QoS是什么意思在线翻译读音例句

兰州理工大学

硕士学位论文

流媒体传输中的QOS研究与实现

姓名：***

申请学位级别：硕士

专业：通信与信息系统

指导教师：余冬梅;张秋余

20070901

流媒体传输中的QOS研究与实现

作者：魏明丽

学位授予单位：兰州理工大学

1.学位论文邹群基于UDP的流媒体传输拥塞控制机制研究2008

近几年宽带网络的普及，以及多媒体技术的不断提高，促使流媒体技术快速发展。在远程教育、视频点播、视频会议等领域，流媒体占据了越来越

重要的地位，已经成为Internet应用的热点。但随之带来许多的问题，拥塞控制就是其中一个较为突出的问题。

由于流媒体自身传输的低时延，平稳的传输速率等特点，使得目前流媒体通常都在UDP上进行传输。但是UDP缺乏拥塞控制，不能与TCP流公平竞争带

宽。一旦发生拥塞，TCP流进行拥塞控制降低速率，UDP流抢占TCP流带宽资源，导致拥塞没有得到有效解决，严重影响了流媒体的服务质量。

为了解决这个问题，本文提出了拥塞控制机制MDCC。MDCC采用了将端系统和路由器拥塞控制结合的方式。在端系统方面，本文比较了当前TCP友好端

系统拥塞控制算法，选择出比较适用于流媒体传输的端到端的拥塞控制算法TFRC作为端系统拥塞控制。在路由器算法中，RED是路由器的经典算法，但是

RED存在参数难配置、不能兼顾QoS的问题。本文对RED进行了改进，将区分服务思想和RED算法结合，提出了DARIO-C算法。该算法不但解决了参数难配置

问题，而且能做到对不同流的分级处理、兼顾了流媒体的QoS要求。然后将路由器算法DARIO-C与端系统TFRC结合，提出了基于UDP的流媒体拥塞机制

MDCC。MDCC将TFRC进行了简单的调整以便和DARIO-C算法协调工作。最后对MDCC进行了仿真，通过比较分析验证了其有效性。

2.学位论文吴东TCP友好拥塞控制研究2006

随着多媒体技术和网络技术的飞速发展，可视电话、远程教育、视频会议等流媒体应用逐渐发展成为Internet的主要业务。但面对流媒体应用的蓬

勃发展，Internet并不能为其提供良好的传输环境，造成流媒体传输时数据包大的延迟和丢失，导致流媒体播放时不清晰、不同步、播放停顿等质量问

题。网络工作者研究发现，产生上述问题的主要原因是流媒体应用使用的传输协议缺乏比较有效的拥塞控制机制，使其传输时的数据流既不能满足流媒

体传输的要求，又不能和其它数据流特别是TCP流公平共享带宽。因此，针对流媒体应用提出的TCP友好拥塞控制是当前网络协议研究的一个热点。

比较近些年提出的TCP友好拥塞控制机制，可以得知由Floyd等人提出的TFRC是较为优秀的。TFRC使用丢失事件率判断网络的拥塞状况，改进了其它

机制检测到单个丢包就急剧减少发送速率的缺陷，因此它的发送速率比较平稳，更适合流媒体传输使用。另外，因为它使用TCP的吞吐量公式对发送速率

进行调整，所以获得了更好的TCP友好性，能和TCP流较为公平的共享带宽。但随着对TFRC研究的深入，研究者发现它不能满足流媒体传输时具有最低传

输速率的要求，在网络发生轻微拥塞时会引起无效传输。因此，有人提出了TFRC的改进机制TC-TFRC。该机制强制流媒体在网络发生轻微拥塞时按最低传

输速率发送数据，并且还使用“可容忍暂态计时器”技术限制TC-TFRC在拥塞时按最低传输速率发送数据的时间，保持了TC-TFRC的TCP友好性。实验结果

表明TC-TFRC能解决TFRC存在的问题。

可我们对TC-TFRC的进一步研究发现，该机制的“可容忍暂态计时器”和发送速率调整方式还存在不足，导致使用TC-TFRC时出现了在网络发生严重

拥塞的情况下多发数据、在传输过程中多占用空闲带宽、缓冲区溢出等问题。因此，本文提出ETFRC针对TC-TFRC的不足进行改进，主要的工作包括以下

两方面：

