基于喷泉码的多径与实时传输协议研究

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伴随无线网络技术的迅速发展,移动终端的普及,随时随地的上网成为现实。然而无线网络受传输媒介限制,它的带宽和时延都无法满足用户的需求。尽管很多移动终端上有多个网络接口,但现有的网络传输协议仅支持单径。此外,由于无线网络中的高丢失和时延,现有的实时协议无法保证较好的多媒体质量。因此,多径和实时传输成为近年来的研究热点。   本课题第一个研究点是多径传输协议,现有的多径传输中存在瓶颈链路问题,较差链路会影响较好链路的传输。为此,我们提出了基于喷泉码的多径TCP传输协议,将喷泉码技术应用到多径中以弱化链路之间的影响,使多径传输的吞吐量尽可能达到各路径带宽总和。传输前首先对数据进行分段编码,同一数据块的编码包是相互独立的,任何编码包都不是唯一的,接收方只要收到足够的编码包就能够成功解码。这一特性很好解决了异构网络中瓶颈链路问题。在此基础上,我们设计了多径调度算法,目的是让各路径协调的传输数据,充分使用各路径的带宽,最大化的提高网络的吞吐量,使其尽可能达到各路径带宽总和。   此外,我们研究了实时传输协议,由于当前的实时传输协议都是不可靠的,并且无法保证与传统TCP之间的公平。在无线网线中,链路的丢包率和时延较高,多媒体关键帧的丢失会严重影响视频质量。为解决上述问题,我们提出了基于喷泉码的实时TCP传输协议,目的是在提供实时和公平传输的前提下,保证多媒体关键帧的可靠性。在传输前仅对关键帧编码,通过冗余传输来提高关键帧的可靠性。由于多媒体中允许非关键帧的丢失,因此,在传输中不再使用重传机制,这可以很好保证传输的实时性。为了进一步降低编码包的冗余度,我们根据网络链路质量,设计了编码包预测算法,在保证关键帧成功解码的基础上,有效的降低了编码包冗余度。   论文最后对全文进行了总结,描述了协议中存在的不足和需要进一步的研究工作,并总结了本人在硕士期间的主要工作和成果。
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