直播型IPTV QoS若干關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、直播型IPTV QoS指的是直播類IPTV業(yè)務(wù)的非功能屬性，如頻道啟動(dòng)時(shí)間、頻道切換時(shí)間，不同節(jié)點(diǎn)之間播放進(jìn)度的同步性等等。QoS對(duì)于用戶使用IPTV服務(wù)的體驗(yàn)至關(guān)重要。在復(fù)雜的Internet環(huán)境下，收看相同頻道的大量用戶可能處于不同的本地網(wǎng)絡(luò)中，如何有效地利用所處的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及周圍鄰居節(jié)點(diǎn)的資源，并在此基礎(chǔ)上提供必要的QoS保證，為IPTV用戶提供一個(gè)流暢播放、響應(yīng)速度快、交互性強(qiáng)的使用環(huán)境，就成為了直播型IPTV QoS優(yōu)

2、化研究的一個(gè)重要的問題。
　　 基于對(duì)現(xiàn)有直播型IPTV QoS優(yōu)化方法的分析，本文認(rèn)為，目前的IPTV QoS仍有眾多的問題尚未得到關(guān)注及有效解決，尤其是涉及到多種內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)及增強(qiáng)IPTV業(yè)務(wù)交互性方面的QoS指標(biāo)。因此，本文對(duì)直播型IPTV QoS優(yōu)化方法中的一系列關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究，取得如下成果：
　　 1.提出一種在IP組播環(huán)境下快速頻道啟動(dòng)及頻道切換的方法。本文借鑒P2P網(wǎng)絡(luò)中充分利用終端節(jié)點(diǎn)的上傳帶寬的

3、思想，使得終端能為請(qǐng)求加入其正在收看頻道的其他終端提供短期的、快速的數(shù)據(jù)，充滿對(duì)方節(jié)點(diǎn)播放緩存，減少頻道啟動(dòng)/切換時(shí)間，提高頻道啟動(dòng)/切換的QoS指標(biāo)。本方法可在保持較低骨干網(wǎng)帶寬利用率的基礎(chǔ)上，有效地增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)與頻道切換的時(shí)間，網(wǎng)絡(luò)中新增的數(shù)據(jù)量主要用于提供給用戶收看新頻道的多媒體節(jié)目，有效減少用戶的等待時(shí)間。
　　 2.提出小社區(qū)節(jié)點(diǎn)播放進(jìn)度同步性的問題及一種提高播放進(jìn)度同步性的QoS優(yōu)化方法。對(duì)與直播型IPTV密切相關(guān)

4、的用戶間互動(dòng)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)，節(jié)點(diǎn)播放的同步性即成為必須要解決的關(guān)鍵問題。本文提出一種播放進(jìn)度同步性優(yōu)化的方法，方法主要包含同步小社區(qū)的建立前的準(zhǔn)備階段、小社區(qū)的建立算法、及新加入系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)加入小社區(qū)時(shí)的適配算法。本優(yōu)化算法能探測(cè)周圍鄰居節(jié)點(diǎn)的信息，選取合適的父節(jié)點(diǎn)構(gòu)造或調(diào)整應(yīng)用層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能有效增強(qiáng)小社區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的同步性，將小社區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的播放進(jìn)度差能有效維持在較小的范圍之內(nèi)。
　　 3.針對(duì)P2P網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模節(jié)點(diǎn)播放進(jìn)度同步性問題，借

5、用物理學(xué)中電勢(shì)的概念，并基于電勢(shì)指標(biāo)提出一種優(yōu)化大規(guī)模節(jié)點(diǎn)播放同步性QoS指標(biāo)的方法。提出在P2P網(wǎng)絡(luò)下大規(guī)模節(jié)點(diǎn)播放進(jìn)度同步性的問題；借用靜電力學(xué)中電標(biāo)度場(chǎng)理論的相關(guān)概念，對(duì)本文涉及的問題進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，提出了直播型IPTV中的
　　 電勢(shì)指標(biāo)的含義，對(duì)節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)指標(biāo)進(jìn)行量化；并在分布式環(huán)境下對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的播放進(jìn)度差進(jìn)行了描述與計(jì)算，提出了在全網(wǎng)中的應(yīng)用層拓?fù)浣⒓皟?yōu)化的算法，以及父節(jié)點(diǎn)的帶寬分配算法。本文的算法在節(jié)點(diǎn)播放的同步

6、性、實(shí)時(shí)性及節(jié)點(diǎn)跳數(shù)等方面的性能，均有較大的提高。
　　 4.提出一種Internet環(huán)境下支持直播型IPTV QoS優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)。本文提出的IPTV QoS優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)，利用不同分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，及處于不同內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的QoS優(yōu)勢(shì)，能在分布式環(huán)境下為IPTV業(yè)務(wù)提供更加多樣化的QoS保證機(jī)制。系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系平等，通過不同的內(nèi)容分發(fā)協(xié)議棧進(jìn)行交互，同一節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)刻可同時(shí)處于不同的分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中。通過多種分發(fā)網(wǎng)