实时多媒体传输延迟优化:架构、进展与展望

实时多媒体传输是互联网最重要的应用之一,其系统对于传输延迟提出了很高的需求.其中,延迟波动是延迟优化中最具有挑战性的问题.然而,传统的尽力而为的传输服务在很多情况下无法满足实时多媒体传输对延迟波动的要求.首先,阐述了实时多媒体传输面临的主要挑战.其次,分析了如果要优化实时多媒体传输的延迟亟需解决的关键问题.基于上述问题归纳了实时多媒体传输系统架构中的2个关键通路、5个核心组件.围绕各个组件涉及的技术,梳理了代表性研究成果.在此基础上,总结了面向实时多媒体传输及低延迟应用的研究分支,并对各研究分支优化算法与应用进行综述.通过分析发现,延迟的尾部波动是实时多媒体延迟优化应关注的主要目标.最后,提出了未来可能的研究方向.

云计算环境中的局域网数据低延迟传输方法

针对局域网数据低延迟传输方法易受到信号碰撞影响,导致数据传输速率达不到理想状态的问题,提出了云计算环境中的局域网数据低延迟传输方法。分析局域网中的数据延迟和子流中数据块的分布特性,记录信息传输周期,避免信号同步碰撞。根据双冗余备份进行余量分配,分散传输低延迟数据,计算往返时间。在冗余调度结果的基础上,设计了以太网首尾结合的伪连接方式,实现局域网数据低延迟传输。由实验结果可知,该方法信号碰撞能量与理想数据一致,且通信速率与理想数据最大误差为500 bit/s,具有高效低延迟的传输效果。

测控通信系统中低延迟视频编码传输方法研究

为降低测控通信系统延迟对无人飞行器性能影响,在深入分析影响测控通信视频编码传输延迟基础上,提出了一种适合于测控通信传输的低时延视频编码传输帧结构。算法引入帧内刷新编码方式将I帧码流平均到其他P帧中,使得压缩后各帧编码码流尽可能得到平均,从而减少编码发送缓冲区延迟;根据slice编码方式的独立性将一帧图像分成多个slice并行编码模式以减少编码处理延迟;同时去除双向预测编码B帧模式以减少帧排序延迟。实验采用新一代HEVC标准进行仿真分析,结果表明算法在不明显降低视频编码质量前提下,使得压缩后各帧码流大小尽可能平均,有效地减少了测控通信系统中视频压缩传输延迟。

一种片上网络的低延迟容错算法

为解决片上网络容错问题,利用端到端模式设计一种低延迟可靠传输算法。该算法利用发送端主动发送冗余数据包获得较小的延迟,将数据分成包集以提高链路利用率,进一步降低延迟。发送端只在收到接收端对当前包集的确认后才发送下一个包集的数据,由此保证高可靠性。通过不断发送数据包及端到端的反馈保证传输的正确性。NS-2仿真实验结果证明,该算法延迟低,片上通信可靠性高,可以有效处理传输过程中的瞬时错误。

低延时视频传输系统的设计

介绍了一种低延时视频编码解码系统的设计方法,利用FPGA的并行处理架构和高数据吞吐量对视频信号进行压缩编码,接收设备同样通过FPGA进行解码处理。由于编解码全部采用硬件处理,因此该系统的数据处理时间和数据传输控制时间都得到了有效控制,总的系统延迟可以满足较为苛刻的实时性要求。在实际应用中,该系统能满足运动捕捉等应用中对视频信号低延迟的要求,可广泛应用于工业控制等领域。

基于真单向时钟正沿触发寄存器的边沿触发器设计

针对锁相环电路中鉴频鉴相器(PFD)和分频器传输速度的问题,设计搭建了一种基于真单向时钟正沿触发寄存器(TSPC)的边沿触发器。实现了在1 GHz频段高速传输的功能,且结构简单、传输延迟短和功耗低等优点。传统的主从式D触发器(MS DFF)采用多个传输门和反相器级联的结构,传输延迟大且有较大的传输功耗,锁相环电路也因此受到极大的限制;而基于TSPC的D触发器采用动态逻辑架构,将传输的数字信息储存于动态刷新逻辑中,以极简单的结构和较少的晶体管实现了信息储存和传输的功能。在仿真软件中对两种结构的DFF分别进行仿真,仿真得出所设计的TSPC DFF在500 MHz频率下传输延时为70 ps,而传统MS DFF在同样环境传输延时为120 ps,TSPC DFF较于MS DFF在高频传输下有着明显的优势。

浅析4K超高清现场制作系统的基本架构

本文介绍了超高清信号的传输方式及存在的问题,目前普遍采用的基于4路3G-SDI架构的4K现场制作系统的基本构成。另外,对以太网实时传输视音频数据协议、IP化基础架构关键技术、基于两种架构的4K现场制作系统、AVB与SMPTE 2022系统之间的连接、IP制作系统进展等方面也做了介绍。

C-RAN技术浅析

本文针对目前移动运营商面临激烈的竞争环境,单用户ARPU值增长缓慢,盈利能力被严重削弱的情况,提出了一种新型的建站模式C-RAN,并介绍了C-RAN的愿景及技术原理。