视频监控系统中实时流媒体传输控制方法的设计

实时流媒体传输控制是视频监控系统中最为关键的技术之一,其最受关注的问题是传输服务质量(QoS)．与普通传输不同,实时流媒体传输不但需要强实时性和避免传输延迟抖动。而且还要受到网络设备资源的限制．提出一种基于RTP／RTCP协议的流媒体传输控制方法,旨在获得最佳 的流媒体传输服务质量;通过采集RTP／RTCP相关数据获取网络参数和信息,根据反馈动态调整 网络,尽量避免传输延迟抖动,减少丢包率以及防止网络拥塞．在对网络状态的分析的基础上,提出了一种流媒体传输控制方法．这种流媒体传输控制方法提高了图像传输的质量．     

实时传输协议在流媒体中的应用

随着互联网技术的发展和普及，网络中存在大量的需要实现多媒体信息的实时传输.在研究RTP/RTCP等多媒体实时传输协议原理的基础上，对RTP/RTCP在网络多媒体传输中的实现机理以及应用情况进行了实验和消息分析，并给出了针对MPEG格式的媒体数据的具体实现方案.该方案充分考虑了数据压缩、切分及调度、丢包修复及拥塞控制等情况，并编制软件利用上述协议进行了实际的数据传输尝试，说明了这些协议在多媒体数据传输中是有效的，能够很好地实现网络数据的实时传输.     

基于状态确认的卫星链路拥塞控制算法研究

卫星通信中使用传统通信协议Vegas算法进行拥塞控制时，由于无法识别丢包的原因和位置，导致不能充分利用链路带宽，吞吐量降低。为此，提出一种基于状态确认的拥塞控制算法CD-Vegas,在数据传输过程中能够实时判断拥塞可能发生的位置，使得发送端对时延变化做出准确判断，及时调整拥塞窗口，预防并控制拥塞的发生。文中基于OPNET软件设计仿真模型并搭建卫星网络通信所需环境，以吞吐量和丢包率为评估指标，验证算法可行性。仿真结果显示，峰值吞吐量提高11%,最高丢包率降低7‰,有效减少反向拥塞对链路传输效率的影响。     

异类移动网络中的端到端QoS支持

在未来移动实时多媒体系统中,服务质量(QoS)支持是电讯领域里所面临的重要挑战之一,尤其是在3G和B3G移动网络中,IP和实时多媒体流量要求采用端到端的QoS保证,以使其在有线网络和无线网络组成的异类网络中保持一致性.通过实验表明:异类网络的端到端QoS支持可以降低网络拥塞、传输延时、延时波动和丢包率,提高网络整体性能.     

基于场景模型的联合信源信道编码的视频网络传输

提出了一种基于场景统计模型的联合信源信道编码和网络拥塞控制的无线视频网络传输系统．采用MPEG-4分级编码将所有的层划分成几类,由码流对网络拥塞和重建视频质量的影响将其分成几个传输优先级队列,并对其进行不等差错保护．在传输过程中,依据网络状态反馈信息进行自适应的联合信源信道码率分配优化．实验数据表明,该方案对不同特性码流提供较好的保护,针对不同无线网络条件具有较好的适应性,能够明显地提高重建视频质量．     

一个恒价的IP网络实时记费管理机制

提出了一个IPDiffServ实时记费管理机制，它通过在拥塞时执行优化的业务量工程，可以在保持业务类价格不变的情况下快速解除拥塞. 该机制不但可以提高网络的服务质量（QoS）保证能力，而且可以提高网络的抗拥塞能力，也可提高网络提供业务的性能价格比. 仿真结果证明了该机制的优越性.     

