文摘

由于带宽和时间限制,提供高质量的视频设备提供实时的无线网络,但保证质量的经验(体验质量)是相当困难的。网络主机可以通过很多不同的交付其数据流网络通路。同时,使用多路数据传输,视频可能通过互联网协议(ip)以及宽带视频来源与消费者之间的双向通信,是解决这一难题的一种方法。在这项工作中,小说框架开发无线异构网络视频应用程序使用并行多路径传输(CMT)。框架水准仪延迟的性能可以提高使用这个方法更好的视频质量。网络拥塞的端到端路径上利用在CMT是彼此独立的,和我们在之前假设接收机的宣布并不限制发送方窗口。分析结果表明,该框架在性能方面优于现有方法以最小传输延迟。

1。介绍

无线通信技术和网络基础设施已经发展到前所未有的水平在过去的几年里。Multihoming是一个技术可能为网络化机械和设备和更具成本效益的解决方案。多路径传输是指一个网络主机提供一个单独的数据流的能力通过许多网络通路在同一时间。今天的移动设备,例如,有多个网络接口,如LTE和WiFi如图1。同时使用多种网络路线有两个截然不同的优势。首先,多路径传输允许主机完全利用一些网络路径的带宽容量,导致显著增加吞吐量。如果LTE无线网络提供100 Mbps和150 Mbps,总体吞吐量分别采用多路径传输可以达到250 Mbps (1]。第二,因为一个网络路径可能的损失补偿,通过网络发送另一个路径,多路径传输提供了一个非常可靠的数据链路。例如,移动设备的LTE连接可以保持即使它传播的无线范围。

无线网络的普及导致了移动视频流量迅速增加。多路径协议传输层至关重要的维护网络交通流管理,拥塞控制,和公平。当带宽限制,大量的接口是用来传输数据,导致改善带宽聚合(2]。CMT在视频传输有许多优点,包括负载均衡,提高吞吐量,带宽聚合和提高可靠性。

通过不对称通道具有不同特性的异构无线网络很容易波动,“盲人”循环技术调度数据路径在这些网络几乎肯定会提供主要数据交付困难(3]。重新排序,接收端必须保持大量无序的数据块。因此,CMT经常经历重大接收缓冲区阻塞问题,降低了传输效率。移动设备的计算能力和存储容量为多媒体应用开辟新的可能性的维护和改善。IP接入网络的能力,便于多媒体的传播来源像声音和视频,相比传统的移动网络。实时多媒体材料传播的本质,另一方面,需要高水平的带宽、延迟和损失。这些标准有很大影响底层网络和协议的性能(4]。该工作的主要贡献如下:(我)假设在每个目的地地址的传输层资源自主创建了一个可管理的框架模型CMT(2)此外,完美的计划预计以忽略接收机重新排序的后果

本文的结构如下。部分2简要解释了现有文献与多路径传输与CMT的缺点。拟议的框架有效的无线网络视频传输中描述部分3随后与模拟和结果部分3。并给出了结论4。

2。相关工作

IETF标准化了多路径TCP (MPTCP)协议作为多路数据交付一个适当的选择。MPTCP协议扩展传统TCP通过建立多个子为给定应用程序跨多个接口。它被发现适合与现有网络(5),实现鲁棒性和良好的有效性在数据中心(6)和异构无线网络(7]。用户可以访问各种异构无线网络接入点,已成为至关重要的5 g通信技术网络。多路径并行传输技术,根据相关研究(8,9),可以有效提高无线网络传输性能。的一个问题是研究通过改进接收缓冲区阻塞CMT的服务质量的实现提出了传输路径选择机制(10]。

差流分割方法可能会增加其特定延迟和显著损害传输吞吐量基于异构无线网络的不规则性和时间变化特性。因此,选择最好的流分割方法是至关重要的。多路流分割技术已经大量的研究在许多方面的主题。拟议的框架的基本目标是处理这个困难,因为包传输调度的事件中扮演着关键角色多路径的差异特征。发送数据包的调度机制负责发送缓冲区走上正确的道路。接收的数据包重新排序是最小化,从而导致减少传输时间,由于这个正确的路由。几包传输算法的带宽意识到调度器(BAS) [11),按需调度程序(ODS) [12),自适应CMT (13),加权循环WRR)(到(14],厄尔巴岛[15,伊维斯(16]。