1.改进TC-TFRC“可容忍暂态计时器”的计时时间的设置方式。因为TC-TFRC将“可容忍暂态计时器”的计时时间设置为经过多次实验得到的一个值

，并没有考虑网络拥塞程度的影响，从而造成TC-TFRC在网络拥塞比较严重的情况下会过多的发送数据，进一步恶化网络拥塞状况。因此，我们认为“可

容忍暂态计时器”的计时时间必须和当时的网络状况有关，网络拥塞越严重，计时时间就要越短。在此思想的指导下，本文提出通过引入速率差来判断

网络拥塞状况并以此动态设置西江月夜行黄沙道中的西江月是什么 “可容忍暂态计时器”的计时时间。实验结果表明改进后的控制机制能解决TC-TFRC固定时间设置方式带来的多发送数据的

问题，在网络拥塞越严重的情况下改进效果越好，有利于网络拥塞的解决。

2．改进TC-TFRC发送速率的调整方式。接收端缓冲区是流媒体实现的关键因素，但TC-TFRC没有考虑流媒体传输过程中发送速率对接收端缓冲区的影

响，导致其在保证TCP友好性的前提下盲目的增长发送速率，由此造成缓冲区溢出、占用过多的带宽等问题。因此，本文提出在接收端加入缓冲区监控

，并实时给发送端反馈缓冲区状态，使发送端在传输过程中根据接收端反馈的缓冲区状态和检测到的网络状态调整发送速率。另外，本文还提出当接收

端缓冲区中的数据能保证流媒体的播放质量时，发送端就不应再增加发送速率，以免过多占用网络的空闲带宽。实验结果表明改进后的控制机制可以获

得很好的发送速率平稳性，更加适合流媒体传输使用，并且能在保证流媒体播放质量的情况下不多占用空闲带宽。

3.学位论文范英磊无线流媒体传输的服务质量关键问题研究2007

无线技术的发展，使得无线环境乃至移动环境下开展流媒体业务逐渐成为现实。但是无线网络和有线网络的拥塞、无线信道高的误码率和时变特性

、网络和终端用户的异构性、终万事不关心 端待机时间和便携性的要求等使得无线网络中流媒体传输能力受到限制。如何合理的利用网络资源、有效控制传输中的

拥塞和错误、为用户提供尽可能满意的服务质量、提高运营商的收益是无线流媒体传输服务质量研究的关键问题。

本文在系统地分析流媒体传输特点和已有无线流媒体服务质量保障机制优缺点的基础上提出了一种端到端的无线网络下流媒体服务质量框架，介绍

了其中的每一个重要模块。并对其中的错误控制机制、拥塞控制机制、服务质量映射算法等进行了详细描述：

1)拥塞控制机制。在拥塞控制中将链路层的服务质量指数映射为所需要的带宽。并根据网络条件的变化自适应调整服务质量指数要求。另外，针对

传统的拥塞控制机制将所有丢包都判断为拥塞所致的不足，提出了一种更加有效的无线流媒体拥塞控制机制。首先判断丢包原因，如果为误码所致则不

进行拥塞控制；如果两种原因都有，则根据拥塞导致的丢包率估计带宽。所依据的带宽估计更加准确，从而使得拥塞控制更加有效。

2)错误控制机制，针对传统的错误控制机制根据丢包率高低单调增加冗余信息错误控制同时可能造成网络拥塞的缺陷，一些控制策略根据经验值增

加冗余信息无法达到较理想的错误控制效果的不足以及混合的ARQ/FEC机制对网络条件要求苛刻和算法复杂等缺点。根据流媒体内容重要性的不同和网络

条件的变化自适应调整数据包和冗余包的比例。并且将错误控制中数据包和冗余包的分配比例映射为接收端失真减小的量。使得错误控制的结果是在当

时网络条件下失真最小。

3)服务质量映射算法，服务质量在传输协议的各个层通过不同的参数进行衡量，我们最终关心的是在终端用户感知的视觉质量。底层服务质量如丢

包率、包的延时和延时抖动等的改进在一定程度上能够提高最终的视觉质量。但是应用层服务质量的改善跟底层的服务质量之间没有必然的联系。因此

，我们进行了流媒体服务质量映射算法的研究，将底层可以感知或可以模拟的服务质量映射为最终的图像失真或峰值信噪比等。服务质量映射的另一个

应用是将链路层服务质量的要求翻译成所需要的带宽。

4.期刊论文汪学舜.余少华.戴锦友.罗婷.g基于累积时延的流

媒体传输模糊拥塞控制-计算机科学2010,37(7)

