Метод і засоби забезпечення якості обслуговування передачі мультимедійних даних в гетерогенних комп’ютерних мережах
| dc.contributor.author | Роковий, Олександр Петрович | |
| dc.contributor.degreedepartment | обчислювальної техніки | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | інформатики та обчислювальної техніки | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-23T13:42:22Z | |
| dc.date.available | 2015-11-23T13:42:22Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for a Ph.D. degree by specialty 05.13.05 – Computer Systems and Components. National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2015. The method of adjusting the jitter buffer, based on the forecast fluctuations (standard deviation) packet transmission delay, which supports buffer size at the minimum level at which no packet loss has been developed. This approach allows to respond to changes in packet transmission delay fluctuations are not in fact change and advance. The process of varying the jitter buffer occurs smoothly, without compromising the quality of voice data in terms of a large fluctuation delay packet. The proposed method of determining the initial data for singular spectral analysis, which allows for the required accuracy of the forecasting at a given horizon. The proposed method of choice for packet rejection the receiver buffer in case of reduction of the amount and method of compensation (filling) the receiver buffer in case of an increase its size. Software module for the Opal VoIP library, which implements the proposed method of adaptive jitter buffer adjustment was developed. With the E-model evaluated the effectiveness of the proposed method of regulating jitter buffer compared with F-EXP-AVG method. The proposed method showed higher scores MOS at large packet transmission delay fluctuations and method gave slightly F-EXP-AVG for small values of fluctuation. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты. Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", г. Киев, 2015 г. Диссертация посвящена проблеме повышения качества передачи мульти-медийного трафика в гетерогенных компьютерных сетях. Предложенное решение этой задачи состоит в разработке метода и средств обеспечения заданных временных параметров его передачи на основе прогнозирования состояния сети. Что позволяет поддерживать оптимальное соотношение между задержкой передачи пакетов и количеством отбрасываемых пакетов. Проведены эксперименты для определения зависимости количества отбрасываемых пакетов от размера джиттер-буфера для стационарной и мобильной сетей. Было показано, что размер джиттер-буфера должен изменяться во времени по алгоритму, учитывающему текущее состояние сети. Предложен метод регулирования джиттер-буфера, который на основе прогноза величины флуктуации (стандартного отклонения) задержки передачи пакетов поддерживает размер джиттер-буфера на минимальном уровне, при котором отсутствует потеря пакетов. Такой подход позволяет реагировать на изменения флуктуации задержки передачи пакетов не по факту изменения, а наперед. При этом процесс изменения величины джиттер-буфера происходит плавно, не ухудшая качество передачи голосовых данных даже в условиях с большой флуктуацией задержки передачи пакетов. Проведены эксперименты для определения математической модели, наиболее подходящей для прогнозирования временного ряда задержек. При этом было обнаружено, что прогнозировать задержку передачи пакетов не имеет смысла, так как ряд не обладает характеристиками, которые позволяют прогнозировать его значения на требуемый горизонт. На основании ряда задержек передачи пакетов был построен ряд флуктуации задержек передачи пакетов. Было показано, что ряд обладает свойствами, которые позволяют прогнозировать его значения на требуемый горизонт. Определены основные характеристики временного ряда, состоящего из величин флуктуации задержки передачи пакетов. По виду автокорреляционной и частичной автокорреляционной функций временного ряда были проанализированы методы для его прогнозирования: интегрированная модель авторегрессии скользящего среднего ARIMA (autoregressive integrated moving average) и сингулярно-спектральный анализ SSA (singular spectrum analysis). Определены основные критерии точности прогнозирования значений временного ряда, которые важны при регулировании размера джиттер-буфера. Это коэффициенты недооценки и переоценки, а также средняя относительная ошибка прогноза. По результатам сравнения методов прогнозирования, в качестве базового был выбран метод SSA, который показал выше точность прогнозирования для случая ряда с большей флуктуацией времени задержки передачи пакетов. Эта особенность метода является важной для гетерогенных сетей с мобильными сегментами. Разработан модифицированный метод прогнозирования величины флуктуации задержки передачи пакетов на основе SSA. На основе качественной оценки речи, передаваемой по компьютерной сети, было определено максимальное значение горизонта прогнозирования, при котором размер джиттер-буфера можно изменять без значительной потери качества. Предложен способ определения начальных данных для сингулярно-спектрального анализа, позволяющего обеспечить необходимую точность прогнозирования на заданный горизонт. Способ учитывает зависимость прогнозируемости ряда временных задержек от параметра Н (коэффициент Херста, характеризующий степень самоподобия трафика). При анализе ряда временных задержек передачи пакетов было установлено, что с увеличением параметра Н увеличивается точность прогнозирования, точнее определяется тренд ряда, параметры недооценки и переоценки уменьшаются. При этом глубина анализа может быть уменьшена для уменьшения вычислительной нагрузки конечного узла. И, наоборот, при уменьшении параметра Н точность прогнозирования па-дает, что требует увеличения глубины анализа ряда. Предложен способ выбора пакетов для отбрасывания из буфера приемника в случае уменьшения его размера и способ компенсации (заполнения) буфера приемника в случае увеличения его размера. Разработан способ оценки качества передачи голосовых данных с учетом особенностей метода регулирования джиттер-буфера, позволяющего сократить объем вычислений, необходимых для реализации предложенного метода. Разработана структура программного модуля для библиотеки Opal VoIP, который реализует предложенный метод регулирования джиттер-буфера. С помощью Е-модели проведена оценка эффективности предложенного метода регулирования джиттер-буфера по сравнению с реактивным методом регулирования F-EXP-AVG. Предложенный метод показал более высокие баллы MOS при больших значениях флуктуации задержки передачи пакетов и незначительно уступил методу F-EXP-AVG при малых значениях флуктуации. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп’ютерні системи та компоненти. Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", м. Київ, 2015 р. Запропоновано метод регулювання джитер-буферу, який на основі прогнозу величини флуктуації (стандартного відхилення) затримки передачі пакетів, підтримує розмір джитер-буферу на мінімальному рівні, при якому відсутня втрата пакетів. Такий підхід дозволяє реагувати на зміни флуктуації затримки передачі пакетів не за фактом зміни, а наперед. При цьому процес зміни величини джитер-буферу відбувається плавно, не погіршуючи якість передачі голосових даних в умовах з великою флуктуацією часу затримки передачі пакетів. Запропоновано спосіб визначення початкових даних для сингулярно-спектрального аналізу, що дозволяє забезпечити необхідну точність прогнозування на заданий горизонт. Запропоновано спосіб вибору блоків для відкидання з буферу приймача у випадку зменшення розміру та спосіб компенсації (заповнення) буферу приймача у випадку збільшення його розміру. Розроблено програмний модуль, що реалізує запропонований метод адаптивного регулювання джитер-буферу для бібліотеки Opal VoIP, яка містить реалізацію основних протоколів передачі мультимедійних даних в IP-мережах. За допомогою Е-моделі проведена оцінка ефективності запропонованого методу регулювання джитер-буферу в порівнянні з реактивним методом регу-лювання F-EXP-AVG. Запропонований метод показав більш високі бали MOS при великих значеннях флуктуації затримки передачі пакетів і незначно поступився методу F-EXP-AVG при малих значеннях флуктуації. | uk |
| dc.format.page | 22 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13952 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 004.724.4 | uk |
| dc.title | Метод і засоби забезпечення якості обслуговування передачі мультимедійних даних в гетерогенних комп’ютерних мережах | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти | uk |