Модель механизмов передачи видеопотока по беспроводной сети

Назначение: Программа моделирует механизмы передачи видеопотока по беспроводной сети. В частности, программа позволяет использовать различные политики управления MAC-очередью, вносить в них изменения, а также моделировать использование оригинальных политик управления MAC-очередью.

Область применения: Современные сети связи. Многошаговые сети на базе IEEE 802.11. Передача видеопотоков по беспроводной сети.

Используемый алгоритм: Первым шагом моделирования является получение с помощью медиаплеера VLC и программы-анализатора трафика Wireshark pcap-файла, который содержит внутри себя IP пакеты с исходным видеопотоком и относительные временные метки, когда эти пакеты должны быть поставлены в очередь на передачу в среду. Полученный pcap-файл - это входные данные для сетевого эмулятора ns3, который моделирует канальный и физический уровни стека сетевых протоколов. Именно с помощью ns3 моделируется, собственно, передача данных по беспроводному каналу с учетом возникающих при этом эффектов: задержек при распространении сигнала, интерференции, возможных потерь пакетов. Внутри данного эмулятора также имплементируется оригинальная политика управления очередью. Выходные данные эмулятора -  pcap-файл, содержащий пакеты полученного видеопотока с временными метками, соответствующими моментам получения пакетов. В выходном pcap-файле отражены возникающие при передаче эффекты, а именно задержки и возможные потери каких-то пакетов. Для получения видеоизображения выходной pcap-файл проигрывается с помощью утилиты Tcpreplay и сохраняется как видеофайл с помощью медиаплеера VLC.

Входные параметры:

·         видеофайл для передачи по беспроводной сети;

·         значения необходимых параметров беспроводной сети (характеристики используемых моделей распространения сигнала, моделей ошибок, настройки параметров используемых протоколов и др.).

Выходные параметры:

·         видеофайл, полученный в результате передачи по беспроводной сети.

Алгоритм описан в работе: Andrey Guschin, Evgeny Khorov, Anton Kiryanov, Andrey Lyakhov, Alexander Safonov. P-persistent Queue Management to Overcome Channel Failures in IEEE 802.11 Networks for Real-time Multimedia Streaming //Lecture notes in computer science. Volume 8072. 2013. 

Во Вложении прикреплен файл с примером снимка экрана при проигрывании выходного видеопотока.

Функциональные возможности:

·         Передача любых видеофайлов, воспроизведение которых поддерживает медиаплеер VLC.

·         Моделируемый стек протоколов: RTP/UDP/IP/MAC IEEE 802.11

·         Использование широкого спектра моделей распространения сигнала, моделей ошибок, различных настроек параметров используемых протоколов и др.

·         Использование различных политик управления MAC-очередью, в том числе оригинальных политик.

·         Метод инкапсуляции видеокадров в пакеты транспортного уровня – MPEG-TS.

Рекомендуемое ограничение на интенсивность потока - менее 6 Мбит/с

Инструментальные средства создания: Среда разработки Eclipse, сетевой эмулятор ns3, медиаплеер VLC, утилита Tcpreplay, программа-анализатор трафика Wireshark