为保证网络流媒体传输质量,在流媒体的传输中需要采用有效的拥塞控制策略.结合流媒体数据对时延敏感的特点,提出了一种基于累积时延的模糊拥

塞控制算法,该算法在流媒体数据流传输过程中检测和跟踪其时延,在转发分组数据前,根据容忍时延阈值,丢弃超时数据包,减少不必要的带宽浪费,并且

对所士不可以不弘毅的启示 到达的数据流按照累积时延进行优先级分类,把全局性缓冲区和各队列的局部性缓冲区按照正常、拥塞避免和拥塞的规则划分为3个具有交叉过渡域

的阶段,然后采用整体和局部相结合的拥塞控制方法,实现队列调度过程中的模糊处理,从而对网络拥塞进行有效的控制.理论分析和实验结果表明,使用基

于累积时延的模糊拥塞控制算法,能有效改善流媒体的传输性能,是解决流媒体传输拥塞控制的有效途径,并能对提高网络性能起到重要作用.

5.学位论文李梅无线TCP友好拥塞控制研究2008

近年来，Internet中涌入了大量的音频、视频等实时流媒体应用，如视频点播、IP电话、远程教育等等。随着无线网络技术的迅速发展，实时流媒

体流业务将在无线网络中得到广泛的应用。流媒体数据是按照一定的编码速率生成的，为了确保流媒体的播放质量，发送方的发送速率应该满足一个最

低发送速率的要求，如果发送速率小于该速率则传输的数据为无效数据，即使能正确及时传输到接收方也不能被正确播放。目前大多数流媒体都是基于

面向非连接的UDP协议的，而UDP协议没有拥塞控制机制，当大量无拥塞控制的UDP流和有拥塞控制的TCP流共享网络带宽时，前者将不公平地获得大量带

宽，大大抑制了TCP流的吞吐率，最终可能导致拥塞崩溃。因此研究无线环境下既能保证流媒体业务的实时传输又能和TCP公平分享带宽的TCP友好拥塞

控制机制具有重要意元宵节的传统节日风俗有哪些 义。

目前提出的适合流媒体传输的TCP友好拥塞控制机制都是基于有线网络的，以丢包作为网络拥塞指示信号，它们在有线网络中拥有良好的性能。然

而将它们直接用于无线网络中，其性能会下降，因为在无线网络中，无线链路会受到干扰和噪声的突发性的影响，具有很高的误码率，这就使得无线信

道中由于链路错误造成的丢包与由于拥塞造成的丢包并存，以丢包作为拥塞信号的TCP友好拥塞控制机制因无法区分无线误码丢包和拥塞丢包，会过度

减速，甚至以低于最低发送速率的速率传输数据包，从而造成无效传输，使得传输吞吐量变低，严重影响流媒体的播放质量。

由Floyd等人提出的TFRC(TCP-FriendlyRateControl)机制是目前公认的比较优秀的基于有线网络的TCP友好拥塞控制机制，它在确保TCP友好性

的同时，又具有较平滑的发送速率，更适合流媒体数据的传输。但是直接将TFRC应用于无线网络，其性能将大幅度下降，因为TFRC是以丢包为拥塞信

号触发拥塞控制机制的，而在无线网络中存在大量无线误码丢包，TFRC因无法区分拥塞丢包和无线丢包，会过度减速，网络吞吐量大大降低。

另外，TFRC在调整发送速率时，没有考虑到流媒体应用的最低发送速率的要求，可能会以低于最低的速率发送数据包，造成无效传输，浪费网络带

宽。

本文在TFRC算法的基础上，针对TFRC算法在无线环境中因不能区分拥塞丢包和无线丢包而造成性能下降的问题，提出了一种适合流媒体传输的无线

TCP友好拥塞控制机制DTFRC，在接收端引入丢包区分机人生必读的30本好书 制，利用单向时延来区分拥塞丢包和无线丢包。实验结果表明DTFRC能正确区分拥塞丢包和无线