尽管如此,在异构无线网络中,大量的误比特率是不可避免的,和前向纠错(FEC)仍然可以用来提高视频质量如图2。蔡et al。17)提供一个CMT控制方法,适当修改联邦选举委员会,并将数据块的长度同时包含几个路线。对延迟敏感多路径选举委员会的技术被Chilamkurti et al。18]。评估可用带宽的基础和一些定量分析模型,作者优化选举委员会的冗余,选举委员会的块的长度,并在每个链接传输速度。在[19,20.),作者提出了一种自适应FEC编码和分发技术旨在CMT视频传输。

去等。21)提出了一个流媒体multihosted环境提供HTTP方法自适应流能力与高质量的异构无线网络,可以利用两个TCP和UDP。徐et al。22]看着网络资源公平和提供了一个独特的“跨层fairness-forced并发多路径传输策略”基于SCTP提高视频传输的速度。文献[23开发数据测试基于优先级调度,以减少带宽的利用率,同时保持首选广播品质用延迟的限制。吴et al。24)提出了一个框架水准仪延迟模型测试和多路高清视频传输方法延迟约束确保延迟性能,减小失真的目标在严格的延迟。感兴趣的区域编码的传输挑战multihomed设备研究了吴et al。25]。他们创造了一个packet-scheduling控制机制使用ROI探测器和帧分配器提供平衡传输延迟和扭曲。为了克服这些问题,一种新的框架提出了基于异构网络的CMT。拟议的工作非常少包丢失和框架的性能也增加了动态路径选择。

3所示。提出的方法

Multihomed异构无线网络数据传输在受到移动流媒体视频云计算的指数上升。图3描述了调度使用建议的体系结构并行多路径传输。这个框架可以分为三个部分。“路径图”是初始阶段,和收集信息,如带宽、延迟、路径加载和包丢失的速度为每个接收和发送终端之间的路径。接收器允许发送方的传输细节。广播变量为每个路径如带宽、延迟、丢包率、和路径负载估计在第二阶段,被称为“路径分数估计量,选择最优道路运输未来的数据包。路径计算分数为每个终端基于这些参数。在第三阶段,被称为“最好的路径选择,”路径选择分数高的路径为每一个包发送。为了增加包传输性能,建立了选择标准。

目前CMT使用一个常见的发送缓冲区,使通信信息为每个单独的路线是不可行的。同时,输电阻塞由于发送方缓冲区可能发生。一旦数据包传递给接收端,它们在发送缓冲区,考虑到发送方未解决状态,直到被确认。当有一个大跨通道运输能力的变化,共同与数据包发送缓冲区可以迅速填满慢路径上的标签(26]。即使现在交通拥堵和流量管理系统允许,没有额外的数据包将在这种情况下最好的路径。在建议的体系结构的基础上,路径可以制定质量 在哪里和是发送和接收缓冲区的数据所花费的时间。数据分配到各种途径基于每条路径的估计数据交付功能。拥塞窗口(拥塞控制),宣布接收窗口(rwnd)和缓冲区大小发送者的所有限制发送方在发送新数据给

包丢失发生在并行多路径传输时,损失现象影响当前路径的传输效率大大降低cwnd。与此同时,当前的技术不区分随机包丢失和无线网络拥塞的损失8]。所花费的时间确定一个超时包在一个路由失败降低了传输效率。最后,有一个明确的需要开发新的方法更有效地处理包丢失。我们立即分成包发送方的视频帧,然后发送匆忙。随后立即传输速率非常肯定会超过链接的瞬时容量。因此,包形成积压的瓶颈。在接收端,计算容量除以时间只是通过帧大小的结果。接收者发送一个简短的反馈包的来源,和发送者利用最近反馈预测迭代结果的可用带宽。

