关于视频单播拥塞控制的定义解析

TCP是一种融合了流量控制、拥塞控制、差错控制的传输层协议，虽然可以提供可靠的数据传输服务，但就其基于重传的拥塞控制方法而言，源端只要检测到数据包的丢失就会将发送速率减半。由于视频数据具有实时性较强、数据量大、数据包之间依赖性强的特点，TCP这种具有较强起伏性的拥塞控制方法会显著降低视频传输的平滑性，导致接收端的视频质量更易受丢包率、时延及其抖动等的影响。特别是大量的终端通过无线网接入互联网后，这些设备上的视频传输受QoS 的影响更为显著。对此，为便于在拥塞控制过程中描述QoS 对视频传输质量的影响，做如下定义。

定义6.1 设V为任一已编码的视频序列，在时间段t内，当丢包率Ploss≤ 该视频序列解码后的质量Vq的方差γ满足γ≤ε时，则称为V的丢包容忍度。其中，ε表示阈值，Vq为接收端的视频质量评估的结果，由式（6.1）计算而得。

定义6.2 对任一已编码的视频序列V，当编码过程中存在双向帧间预测或单向帧间预测模式时，在时间段t内，任一GOP内两个存在依赖关系的帧fi及fj，完整到达接收端的时间间隔Intv（i，j）应不大于ψ，则称ψ为V的解码期限。其中ψ≤1/v，i＜j，v为视频播放速率（帧率）。

上述定义中的帧间依赖关系可用有向无环图进行描述，如图6-1 所示。

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图6-1 IBBPBBP结构的帧间依赖关系

定义6.3 对任一已编码的视频序列V，在时间段t内，对于两个连续的帧fi与fi-1，当时延的抖动Ji，i-1≤θ时，如Vq的方差γ满足γ≤ε，则称θ为视频序列V的抖动容忍度。其中，Ji，i-1 =abs（（ri-1-si-1）-（ri-si））为时延的抖动，r与s分别为视频数据包的接收与发送时间，abs（）表示取绝对值函数。

此外，在当前的互联网协议体系中，TCP广泛应用于数据传输及拥塞控制，基于TCP的数据流在网络数据流量中也占据了主导地位。因此，对于任何一种新的拥塞控制方法，必须考虑其是否为TCP友好的。即在实际应用中与基于TCP的数据流公平地共享网络可用带宽。为便于衡量本章提出的拥塞控制方法的TCP友好性，定义如下的TCP友好因子。

定义6.4 在时间段t内，当某个传输链路中同时存在N个采用某种新的拥塞控制方法的数据流和K个基于TCP的数据流时，则称为该拥塞控制方法的TCP友好因子。Ti和Tj分别为第i个采用新的拥塞控制方法的数据流与第j个基于TCP的数据流的吞吐量。