基于机会编码的无线多媒体传输技术研究

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网络编码是通信领域的最新进展之一,是一种融合编码与路由的网络通信技术。在网络编码中,节点对接收到的数据先进行编码然后再发送,从而提高在一次传输中所传递的信息量。网络编码在提高网络的吞吐量、减少网络的传输时延、增加网络的鲁棒性上等方面均显示出了优越性。在成功应用于无线网络、P2P内容分发、网络安全等方向后,基于网络编码的多媒体传输受到了国内外研究人员的广泛关注。本文针对于网络编码在多媒体传输上的应用进行研究,对COPE网络编码方案进行改进,使其可以适应多媒体传输的要求。  COPE网络编码方案是一种适用于无线Mesh网络的转发结构,也是首次应用到实际无线网络中的网络编码方案。COPE利用无线信道的广播特性及其机会编码机制有效的提升了网络的吞吐量。但多媒体传输除网络吞吐量外,还需要考虑多媒体业务的服务质量以及多媒体流的可靠性等问题。而COPE在编码时只考虑了网络吞吐量的提升,未对多媒体传输的要求进行相应的优化,故无法保证多媒体的传输要求。  针对以上问题,本文在COPE网络编码方案的基础上提出了一种基于机会编码的多媒体传输机制,该机制除继承了COPE对吞吐量的提升外,对于媒体质量及不同媒体数据流的重要性也进行了考虑。在编码数据包的选择上,本文提出了媒体质量影响因子及动、静态优先级的概念。媒体质量影响因子用于判定数据包对于媒体质量的影响大小,使节点可以在编码时优先对媒体质量提升最大的数据包进行编码,从而提升传输的媒体质量。优先级用于确定不同数据流的传输次序,其中静态优先级体现了数据流的重要程度,在传输过程中不会改变。动态优先级则作为静态优先级的补充,用于防止静态优先级较低的数据包得不到传输的情况发生。在选择数据包时,节点综合数据包的媒体质量影响因子及优先级,判断数据包的总体增益,在确认下游节点可以正确解包的前提下,选择总增益最大的编码方案进行编码传输,以提升多媒体服务质量。  最后本文在 NS2网络软件中对提出的基于机会编码的多媒体传输机制进行了仿真。其结果显示,该机制不仅可以有效提高网络的吞吐量,同时也满足了多媒体应用的QoS要求。
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