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基于终端协作的多播传输关键技术研究的开题报告
一、研究背景与意义
近年来，随着互联网技术的快速发展，群体通信在网络中的应用越来越广泛，涵盖了多种场景，如视频会议、直播、在线教育等。群体通信技术在互联网应用中的重要性和应用领域的广泛性，促使相关研究取得了显著进展。在群体通信中，多播技术是十分关键的，可以在所有接收方共同收听或观看的情况下，通过拷贝不同于单点对点传输的方式来减少网络数据传输量，从而节省带宽资源，并降低对服务器的负载。
传统的多播技术参与节点较少时，可以在互联网上稳定工作，但当参与节点很多时，传统的多播技术面临多种问题，如传输质量下降、传输速率下降等。面对这些问题，众多的研究者提出基于终端协作的多播技术，即在多播数据包转发方面，利用接收方协助转发数据包，从而形成终端协作多播技术。终端协作多播技术已经得到了广泛的研究和应用，尤其是在移动互联网、5G通信等场景下，其应用前景更具有广阔的发展空间和潜力。
因此，本课题旨在应用终端协作的多播技术，通过研究其关键技术，对该技术进行深入分析和探索，以提高其运行效率和优化传输质量，同时拓展其经典模型，提出新的模型和算法，以满足日益增长的实际应用需求。
二、研究现状
多播技术是一种有效的群体通信技术，可以极大节省网络资源和提高带宽利用率。目前的多播技术主要有基于IP来源和目的地址的传统多播技术和基于更加灵活的多点多播技术。例如，MBone协议就是采用基于IP端点的多点多播技术，通过构建虚拟信息通道，在互联网上实现第三方多播传输。
但是，当多播群体规模增加时，多播技术的性能会严重下降，包括传输速率明显降低、数据包丢失频繁、网络负载增加等问题。针对这些问题，有学者提出了基于终端协作的多播技术，此技术依靠接收方协助数据包转发，从而提高传输效率和优化传输质量。同时，基于终端协作的多播技术还支持动态调整数据包转发方向，从而提高了网络扩容能力。
终端协作多播技术早在2008年就已经被研究提出。2008年BaoyunZhang等人首先提出了“AMT”（AsymmetricMultipathTree）协议，该协议利用接收方多路径转发数据包，让数据包选择不同的路径，从而增强对网络故障的容忍度，提高数据包的可靠性和传输效率。接下来，学者们对AMT协议进行了改进，提出了具有差异化优先级的多路径多播技术，该技术可根据网络条件调整主要路径和备用路径，以最大限度地提高多播传输效率。
三、拟研究的问题及研究内容
1.多播传输质量分析与优化。分析终端协作多播传输的性能瓶颈，提出优化方案，通过控制传输质量和降低丢包率来优化多播传输效果，提高传输速率和数据包可靠性。
2.终端协作多路径转发算法优化。提出一种新的带宽低消耗的终端协作多路径转发算法，提高多播传输效率，减少网络资源消耗并提高网络容错能力。同时，研究较为成熟的多路径算法，包括负载均衡算法、适配路由算法、数据包重传算法等。
3.优化传输模型。基于目前普遍采用的终端协作多播模型进行优化，探究改进模型的可行性，给出新的模型优化方案。
通过以上研究内容，我们可以为终端协作多播技术的应用和推广提供更加有效的支持。
四、研究方案
本研究计划采用实验研究方法和理论分析相结合的方式，确定数据收集样本的样本空间，并构建严密的多播传输模型，通过实验研究，利用求解器工具和计算机模拟分析，进一步分析多播传输的性能瓶颈，提出优化方案。
实验研究包括以下步骤：
1.沟通与准备。明确研究内容，并确定实验目标。建立实验平台，并确定研究所需的数据样本。
2.多播传输质量分析与优化。通过对多播传输过程中可能面临的问题进行分析，优化传输效果。对不同场景下的传输速率、丢包率和网络负载层面进行综合分析和建模。
3.多路径转发算法优化。探究不同的多路径算法并进行实验测试，找到较为成熟的算法，确定其适用场景和运行条件。
4.优化传输模型。基于已有的终端协作多播模型，利用计算机模拟等方式进行优化，并给出新模型的评估标准。
五、预期成果与意义
本研究计划主要针对基于终端协作的多播传输技术，研究并解决传统多播技术在高负载下的瓶颈问题，在一定程度上提高数据包的可靠性和传输效率，同时提供更为丰富的架构设计和传输优化方案。
本研究的主要成果和意义有：
1.提高终端协作多播传输效率，降低数据包传输时的网络负载和丢包率，提高传输延迟和数据传输效率。
2.探究终端多播传输的相关模型，提出不同模型的优化方案，从而进一步提高多播传输试验效果。
3.为群体通信技术的发展提供一种有效的传输方式，为实现高效、安全、可靠的数据传输提供理论支持。