果不能准确获知某一给定应用流的丢包情况.由于丢包通常属于短时间、小概率事件,要更加准确地测量丢包就意味着需延长测量时间,或者提高探测流的发送速率以及时发现丢包,这将不可避免地增加网络的额外负载.分析了不同类型帧损伤的影响,并以MPEG-4,H264 视频为研究对象,通过对其码流结构特点及RTP 封装策略的分析,提出一种将测量信息嵌入到视频用户数据域(User_Data)的丢包测量方法PLBU(packet loss measurement based on User_Data).该方法利用视频码流信息完成对丢包的探测,不影响视频的正常播放,不需要注入新的探测流,极大地降低了因测量而引入的额外负载.NIST Net 及Planetlab 等实验结果表明,该算法不仅丢包测量准确性高,且可提供丢包所属视频帧类型等信息,如视频中I,P,B 帧的数据包丢失的情况.借助该测量方法,服务提供商可评测网络视频流丢包,并分析视频体验质量(QoE)变化情况,且不受视频流在网络传输中的优先级影响.     

基于Java的实时流媒体传输自适应调节方法和实现

文章介绍了RTP、RTCP等网络传输协议。对网络视频传输的各种控制方式进行了阐述,分析了影响制约视频传输的主要因素,丢包率、延时和延时抖动是对流媒体传输质量的主要评价指标。通过研究,引进了一种自适应视频码率调节方式,本方法对传统的视频传输控制方法AIMD(Additive Increase Multiplicative Decrease,和式增加,积式减少)方式进行了改进,减少了由于AIMD调节过程中产生的视频的剧烈抖动,保证了视频传输过程的稳定性和连续性。并且在客户端采用了双缓冲技术,可以降低视频传输的抖动影响,减少了视频传输中画面的停顿和闪动,保证了视频播放的流畅性,提高了用户体验。最后运用Java语言的JMF(Java Media Framework)技术,对上述方法进行了编程实现,实现了在Java下的视频自适应传输,通过实际测试,此方案在画质和丢包率方面得到了明显的改善。     

命名数据网络中基于自适应转发的拥塞控制机制

为了提高命名数据网络NDN(Named Data Networking)中视频数据的可靠传输,站在客户端的角度,提出一种基于自适应转发的拥塞控制机制AFCCP(Adaptive Forward Congestion Control Policy)。AFCCF以网络丢包最小化为目标,为接口的选择建立马尔科夫模型,通过前一时间间隔链路的状态,自适应地选择最佳的转发接口,减少兴趣包向拥塞链路的转发,降低网内的丢包数目,实现网络拥塞控制。在此基础上,AFCCF针对视频数据内部属性,考虑解码端特点,在网络发生丢包时,选择性地对数据包丢弃,实现视频内部重要数据的可靠传输。仿真结果表明,AFCCP在较低时延的条件下,实现网络较小的丢包率,增加用户接收数据包的数量,从而改善用户获取数据体验。     

一种基于视频分类的码率自适应算法

流媒体的码率自适应算法依据网络状态动态调节视频块的码率,提升用户体验质量,但忽略了视频类型的差异对用户体验质量的影响,导致算法性能下降。提出区分视频类型特征的码率选择算法C-ABR。设计相应的用户体验质量效用函数,使用强化学习算法训练模型A3C,提升用户体验质量。实验结果说明,相对于典型的码率自适应算法Pensieve和MPC,C-ABR算法用户体验质量分别提升22.7%和50.4%。     

Packet loss rate mapped to the quality of experience

In order to study the influence of packet loss on the users’ quality of experience QoE and establish the Mapping model of the two when the video transmit in the network, building a NS2?+?MyEvalvid simulation platform, by the method of modifying QoS parameters to simulate different degrees of packet loss, focus on the influence of packet loss on QoE and establish the mapping model between them. Experimental results show that, packet loss has a significant influence on Quality of experience. Packet loss rate and the Quality of experience presents a nonlinear relationship, and use Matlab to establish the mapping model, this model’s accuracy is high, easy to operate, can real-time detect packet loss has influence on the user’s quality of experience (QoE).     

