前向糾錯(cuò)在高波動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究.pdf

1、前向糾錯(cuò)(FEC)方式可以有效提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。FEC方式由于具備延遲小、不存在反饋線路等優(yōu)勢(shì)，因而特別合適一對(duì)多的數(shù)據(jù)廣播和實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)景，在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中得到了越來越多的關(guān)注和推廣。論文在介紹FEC編碼中較為常用的RS碼和噴泉碼的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證了FEC在高波動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)中的傳輸性能，并針對(duì)Internet和3G多線路傳輸提出了ARQ-Raptor多線路傳輸方案。
　　論文首先介紹了已受到廣泛應(yīng)用的Reed-Solo

2、mon編碼的編解碼原理。RS碼作為經(jīng)典的FEC編碼，具有運(yùn)算復(fù)雜度低，便于硬件實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于Internet和3G網(wǎng)絡(luò)傳輸中的糾錯(cuò)。傳統(tǒng)RS碼是針對(duì)二進(jìn)制對(duì)稱信道(BSC)而設(shè)計(jì)的，論文針對(duì)Internet傳輸環(huán)境對(duì)RS碼進(jìn)行了改造，使其適應(yīng)刪除信道，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)恢復(fù)能力，并引入了卷積交織碼以分散單個(gè)丟包對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的損傷。論文還介紹了噴泉碼的研究現(xiàn)狀和編解碼原理。噴泉碼的不但譯碼算法簡(jiǎn)單，而且具備非常重要的碼率無關(guān)性，能夠自

3、適應(yīng)復(fù)雜的傳輸環(huán)境。因此，噴泉碼作為較先進(jìn)的一種FEC編碼，有著廣泛的研究和應(yīng)用前景。
　　隨后論文對(duì)高波動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)條件下RS碼和Raptor碼的實(shí)際傳輸效果進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真表明，對(duì)于高波動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)中的UDP傳輸，RS碼會(huì)很快失去糾刪能力，而使用Raptor碼能以較低的解碼開銷獲得穩(wěn)定的解碼成功率。
　　由于在Internet和3G網(wǎng)絡(luò)傳輸中可以引入少量反饋對(duì)傳輸情況進(jìn)行控制，論文接著提出了一種基于弱重傳策略的ARQ與噴泉碼

4、混合網(wǎng)絡(luò)傳輸算法ARQ-Raptor。與另一種結(jié)合了ARQ和FEC的傳輸方式HARQ相比，本文提出的傳輸算法并不追求重建全部數(shù)據(jù)；而是在即時(shí)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，以較小規(guī)模重傳來進(jìn)一步提高傳輸?shù)目煽啃浴７抡鎸?shí)驗(yàn)表明，該傳輸方式適用于利用3G/wifi進(jìn)行音視頻流直播和網(wǎng)絡(luò)電話等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。
　　最后，論文介紹了利用多傳輸線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸中面臨的問題。由于在3G設(shè)備中，單條傳輸線路傳輸存在速率的瓶頸，所以采用多卡多線路傳輸能有效的提高傳輸速率

5、和可靠性。論文在ARQ-Raptor傳輸算法的基礎(chǔ)上提出了ARQ-Raptor多線路傳輸方案。該方案結(jié)合ARQ和FEC方式的優(yōu)勢(shì)，并充分利用多條傳輸線路的帶寬。論文詳細(xì)分析了系統(tǒng)中各個(gè)參數(shù)的選取對(duì)整個(gè)傳輸過程可靠性和延遲的影響，并建立了利用該方案進(jìn)行流媒體傳輸?shù)姆抡嫦到y(tǒng)。3G網(wǎng)絡(luò)上的多線路視頻傳輸實(shí)驗(yàn)表明，該方案在多線路傳輸應(yīng)用中可以充分利用多個(gè)線路的帶寬，且傳輸?shù)目煽啃悦黠@高于單獨(dú)使用Raptor碼。論文還分析了針對(duì)文件傳輸?shù)腁RQ-