IEEE 802.11 MAC帧服务时延分析和在拥塞控制中的应用

针对传统拥塞指示信号(例如平均队长)在无线自组织网络环境中不能有效指示网络拥塞的问题,分析研究了IEEE 802.11协议MAC帧服务时延(FSD),并给出了平均FSD与平均帧长、冲突概率以及饱和站数量之间的关系．分析结果表明:当站的传输概率大于临界值时,FSD随传输概率或饱和站数量的增加急剧增大,显示其对链路层拥塞较为敏感．最后通过仿真验证了FSD作为拥塞指示信号的有效性,与用平均队长指示网络拥塞的方法相比,FSD更能有效的指示网络拥塞,当与TCP协议配合时,能显著改善TCP连接的吞吐量,降低丢包率．     

H.264／AVC网络视频的丢包失真评估

针对新一代压缩编码标准H.264／AVC所使用的新编码技术在网络传输时误码对视频质量的影响,提出一种无参考的H.264／AVC网络视频的丢包失真评估方法．首先对信道误码引起的视频失真进行了分析,然后确定H.264／AVC编码新特性对空时域误码传播及误码掩盖的影响,进而提出一种无参考的H.264／AVC网络视频的丢包失真评估方法．该方法计算复杂度低,适合对实时传输的视频进行质量监控．实验结果表明,使用该方法得到视频序列的MSE(mean square error)与使用全参考视频质量评估方法得到视频序列的MSE具有很好的一致性,相关性超过0.85．     

带宽约束下FGS视频传输非均等错误保护

为了在带宽约束的丢包信道下获得最小的视频传输失真，提出一种基于MPEG-4精细粒度可扩展（FGS）编码的非均等错误保护（ULP）策略.该策略采用前向冗余纠错（FEC）方法进行错误保护，并根据FGS视频增强层之间存在的不同重要性, 对不同的增强层分配不同速率的冗余数据.重要性高的层获得更强的错误保护，而重要性低的层获得较弱的错误保护.建立了平均网络丢包概率和FGS视频率失真之间的关系模型，设计了优化的FEC数据分配算法.在网络仿真器（NS-2）中的模拟结果表明，该错误保护策略可以有效地减少视频失真以及视频质量波动，在10%的平均丢包概率下，可以获得1.5dB的质量提高.     

异构网络中的视频传输服务质量框架

提出了一种无线异构网络中网络感知自适应的视频传输服务质量框架,并描述了完整的框架及框架中的自适应算法。该框架包括可伸缩视频编码模块、服务质量映射模块、带宽估计模块、错误和拥塞控制模块以及接收端的解码输出模块。优点在于:拥塞控制和错误控制机制更加有效;网络条件恶劣时视觉质量平滑下降;网络资源能够有效地被利用。仿真结果证明了自适应服务质量框架性能的改善。     

一种编码感知路由低时延数据传输算法

当前的编码感知路由算法在数据包编码时采用基于机会的网络编码策略,不会推迟数据包的转发来等待未来的编码机会,这样会降低网络编码对时延的贡献.为克服以上问题,提出了一种基于缓存管理的编码感知路由低时延数据传输算法.在编码节点,该算法采用基于队列长度的数据包决策策略来替代现有编码感知路由算法中的基于机会的网络编码策略.该算法在数据传输阶段之前引入了网络时延训练阶段,使编码节点获得了基于队列长度策略的最优阈值.仿真结果表明,在网络拥塞的情况下,此算法比传统的基于机会的网络编码策略具有更低的数据包传递时延和数据包丢失率,并且具有更高的吞吐量.     

无线环境下保证QoS的传输层拥塞控制机制

讨论了在无线信道条件恶化时,如何根据用户的服务质量(QoS)要求降低传输控制协议(TCP)发送速率的最佳参数值,在此基础上给出了2种调节TCP拥塞口的算法. 目前在无线环境下的TCP拥塞控制研究一般考虑如何提高吞吐量,出现误码丢包时不减小拥塞窗口的大小,这种设计导致了数据发送可靠性的降低. 本方案则同时考虑吞吐量要求和可靠性要求,很好地解决了无线环境下TCP吞吐量和用户的QoS要求. 仿真结果证明,该机制有效地保证了用户的QoS要求,又不会过多降低系统吞吐量.     