误码丢包，发送速率维持在较高水平，无线带宽利用率维持在较高水平。

本文兼顾流媒体传输服务质量以及TCP友好性，针对TFRC拥塞控制机制在无线网络中不能正确区分拥塞丢包和无线误码丢包，从而过度减速，甚至

以低于最低发送速率的速率发送无效数据，大大降低网络吞吐量，影响流媒体播放质量的问题，在DTFRC算法的基础上，提出了一种在无线网络中确保

最低发送速率的TCP友好拥塞控制机制WNMR-TFRC，在接收端根据数据包的单向时延来判断丢包情况，在发送端引入“可容忍暂态计时器”技术，当发送

端计算出的TCP友好发送速率小于流媒体应用要求的最低发送速率时，强制发送端根据当前的网络拥塞程度，在一定时间内以最低发送速率发送数据

，确保流媒体应用的播放质量。实验结果表明WNMR-TFRC能正确区分拥塞丢包和无线误码丢包，发送速率维持在较高水平，在网络空闲和拥塞时的发送

速率都不低于流媒体应用要求的最低发送速率，不但确保了流媒体的播放质量，同时也保持了TCP友好性。

6.学位论文陆俊协同工作应用层叠加组播研究2005

应用层组播研究，尤其是应用层叠加组播研究，是近年来网络研究领域新兴而重要的研究方面，是实现新一代网络交互应用的关键技术。本文针对

协同工作CSCW研究领域关键技术群组通信应用需求，以应用层叠加组播作为研究对象，就协同工作中的应用层叠加组播展开研究，重点研究支持协同工

作Qos传输的叠加组播框架以及其中三个关键问题(均衡路由、异质传输与流媒体拥塞控制)。主要创新性研究工作如下：

(1)提出一种叠加组播双测度均衡路由算法。针对协同工作中不同数据类型需要不同Qos转发路径需求，结合组播路由算法的基本问题，通过均衡门

限控制实现双测度均衡基本算法；并对基本算法进行预测性扩展，提出双测度预测均衡路由算法，通过动态估计路由选择测度，提高算法网络动态变化

环境中的稳定性。

(2)提出一种叠加组播测度量化均衡路由算法。在双测度均衡算法定性分析基础上，进一步对均衡问题进行定量分析，将均衡问题抽象为多目标优化

问题并对其进行最优化建模，并通过非劣解理论分析其理论解性能；通过对Qos路由选择中两个重要测度叠加延迟与节点接入带宽进行量化均衡，测度归

一化、均衡加权参数定量控制路由测度间的均衡调整，实现按照不同类型数据的Qos有效调整路由机制，提高传输机制转发效率，降低协同工作的网络代

价。

(3)提出一种基于边缘节点控制的叠加组播异质传输基本方案。在均衡路由研究基础上，针对协同工作中异质性传输支持，对叠加节点接入带宽进行

Qos量化分级以及基于边缘节点的用户分级接入控制，实现单一叠加组播树内协同数据的异质转发和动态用户接入控制，实现协同工作中异质性传输分级

服务控制。

(4)提出一种基于节点层次聚类的叠加组播异质传输优化方案。针对组播服务扩展性与分级服务中过量服务问题，在异质传输基本方案基础上，通过

对叠加节点进行层次聚类优化，进一步压缩机制通信开销与严格分级接入服务，提高方案的可扩展性与优化异质传输分级服务。

(5)提出一种基于多时间尺度网络预测的TCP友好拥塞控制机制，用于改善流媒体传输性能，尤其是降低包丢失率、优化节点队列性能、保持传输平

滑性，改进流媒体一致服务质量传输性能。方案将网络流量预测与通用TFRC方案融合，增加机制跟踪预测网络持久变化趋势能力，在此基础上调节发送

速率而使流媒体获得较好的服务质量传输。

(6)提出一种可扩展叠加组播拥塞控制模型与基于该模型的流媒体叠加组播拥塞控制机制。针对组播拥塞控制可扩展性需求与流媒体Qos传输特点

，可扩展叠加组播拥塞控制模型对现有模型进行速率、反馈与数据转发三方面可扩展性的功能扩展；在提出模型基础上，针对协同工作流媒体传输，实