在这部作品中,实际的实验提出了实时视频传输包括HoloWAN网络模拟器,前端multihomed客户机(发射机)和后端服务器(接收器)如图4。发射机和接收机都使用Linux操作系统。发射机和接收机与HoloWAN网络模拟器的端口1和端口2模仿现实世界的网络状态27]。我们测试视频序列进行编码,它传播给发送缓冲区;后,编码的视频信息可能被转移到接收机同时通过不同的途径(28,29日]。对于数据传输,用户数据报协议(UDP)。

负载平衡算法可以禁用路径取决于它的质量而不需要一个单独的机制,以及流程图如图5。当路径的调度体重下降到一个小数量接近于零,禁用路径。由于负载平衡方法,如果路径不运作良好,传输路径进步指针的路径不前进,和调度的路径继续减少。路径可以检测到一个低质量的路径和停用如果不与未成年人甚至负载(即操作。,小调度重量)。

4所示。结果与讨论

更高的数据传输能力不一定消除视觉通道失真,这是一个视频流的独特的方面。分配子消息流与丰富的通信链路容量和传播延迟,例如,增加吞吐量降低平均视频质量。这是由于这样的事实,将会有大量的数据包通信线路。图6代表现有文献的平均能耗。但是这个参数没有被认为是在这个工作因为我们只适应视频流在异构无线网络的路径选择。多路径传输协议必须确保所有活动通路功能齐全。如果一个特定的方式突然恶化的通信质量,包分配给这条道路将会延误或丢失,降低了整体吞吐量。绕过这个,议员层应该标签低质量的链接是不活跃的,也没有包应该计划活动的途径。此外,如果通过这种方式提高通信质量,目前不活跃的路径应该重新激活。负载平衡算法可以禁用路径取决于它的质量而不需要一个单独的机制。当路径的调度体重下降到一个小数量接近于零,禁用路径。传输路径进步指针的路径不正常工作不前进,和调度的路径不会改变。

实验结果表明,动态路径选择方法可以提高无线网络的性能与故障处理,减少丢包率。频繁的路径选择和调度将增加网络延迟在某种程度上,作为路径权重和频繁路径检测的计算会影响网络的整体性能。我们估计整个网络的平均吞吐量的变化在不同数量的子流,如图7和8。它可以观察到当调度时间的增加,网络的平均吞吐量开始爬,然后下降。它基本上不改变达到某一点后。算法的时间成本在图表示9。

多路径传输协议必须确保所有活动通路功能齐全。如果一个特定的方式突然恶化的通信质量,包分配给这条道路将会延误或丢失,降低整体吞吐量(30.,31日]。绕过这个,议员层应该标签低质量的链接是不活跃的,也没有包应该计划活动的途径。此外,如果通过这种方式提高通信质量,目前不活跃的路径应该重新激活(32,33]。提出这种方法的效率是为了检查评估拟议的因素(路径评分)。路径分用于分发视频数据包在两个通路通过确定每个数据包路径是最好的。然后,在带宽方面,比较了拟议的框架——MACT和MPTCP之间。Path2可变丢包率从1%到15%,而path1一致的丢包率达到1%,根据我们的模拟。表中所示的仿真实验持续178秒1。

5。结论

无线设备越来越可能与几个接入网络使用异构网络如GPRS、3 g WiFi, WiMax,或者一些均匀的技术。因为multihomed设备的特点,频繁的断开连接的可能性和带宽波动为研究人员提供重大挑战以及移动应用程序开发人员。提供的路径冗余multihoming协议的相关性是显而易见的。当一个链接/路径失败或暂时损失发生时,multihoming系统,它允许一个主机需要考虑众多的IP地址,提供显著的好处。一个高效的视频传输技术提出了工作,旨在提供更大的吞吐量和SSIM性能提高体验质量的实时视频流服务在多路径网络数据包交付失败。在未来,该技术可以实现实时系统如fpga或gpu来改善性能和灵活性。

数据可用性

没有相关的数据可用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。