1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻壓縮編碼技術(shù)的快速發(fā)展，特別是寬帶通信和Internet的快速普及，極大地促進(jìn)了流媒體傳輸技術(shù)的發(fā)展。然而由于Internet與生俱來(lái)的盡力而為(best effort)的特性，不能保證流媒體傳輸系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，因此要求流媒體系統(tǒng)必須能夠提供與網(wǎng)絡(luò)帶寬波動(dòng)相適應(yīng)的傳輸與播放控制機(jī)制。流媒體傳輸具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，它涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、媒體同步、實(shí)時(shí)服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of Service)控

2、制等多個(gè)領(lǐng)域。盡管控制理論在流媒體視頻傳輸、播放的研究上已經(jīng)取得了一些成果，但由于流媒體模型的復(fù)雜性、建模困難，具有參數(shù)時(shí)變、積分時(shí)變時(shí)滯以及非線(xiàn)性等特點(diǎn)使得傳統(tǒng)控制控制理論很難取得滿(mǎn)意的控制效果。因此，本文使用先進(jìn)控制理論作為理論工具對(duì)流媒體傳輸、播放控制中遇到的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，主要包括系統(tǒng)建模、穩(wěn)定性分析、網(wǎng)絡(luò)帶寬約束下優(yōu)化求解及傳輸時(shí)滯等問(wèn)題。本文的主要工作有:
　　針對(duì)基于緩沖區(qū)控制的流媒體速率控制模型進(jìn)行了系統(tǒng)辨識(shí)，辨

3、識(shí)中使用了流媒體傳輸中常用的UDP協(xié)議作為傳輸層協(xié)議，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，使用最小二乘法辨識(shí)得到的模型不準(zhǔn)確，動(dòng)態(tài)偏差和穩(wěn)態(tài)偏差都很大。為此在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了理論推導(dǎo)，對(duì)基于緩沖區(qū)控制的流媒體速率控制模型進(jìn)行了驗(yàn)證、補(bǔ)充和完善。
　　針對(duì)流媒體穩(wěn)定平滑傳輸問(wèn)題進(jìn)行研究。在實(shí)時(shí)流媒體傳輸中，將服務(wù)質(zhì)量QoS指標(biāo)映射為反饋控制框架中的性能指標(biāo)和約束條件，其中映射的兩個(gè)要素是網(wǎng)絡(luò)帶寬限制和網(wǎng)絡(luò)帶寬波動(dòng)最小化，作為控

4、制約束條件直接參與控制器的設(shè)計(jì)，結(jié)合已辨識(shí)的實(shí)時(shí)流媒體傳輸數(shù)學(xué)模型，流媒體穩(wěn)定平滑傳輸問(wèn)題的求解可歸結(jié)為先進(jìn)控制理論中的動(dòng)態(tài)矩陣控制算法(DMC，預(yù)測(cè)控制最經(jīng)典的算法)，實(shí)現(xiàn)QoS控制。
　　基于TFRC算法構(gòu)建了一個(gè)實(shí)時(shí)流媒體傳輸架構(gòu)，在其下針對(duì)播放端進(jìn)行理論分析,得出播放速率控制模型，在播放速率約束的條件下通過(guò)經(jīng)典的PI控制器調(diào)節(jié)播放速率對(duì)緩沖區(qū)占用水平進(jìn)行調(diào)整。
　　對(duì)于網(wǎng)絡(luò)時(shí)延對(duì)流媒體系統(tǒng)的作用進(jìn)行研究分析。指出經(jīng)典

5、的時(shí)滯算法存在的缺陷。針對(duì)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)和播放端播放數(shù)據(jù)共同作用于播放緩沖區(qū)的原理，在其基礎(chǔ)上提出了一種雙重控制策略，通過(guò)控制結(jié)構(gòu)的改變?cè)鰪?qiáng)系統(tǒng)對(duì)時(shí)滯問(wèn)題的處理能力。在發(fā)送端使用內(nèi)?？刂?IMC)來(lái)抑制時(shí)延對(duì)控制系統(tǒng)的影響，在播放端使用PI控制器調(diào)節(jié)播放速率調(diào)整緩沖區(qū)占用水平，兩種控制的雙重作用下進(jìn)一步提高了對(duì)于時(shí)滯的控制效果。
　　為了更好地保證流媒體系統(tǒng)的實(shí)時(shí)約束下的同步性能，解決流媒體緩沖區(qū)設(shè)置中同步與播放時(shí)延的矛盾，在緩沖