面向多终端支持的HTTP自适应流媒体点播云平台关键技术研究

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随着宽带网络的快速发展,对等网络技术(Peer-to-Peer,P2P)已广泛应用于流媒体服务,具有高扩展、低成本的优点,能有效降低服务器带宽开销。近年来,HTTP自适应流媒体技术(DASH)由于具备部署简单、自适应调整码率的优点,也得到了快速的发展,广泛应用于流媒体点播服务(Vo D)中。在流媒体点播服务中,如何有效应用对等网络技术与HTTP自适应流媒体技术的优点是一个要解决的问题。另一方面,随着无线网络技术(WIFI)和智能移动终端的普及,基于移动终端观看视频的用户也越来越多。因此,如何面向移动终端和固定终端构建一个多终端支持的P2P Vo D体系结构,实现资源在移动终端和固定终端之间打通共享,也是要考虑的一个重要问题。针对上述两个问题,本文研究面向多终端支持的HTTP自适应流媒体点播云平台的关键技术,主要研究内容如下。第一,本文将DASH技术和P2P Vo D服务相结合,提出了一种用于视频点播的P2P-DASH Vo D方案,该方案充分利用P2P的可扩展性和低成本特性以及DASH的动态自适应性。首先,构建了一个多层的将幂律环状覆盖网和斐波那契环状覆盖网结合在一起的P2P覆盖网结构。在该结构中,节点根据目标距离决定在幂律环状覆盖网或者在斐波那契环状覆盖网中搜索目标流媒体片段,以实现流媒体片段的快速查找。该覆盖网结构能有效减少视频点播中VCR操作产生的跳转延迟,提高播放的流畅度。然后,提出一种DASH码率控制策略用于流媒体数据的传输。本文的DASH码率控制策略根据节点自身状态和实时的全局网络状态,综合考虑四个自适应因子(视频片段准时到达率AR、节点的可用缓冲区Wiavailiable、当前覆盖层带宽可用率?j(7)t(8)、当前覆盖层上传带宽利用率ηj(7)t(8)),共同指导节点的视频码率选择。该选择策略在降低流媒体点播中跳转延迟的同时,能有效提高用户的视频观看满意度。第二,本文提出了一个多终端支持的基于超级节点的P2P Vo D体系结构。该体系结构将移动终端和固定终端组织在一起,实现多终端之间共享资源,降低服务器端负载。首先,本文构建了一个基于超级节点的P2P Vo D体系结构的模型。然后,本文为选择合适的超级节点对体系结构中的各类终端进行管理,提出一个超级节点选择算法。最后,本文结合各类终端不同的特性,为不同终端设计了相应的缓存结构,并结合视频点播的特性对体系结构的维护进行了讨论。通过实验,验证了该体系结构能有效实现多终端之间的资源共享,提高视频播放的质量和流畅度,并且有效降低服务器负载。
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