基于蓝牙个人自组网络的流媒体传输服务技术研究

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雅宝题库解析：
蓝牙已成为全球短距离无线数据和语音通信的事实标准。近年来，蓝牙已成为便携式设备如笔记本电脑和手机的标准配置。此外，由于利用蓝牙技术组建个人区域网络不需要额外的网络设备，因此蓝牙技术还非常适合于各类应急或特殊环境下的通信需求，如在野外作业、地质灾害等通常不具备互联网和其它网络接入条件的环境下，这时利用蓝牙快速组建7到8个人间10-100米范围内的个人区域网络，可实现近距离语音通信、数字信息的共享与交互。随着互联网及流媒体技术的发展，越来越多的便携式设备具备互联网流媒体访问能力，但目前商用的蓝牙设备仅能支持1M－3M的传输带宽，这将成为便携式设备访问流媒体应用的瓶颈所在。因此，研究创建适合于流媒体传输的蓝牙自组网络、研究移动终端与蓝牙AP间的单跳微微网、多跳微微网间的调度算法、路由算法和创建算法将具有重要意义。本文围绕这些课题展开了深入的研究，并提出了有效的解决方案。具体的研究内容及取得的创新成果总结如下：（1）为了实现流媒体的实时可靠传输，本文基于蓝牙无线通信的特点，提出了蓝牙自组流媒体分发网络体系结构—Wireless Bluetooth Personal Area Network(WBPAN)。该架构的核心是在需要蓝牙无线接入覆盖的地方部署蓝牙接入点AP，这些AP同时也作为边缘流媒体缓存代理服务器，它们以有线方式接入到因特网。通过采用P2P技术和Chord算法，这些AP间形成了一个高效路由寻址和内容共享的AP自组覆盖网络，实现了蓝牙移动终端对因特网上流媒体的访问。通过仿真，验证了该架构可实现AP流媒体内容的高效预取、缓存和共享，减轻了源服务器的负载。（2）为了解决当前蓝牙MAC层采用循环轮转调度的方式无法保证流媒体高质量传输的题目，本文针对移动终端和AP构成单跳微微网的情况，提出了优化改进蓝牙MAC层的调度策略。该策略基于流媒体数据包的重要性对发送队列进行最优调度，实现了在移动蓝牙终端上流媒体的流畅播放。通过仿真，验证改善了蓝牙MAC层传输流媒体的质量。（3）结合移动流媒体以及WBPAN架构的特点，本文针对多个移动终端与AP构成多跳分散网的情况，提出了一种适于视频码流传输的内容感知的分散网的SSJM-CA调度算法。该算法以跳模式的基本通信规则为基础，微微网的调度算法采用本文提出的蓝牙MAC层数据调度算法。SSJM-CA调度算法使微微网和分散网的调用算法有机地结合起来，提高了流媒体传输的效果和播放性能。仿真表明该算法提高了网络吞吐量，减少了数据传输延迟时间。（4）基于WBPAN架构，本文提出了可构建以AP为根节点的个人自组网络的M2P-Bluetree创建算法。通过仿真，验证该算法较好地解决了自组网络的创建与路由题目，同时也解决了新移动终端的加入和移动设备的退出等题目。基于该算法构建的自组网络，通过结合Distributed Hash Table(DHT)技术可实现Peer To Peer(P2P)的对象信息内容共享和路由搜索，以及流媒体包的快速传输。（5）基于WBPAN的架构和M2P-Bluetree创建算法，本文提出了基于树分层编址的简单路由机制和路由缓存算法。通过仿真，验证该路由算法简单，产生的额外开销较低。路由缓存机制可减轻树上较高层节点路由负载，改善路由效率。