论文部分内容阅读
本文研究了HTTP自适应流媒体的信道编码技术、自适应流媒体传输机制及流媒体业务的QoE (Quality of Experience)评价模型。论文的主要内容可以分为三个部分:针对自适应流媒体技术的非对等错误保护(Unequal Error Protection, UEP)信道编码的研究;基于该UEP信道编码方案的自适应流媒体传输机制的研究;以及对包括恒定速率(Constant Bitrate, CBR)和自适应速率在内的流媒体业务质量的QoE评价模型研究。DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)等自适应流媒体技术的提出及演进为用户提供了更为优质的流媒体业务播放体验,因此对DASH技术方案进行优化和改进,定量地分析和预测用户对DASH业务的主观感知,用以帮助DASH技术的进一步提升是极其重要的。本文首先介绍DASH等自适应流媒体技术的基本特征并讨论了DASH技术存在的缺陷以及改进的可能。接下来围绕DASH技术存在的缺陷以及H.264/SVC (Scalable Video Coding)分层信源编码的思想,提出了具有UEP特性的无比率信道编码方案,并基于该方案设计了新型的自适应流媒体传输机制。此外,本文还展开了对CBR流媒体业务和DASH业务的QoE评价算法的建模,并将对DASH的QoE研究应用于DASH技术的管理和优化。本论文的主要创新点包括以下几个部分:1、提出一种基于UEP的应用层信道编码方案:UEP LT (Luby Transform) Code。该编码方案对不同重要等级的数据采取了不同程度的保护措施。经过理论分析和仿真验证,本文提出的UEP LT Code编码方案能够以很小的编码开销为代价保证具有不同重要等级的数据在解码成功率和解码优先级上具有很好的分离度。2、基于上述提出的UEP LT Code信道编码方案,并结合H.264/SVC信源分层编码方案,本文提出了一种新型的自适应流媒体传输模型HASUR (HTTP Adaptive Streaming based on UEP Rateless Code)。HASUR模型节省服务器存储空间、无需预测网络带宽,不但克服DASH机制存在的不足,而且能够保证媒体流对网络环境的变化具有很好的自适应性。此外,由于信道编码方案的UEP特性,HASUR模型能够对网络丢包具有很强的抵抗能力。通过与DASH和HLS (HTTP Live Streaming)业务进行性能仿真,仿真结果表明在单用户场景下,HASUR模型能够为用户提供更加流畅更加清晰的业务体验。3、本论文展开了对自适应流媒体业务质量的QoE研究。比较和讨论了DASH业务相比于CBR业务对用户体验带来的提升。在此基础上分别提出针对CBR业务和DASH业务的QoE客观评价模型,来准确地预测用户对于两种业务的主观感知。基于上述QoE研究,本文还提出一种QoE驱动的带宽自适应策略,用以提高DASH的业务性能。