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电信大规模IPTV系统的差错控制与分发策略评估

姜秀艳  
【摘要】:继个人电脑和个人智能移动设备之后,智能电视很可能成为下一波联网智能屏幕的主力。做为智能电视的初级阶段和基础,网络电视(IPTV)的服务质量水平和成本成为IPTV能否扩大规模和逐渐上升到智能电视的关键因素。 本文主要针对IPTV的服务质量水平提升和分发成本控制展开研究,并以全球最大的IPTV运营城市的实际数据做为实例,在理论分析基础上,进行了大量实验,提出切实可行的解决思路和方法,并部分上升到软件系统实现。本文的工作主要从两方面展开: 1、针对IPTV目前在直播电视方面与传统广电直播电视相比的质量劣势展开研究。论文首先结合运营商运营经验进行分析,得出电信IP网络的丢包是造成IPTV直播电视质量劣于广电直播电视的一个重要原因;然后,针对这个问题提出了一整套扩展性好、适用于电信IPTV异构终端设备的差错控制方案,在应用层进行前向纠错;进一步的,本文将所提算法进行大量优化,上升为中间件形式的参考实现,集成入国家重大专项的数字电视中间件系统中,为运营商和主流设备厂商所采纳。 2、大规模IPTV分发效率的评估和提升。目前电信大规模IPTV系统规模超过百万用户,分发效率对于成本影响巨大。然而由于规模大,分发策略多样,电信运营商部署要求的稳定性又非常高等原因,造成如何对分发策略进行有效评估以选择合适的分发策略变得相当困难。针对这个问题,论文做了如下三方面的工作: 1)设计了一整套大规模IPTV系统的分发策略评估方案,该方案包括:a)大规模IPTV分发仿真系统;b)分发策略性能评估指标体系;c)终端侧和平台侧的分发策略和参数与分发性能之间的理论关系分析;d)电信大规模分发运营数据采集、分析与系统仿真。 2)利用所提出的评估方案,对机顶盒以点对点(P2P)方式参与IPTV分发的策略展开了仔细的分析和评估,得出了IPTV客户端的带宽、存储等参数与分发效率之间的定性和定量关系,为电信运营商在何时以何种方式部署机顶盒参与P2P形式的IPTV分发提供了重要的决策基础。 3)在现阶段机顶盒参与IPTV P2P分发的时机尚不成熟的情况下,在对电信实际大规模话单数据的深入分析的基础上,我们给出了IPTV后台内容分发网络(CDN)分发策略与分发效率、存储、带宽及命中率等指标的关系。通过详细的真实数据进行实验给出了下拉阈值、删除阈值与分发性能指标的定量关系。然后将所得到的定量和定性关系应用于主流电信设备提供商的IPTV CDN方案,为电信IPTV运营商在选择方案和设置参数等方面提供重要的决策支持。 本文的主要贡献在于贴切地挖掘当前及下一阶段电信运营商运营智能电视和IPTV所面临的服务质量和成本问题挑战,通过理论分析和大规模真实数据实验,切实有效地为电信IPTV运营商提供了重要的决策基础,并在差错控制等点上设计了解决方案和优化算法,给出了得到采纳的参考实现。


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