现一种支持流媒体传输的可扩展叠加组播拥塞控制机制，将叠加网络hop-by-hop特性与组播拥塞控制有效结合，通过速率控制与反馈抑制的可扩展性设

计以及条件存储-适宜转发策略，有效实现协同工作流媒体可扩展叠加组播拥塞控制。

(7)提出一种协同工作叠加组播服务QAMcast模型。在已有叠加组播模型基础上，针对协同工作具体应用Qos传输需求，提出QAMcast模型。模型研究

目的是在协同工作信息(包括协同组成员信息，网络分布信息与网络状态信息)已知条件下，更有效实现协同工作中交互协同实时数据类基于叠加组播的

Q描写初夏的诗 os保证的数据传输与控制。

应用层组播研究作为IP组播应用扩展，独立研究时间较短，其中算法与理论模型都有待完善，因此具有较高的学术价值与实用价值。本论文所做应

用层叠加组播相关研究试图解决协同工作中存在的一些问题，实现应用层组播研究向实用化进展。

7.会议论文娄巍流媒体传输中的速率控制技术2008

随着网络技术的飞速发展，基于流媒体传输的视频应用得到了迅速的发展。流媒体由于其特有的属性决定了其在网络中传输需要采用一些特定的技

术。本文对网络环境下视频传输的速率控制技术作了详细分析。

8.学位论文黄红波一种改进的流媒体传输拥塞控制算法2006

随着网络技术的发展及链路带宽的不断提升，Internet上承载的音频、视频流业务日益丰富。这些新兴的多媒体应用需要网络提供端到端的QoS控制

和保证。然而，目前的Internet缺乏有效的管理，局部的拥塞经常发生，导致网络性能下降、分组丢失和时延抖动，甚至网络崩溃。如何对流媒体进行

拥塞控制，从而保证未来Internet的公平性和稳定性是目前网络研究中最重要的问题之一。

拥塞控制作为避免和控制网络拥塞的重要手段，不仅对提高网络的性能和效率有重大影响，也是提高网络服务质量能力的前提和基础。传统的TCP拥

塞控制机制不适合于流媒体传输，要保证流媒体传输的服务质量，一种可行的途径是由路由器参与拥塞控制。

在通信网络中，负载不均衡或部分网络失效常常会引起网络拥塞问题，导致业务的服务质量下降。MPLS流量工程通过更为灵活的方式在多条链路上

实现负载分担，可以改进网络资源利用率，当链路或节点失效时，能够提供快速的恢复机制。为了在MPLS网络的约束路由机制中实施拥塞控制，在传统

的QoS约束路由的基础上，加入节点拥塞度约束，在保证用户流QoS请求的同时，通过调整节点拥塞度来进行负载均衡，从而达到拥塞避免的目的。仿真

实验结果表明，新的策略能从一定程度上提高网络吞吐量及减少请求包的阻塞率，有利于流媒体传输。

9.学位论文吕云飞无线环境下的流媒体传输技术的研究2004

在无线环境下流媒体传输存在丢包率高、吞吐量受误码率和移动性的影响等特殊的QoS问题.采用单纯的网络层QoS保证机制或端系统自适应传输技术

都不能完全解决这些问题,该文在系统地分析流媒体的QoS指标的基础上,提出了一种通用的、层次化的无线环境下流媒体传输系统的整体框架,包括可在

各层采用的QoS保证机制.这些QoS保证机制可以分别使用,也可以结合使用.该传输框架的优点是适应范围广,实现比较容易,为流媒体应用提供了能够保证

QoS的传输平台,从而简化流媒体应用开发的难度.在这个框架下,该文分别从传输层、网络层和链路层提出了改进流媒体传输的QoS的机制:1)在网络层,针

对流媒体传输的时延、丢包率要求,该文提出了一种DiffServ网络环境下的基于多优先级探测的准入控制方法,从网络层的角度为不同类型的应用数据流

