具有时延约束的无线网络队列管理分析.pdfVIP

摘要 摘 要 实时视频流业务是无线网络传输流量的重要组成部分，其时延敏感性和无 线网络的时变性为实时视频流业务的服务质量保证带来了很大的挑战。实时视 频流业务有两大特点，第一是实时视频流业务具有时延敏感性，实时视频数据 包的有效时间降低为零则为失效数据包，会被丢弃而影响视频质量。第二是视 频流的编码结构使得视频帧之间具有相互依赖性，当前视频帧的错误不仅会引 起该帧的失真，也会由于错误传播引起其相关帧的失真，因此，不同视频帧的 重要性不同。队列管理作为资源管理的基础算法，通过对队列中的数据包进行 管理分析来维持较低的队列长度，降低队列的堵塞程度，降低排队时延。传统 的适用于实时视频流的队列管理算法虽然考虑了不同视频帧之间的差别，但没 有对实时视频流的时延敏感性进行分析，也未提出针对性的超期丢弃机制。 本文主要研究适用于实时视频流在无线网络中传输的队列管理算法，解决 传输过程遇到的两个问题并分别提出相应的解决方案，期望可以通过降低实时 视频流在无线网络传输过程中的加权丢包率来改善接收端的视频质量。 第一是如何缓解实时视频流在无线接入点处的堵塞问题。本文以随机早期 检测算法为基础，提出了基于有效时间预测的随机早期丢弃机制，通过提前丢 弃失效数据包，降低缓冲队列的平均队列长度，缓解堵塞程度，同时为不同类 型的视频数据包设置不同的溢出丢弃概率，减少重要度较高的数据包的丢弃概 率，降低加权丢包率，从而降低视频失真程度，提高视频质量。仿真表明，该 算法可以降低无线接入点处的堵塞程度，提高视频传输质量。 第二是如何建立最优的超期丢弃机制。本文根据实时视频数据包的有效时 间和无线信道模型计算出视频数据包的发送成功概率，结合数据包的重要度模 型，建立最优化问题，最小化实时视频流在无线接入点处的加权超期丢包率， 该问题的最优解即是最优的超期丢弃策略，能够最小化视频失真，为实时视频 流提供优质的服务质量。仿真结果表明，该算法可以降低实时视频流传输的加 权丢包率，提高视频质量。 关键字：视频流队列管理时延约束无线网络 摘要 II ABSTRACT ABSTRACT Real—timevideoflowsarethe oftransmissionsinwireless importantparts networks，the of delay videoflowsandtime channel of sensitivity varying reliability wirelessnetworks researchersalotof todata bring traffics， challenges．Compared real—timevideoflowsare to their willlosecontribution delay-sensitive，andpackets video iftheirdeadlinesreduce tozero．What’S ofvideo quality more，because