當前在Internet上出現(xiàn)了很多基于IP多播的實時視頻應(yīng)用。然而這些應(yīng)用卻面臨著一個主要問題：如何針對異構(gòu)和動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在保證TCP友好(TCPfriendliness)的基礎(chǔ)上，支持不同接收用戶的QoS要求，實現(xiàn)QoS過濾。 　　1 引言
　　隨著多播技術(shù)的發(fā)展和分布式多媒體應(yīng)用的普及，當前在Internet上出現(xiàn)了很多基于IP多播的實時視頻應(yīng)用。然而這些應(yīng)用卻面臨著一個主要問題：如何針對異構(gòu)和動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在保證TCP友好(TCPfriendliness)的基礎(chǔ)上，支持不同接收用戶的QoS要求，實現(xiàn)QoS過濾。在大容量的實時視頻多播系統(tǒng)中，QoS過濾方法決定了系統(tǒng)整體性能的優(yōu)劣。
　　基于網(wǎng)絡(luò)的QoS過濾方法在網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上實現(xiàn)，但要受制于數(shù)據(jù)在協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中的封裝方式，而且方法本身對網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有著較為嚴格的要求，受到網(wǎng)絡(luò)實際條件的約束，目前應(yīng)用起來還有一定的困難。相比較而言，終端型QoS過濾方法則更具可行性。在基于接收端驅(qū)動的終端型(Receiverdriven Layered Multicast)[1,2]QoS過濾方法(縮寫為RLM)中，源端將視頻流分為基本層和若干增強層，通過獨立的多播組發(fā)布，收端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)可用帶寬自動增減加入的多播組數(shù)量。這種方法能夠在一定程度上改善接收端的QoS，但固定的視頻層次劃分和層次速率無法自動適應(yīng)動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而影響了QoS過濾的效果。針對這個問題，本文提出了一種基于收發(fā)兩端的雙向驅(qū)動型(Sender and Receiverdriven Layered Multicast)QoS過濾方法(縮寫為SRLM)。該方法充分利用了MPEG-4和H.264等視頻編碼標準的分層可調(diào)節(jié)碼率編碼技術(shù)，并建立在閉環(huán)反饋的基礎(chǔ)上，能明顯提升QoS過濾的效果。
　　2 方法實現(xiàn)原理
　　SRLM在源端和接收端之間構(gòu)建了一個雙向反饋通道，使源端能利用反饋通道收集接收端的帶寬需求信息，并通過優(yōu)化算法來動態(tài)調(diào)整視頻分層數(shù)和各層次的編碼速率，同時還能夠通過前饋通道主動將當前調(diào)整的結(jié)果以多播報文的方式通知接收端。各接收端收到報文后，可以此作為調(diào)整依據(jù)，結(jié)合自身的有效接收帶寬，有針對性地決定增減或保持所預(yù)訂的視頻分層數(shù)。而在RLM中，接收端為了最大化接收質(zhì)量，必須引入?yún)f(xié)調(diào)或知識共享機制[1]，以消除盲目進行增加視頻分層嘗試可能引起的網(wǎng)絡(luò)擁塞。
　　2.1SRLM的源端部分實現(xiàn)算法
　　為了描述方便，做如下設(shè)定：
　　(1)源端采用累積分層方法，最大層次劃分約束濰L。第一層為基本層，依次往后是各增強層。
　　(2)bi對應(yīng)各層碼率，i=1,2,…,L。各層次的碼率約束為bi∈bimin，…,bimax，且均為數(shù)量有限的離散值。令ci=∑ij=1bj，j=1,2,…,i(i≤L),ci是第1層至第i層的逐層碼率累積和，ci-ci-1=bi。將βl=c1,c2,…,cl定義為逐層累積碼率向量，l≤L，其中c1=b1是基本層編碼速率的下限。
　　(3)設(shè)加入多播會話的用戶數(shù)量為N，相應(yīng)的期望接收速率集合為r1,r2,r3,…,rN，現(xiàn)引入接收端公平指數(shù)定義：Jri,βl=Ψri,βlri，i≤N，其中Ψri,βl=maxc∶c≤ri,c∈c1,c2,…，cl，為接收端i當前的有效接收碼率。顯然Jri,βl≤1。令Jr,βl=1N∑Ni=1Jri,βl為N個接收端的總體接收公平指數(shù)。
　　根據(jù)上述設(shè)定，源端QoS過濾可以定義為：在條件(1)和(2)的約束下，如何確定當前最大分層數(shù)l′和逐層累積碼率向量βl′，使Jr,βl′取得最大值。
　　算法的具體描述如下：
　　(1)收集RR反饋報文，拆解得到各接收端當前期望接收速率的集合r1,r2,r3,…,rN，并計算在當前分層數(shù)l和逐層累積碼率向量βl=c1,c2,…,cl下的總體接收公平指數(shù)。
　　(2)根據(jù)條件(1)和(2)的約束，將數(shù)值超過∑Li=1bimax的ri全部合并為數(shù)值等于∑Li=1bimax的一項，對低于b1min的則進行刪除，不列入平均公平指數(shù)的計算。這樣，接收端有