提供一个有时延和丢包率保证的端到端连接.2)在传输层,为了保证流媒体传输在动态网络环境中的TCP友好性,高平滑性和高响应性,该文分析了Padhye\'s

TCP吞吐量模型存在的缺陷,提出一种基于动态TCP吞吐量模型调节发送速率的动态TCP友好拥塞控制机制;为了减小无线环境下的高误码率、切换等对流媒

体传输带来的巨大影响,提高流媒体传输的吞吐量,该文提出了一种基于(M,K)统计测量方式的端到端丢包区分算法,它在不同的无线链路差错控制机制下

都能保证较高的区分精确度;在此基础上该文还设计了一种适合于无线环境的流媒体拥塞控制机制.3)在链路层,为满足不同的应用程序的QoS要求,该文提

出了一种基于多优先级的无线链路传输机制,针对不同的应用采用不同转发优先级和不同的差错控制方法.该机制为流媒体应用提供低时延、低误码丢包

率的链路传输服务,改善了无线环境下的流媒体传输的整体的QoS.

10.学位论文胡书卫H.264流媒体无线传输研究实现及其在嵌入式视频监控中的应用2009

在当前社会，多媒体信息已经成为网络上重要的传输内容，为了更方便更快捷的传输视频流，流媒体技术应运而生，并且凭借其自身的优势在网络

上得到了广泛的使用。无线流媒体技术是无线网络技术、视频编码技术和流媒体传输技术的结合。在无线网络方面，基于IEEE802.n系列的Wi-Fi网络理

论上已经能达到108Mbps的速率。在视频编码方面，H.264已经得到学术界和工业界的广泛认可，也成为当前视频编码领域最为热门的研究领域之一。而

流媒体传输协议也日趋完善。当前，基于无线网络的流媒体传输技术是无线网络应用的一个研究热点，同时也是难点。

本文的研究由无线网络多媒体应用中的视频传输需求提出，旨在研究基于H.264编码标准和RTP/RTCP协议的视频流封包格式和视频流传输控制方法

，使之能够尽可能提高传输效率和适应网络状态的变化。本文研究了无线网络中H.264流媒体传输的各项关键技术，重点分析了流媒体传输中H.264视频

流的RTP载荷封装、差错控制机制和拥塞控制机制，给出了一套基于H.264无线流媒体平台的视频监控方案，并实现和测试了这套系统。

本文的主要研究成果和设计特点集中体现在以下四个方面：

(1)研究了目前的视频传输概况，分析了无线网络多媒体应用中常用的流媒体技术、视频编码技术、传输信道和网络通信协议，并最终根据实际需要

选取H.264视频编码标准，IEEE802.11无线局域网标准和RTP传输协议进行传输。

(2)给出了一种基于RTP协议的H.264视频流传输框架和封装策略。结合H.264编码标准和RTP协议，着重讨论了H.264视频流参数集传输方法四时田园杂兴60首诗 和H.264视

频流封包机制，并且对RTP协议加以实现，构成无线网络视频流媒体传输的核心部分。

(3)通过对比和研究目前常见的传输控制机制，结合无线通信信道中流媒体传输特点，给出了一种适合于H.264流媒体传输的时域误码掩盖方法、交

织编码及RTCP传输控制算法(丢包率的低通滤波平滑和改进型AIMD算法)，从而保障本系统的健壮性、可靠性和服务质量。

(4)根据视频监控的需要，构建了简单的无线网络，并且在无线视频监控中实现流媒体传输，在确定传输控制中各参数后，对传输进行测试。经测试

，本论文设计的H.264无线流媒体传输丢包率控制在1％以内，接收端收到的每个发送端有效数据量在95kbps，并且接收端接收到的视频YUV分量的PSNR值

均达到了35dB以上，传输性能有了较好的质量保障。

本文链接：/Thesis_

授权使用：吕先竟(wfxhdx)，授权号：65664d6c-afa1-4950-9d04-9e9b00deb7ae

下载时间：2011年3月3日