一种可扩展RTCP控制框架的研究

在实时传输控制协议(RTCP)扩展协议基础上提出了适用于特定源端组播应用的RTCP控制框架。该控制框架支持RTCP扩展前后2种版本共存,且在大规模组播应用中能有效减小反馈流量对核心网络资源的占用,并能提高源端响应网络拥塞的速度。     

LSTM-Based Adaptive Modulation and Coding for Satellite-to-Ground Communications

Satellite communication develops rapidly due to its global coverage and is unrestricted to the ground environment. However, compared with the traditional ground TCP/IP network, a satellite-to-ground link has a more extensive round trip time (RTT) and a higher packet loss rate, which takes more time in error recovery and wastes precious channel resources. Forward error correction (FEC) is a coding method that can alleviate bit error and packet loss, but how to achieve high throughput in the dynamic network environment is still a significant challenge. Inspired by the deep learning technique, this paper proposes a signal-to-noise ratio (SNR) based adaptive coding modulation method. This method can maximize channel utilization while ensuring communication quality and is suitable for satellite-to-ground communication scenarios where the channel state changes rapidly. We predict the SNR using the long short-term memory (LSTM) network that considers the past channel status and real-time global weather. Finally, we use the optimal matching rate (OMR) to evaluate the pros and cons of each method quantitatively. Extensive simulation results demonstrate that our proposed LSTM-based method outperforms the state-of-the-art prediction algorithms significantly in mean absolute error (MAE). Moreover, it leads to the least spectrum waste.     

一种基于MPLS业务量工程的选路机制

分析了诸如受限路由等传统QoS路由机制"业务震荡现象"出现的原因,给出了呼叫级QoS路由和分组级QoS路由的概念,在此基础上提出了多标签QoS路由机制(MLR),作为一种分组级QoS路由机制,多标签QoS路由机制不仅能够从理论上避免业务震荡现象的出现,同时由于采用了业务量工程的业务均衡的思想,从而提高了全网的业务性能指标,仿真的数据结果可以在同时运行实时业务和非实时业务下得到。     

一种提高交换式网络服务质量的算法

服务质量QoS是提高网络性能的一种保障机制.它可以区分实时数据和普通数据,使实时数据及时得到服务,降低实时数据的响应时间.探讨了在交换式以太网中的QoS实现:先采用令牌桶对输入的数据流整形,采用尾部丢弃算法管理队列;在基于流的加权公平队列(WFQ)基础上,提出考虑优先级的WFQP算法调度数据包到出口链路.最后采用OPNET对这些技术进行仿真,分析和仿真结果表明,WFQP算法进一步提高了网络的实时性能,更有效地保证了实时信息的传输.     

保证混合业务质量的跨层OFDMA资源分配方法

提出了一种新的跨层正交频分多址（OFDMA）系统资源分配方法,其综合考虑了无线信道的时变特征和媒体接入子层（MAC）业务质量（QoS）要求,将MAC层分组调度和物理层的OFDM子信道分配及自适应调制编码进行联合设计,目的是在保证实时时延敏感业务和非实时业务的QoS基础上最大化系统吞吐量。在子载波分配过程中,分别采用了信道依赖的最早预期 (CD-EDD)算法和 最小速率需求(MRR)算法,对实时时延敏感业务和非实时业务进行调度。基于IEEE 802.16标准建立了动态仿真模型对算法性能进行评估,结果表明较传统的最大信噪比方法在系统吞吐量相近的基础上对时延特性、用户公平性方面有较大性能提升。     

南水北调工程异构网络下的视频监控方案

针对南水北调中线工程在异构网络下的视频监控传输问题,提出了一套包括基于网络状况的带宽评估方法,以及参数可调的网络视频编码传输方式的异构网络视频监控解决方案.该方案对南水北调工程异构网络环境下视频监控系统的整体架构进行了设计,并基于实时传输协议/实时传输控制协议(RTP/RTCP)对网络参数进行了评估.在得出的网络带宽评估结果基础上,设计了一种码率可调的编码传输方案.最后结合所实现的系统,对系统性能进行了详细测试和分析.通过在南水北调中线工程的实际应用证明,本系统能够对当前带宽下的视频编码进行优化,提高异构网络下的视频编码传输效率,且性能指标达到了4路720P视频监控的设计要求.