一种改进的3G无线网络丢包模型及仿真方法

通信系统的可靠性仍有待提高,无线网络的丢包问题是网络应用研究中比较重要的问题。通过对通信信道建模,利用计算机进行信道仿真,可以不完全依靠实际的网络而进行相关网络应用的分析实验。基于马尔可夫Gap模型,提出了一种改进的网络丢包模型,并基于该模型进行了分析和仿真实验。该方法不仅考虑了长时间的网络丢包状况,同时考虑了相邻丢包之间的相互关系,能够比现有模型更加准确地描述3G网络的丢包特性。     

卫星终端突发性业务模型与排队性能分析

随着卫星网络在应急通信中的应用,卫星终端业务的种类不断增加,业务流量可瞬间增大,具有明显的突发性,终端上的数据流量数据呈现出自相似性。利用时间间隔服从重尾分布的ON/OFF叠加模型产生卫星终端的自相似业务流量,并讨论了自相似业务流量输入对卫星终端的丢包率、时延和时延抖动的影响以及对有效带宽的需求。通过仿真,得出了网络终端业务丢包率、时延、时延抖动与系统缓存之间的关系,在此基础上,提出了减少时延、降低丢包率的思路,在带宽和缓存受限的情况下,为信息的高效传输提供了理论依据。     

无线Ad hoc网络中的丢包分析模型研究

针对无线Ad hoc网络中的丢包现象,假设网络中节点的丢包率是与归一化吞吐量有关的,并且在此假设的基础上提出一种分析丢包率的数学模型,利用这种模型可以一定程度的解释无线Ad hoc网络中的丢包。仿真结果表明利用该模型的理论分析结果与仿真结果具有相当的相似性,表明该模型在一定程度上解释了无线Ad hoc网络中的丢包问题。     

Effect of Network Quality on Player Departure Behavior in Online Games

Understanding the impact of network conditions on player satisfaction, which is one of the major concerns of network game designers, is a popular research topic. Of the various ways to gauge user satisfaction, in this paper, we focus on how network quality affects a player's decision to leave a game prematurely. To answer this question, we analyze a 1,356-million-packet trace from a large commercial massively multiplayer online role-playing game (MMORPG) called ShenZhou Online. We show that both network delay and network loss significantly affect a player's decision to leave a game prematurely. It is feasible to predict whether players will quit prematurely based on the network conditions they experience. The proposed model can determine the relative impact of different types of network impairment. For our traces, the degrees of player intolerance to network delay, delay jitter, client packet loss, and server packet loss are in the proportion of 1:2:4:3 approximately. The model can also be used to make system design decisions. Through simulations, we show that by prioritizing server processing according to the goodness of network conditions, employing dejitter buffers, or replacing TCP with a more lightweight transport protocol, the probability of premature departure can be significantly reduced. In this way, we demonstrate how our model of players' network experience provides feedback for the design of online games.     

自相似流量下包丢失的尺度特性

IP网络上的设备故障与流量拥塞经常导致网络数据丢包现象,研究网络上丢包行为的特性对于拥塞控制机制的设计、网络性能分析和服务质量保证都具有重要意义。文章基于ON/OF模型构造了具有长相关性包到达过程的链路流量,研究了在单路复用网络模型上的丢包特性,分析了丢包过程中体现的长相关特性,以及流量长相关性、缓冲区大小、输出链路速率因素与其长相关特性的关系。     

基于NewReno拥塞控制机制的TCP分组乱序影响分析

报文乱序是互联网中普遍存在的现象,深入理解互联网报文乱序的行为属性和影响,对于设计高性能网络协议和新型网络设备体系结构、优化网络整体效能具有重要的意义。本文建立了NewReno拥塞控制算法的工作模型,通过实验验证了模型的有效性。基于该模型,分析报文乱序对TCP连接的影响,发现乱序报文对TCP连接吞吐率的影响显著,而且乱序报文的影响与报文丢失率紧密相关:当报文丢失率较低时,报文乱序会导致TCP连接的吞吐率急剧下降;当丢失率较高时,报文乱序的影响比较小。这些结论可为报文乱序友好的网络协议和新型网络设备体系结构的设计提供指导。     

Switched system approach to stabilization of networked control systems

Stabilization problems of networked control systems (NCSs) with bounded packet losses and transmission delays are addressed. We model such NCSs as a class of switched systems, and establish stabilizing conditions in the form of matrix inequalities by using packet‐loss dependent Lyapunov functions. By solving the inequalities, packet‐loss dependent controllers are designed for two types of packet‐loss processes: one is an arbitrary packet‐loss process, and the other is a Markovian packet‐loss process. Several numerical examples and simulations are worked out to demonstrate the effectiveness of the proposed design techniques. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Fault tolerant control for networked control systems with packet loss and time delay

In this paper, a fault tolerant control with the consideration of actuator fault for a networked control system (NCS) with packet loss is addressed. The NCS with data packet loss can be described as a switched system model. Packet loss dependent Lyapunov function is used and a fault tolerant controller is proposed respectively for arbitrary packet loss process and Markovian packet loss process. Considering a controlled plant with external energy-bounded disturbance, a robust H _∞ fault tolerant controller is designed for the NCS. These results are also expanded to the NCS with packet loss and networked-induced delay. Numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed design method.