Розробка адаптивного механізму керування перевантаженням для мультимедіа-стримінгу в реальному часі за змінних умовах мережі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.339985

Ключові слова:

адаптивна система, мультимедіа, перевантаження мережі, протокол керування транспортом у реальному часі, потокове відео

Анотація

Це дослідження зосереджено на потоковій передачі мультимедіа в реальному часі з використанням протоколів RTP та RTCP. Основна проблема, яку розглядає дослідження, полягає в тому, що стандартний контроль перевантаження RTP/RTCP недостатньо адаптований до змінних та нестабільних мережевих умов, що призводить до збільшення втрати пакетів, наскрізної затримки, нестабільних бітрейтів та низької якості відео. Для потокової передачі RTP було розроблено динамічний механізм контролю перевантаження, адаптований до пропускної здатності, який використовує зворотний зв'язок RTCP для динамічної зміни бітрейту та частоти кадрів у реальному часі під час сеансу потокової передачі. Результати контрольованого експерименту показують, що середня втрата пакетів зменшується з 8,2% до 3,4%; наскрізна затримка зменшується в середньому із 220 мс до 135 мс; та забезпечує стабільніший середній бітрейт, ніж стандартні системи RTP/RTCP. Крім того, ця система також забезпечує стабільнішу середню частоту кадрів, ніж стандартні системи RTP/RTCP, та вищу середню частоту кадрів за поганих мережевих умов. Цей результат можна пояснити здатністю адаптивного механізму постійно контролювати втрату пакетів, перешкоди та затримки, а також негайно реагувати на умови, замість того, щоб чекати появи звітів RTCP через фіксовані проміжки часу. Ключовим моментом щодо запропонованого дизайну є інтеграція бітрейту та частоти кадрів для забезпечення плавного відтворення та задоволення користувача від перегляду зі зниженим ризиком переривання та покращеною стабільністю в динамічних та непередбачуваних мережевих середовищах. Цей внесок може бути практично застосований у застосунках реального часу, таких як відеоконференції, телемедицина або прямі трансляції під час проходження мобільних або бездротових мереж, де умови завжди динамічні та непередбачувані. Запропонований метод може бути практично застосований за несприятливих умов інтернет-мережі, що є його перевагою

Біографія автора

Marvin Chandra Wijaya, Maranatha Christian University

Philosophy Doctor of Information Communication Technology, Associate Professor

Department of Computer Engineering

Посилання

  1. Khoroshevska, I., Khoroshevskyi, O., Hrabovskyi, Y., Lukyanova, V., Zhytlova, I. (2024). Development of a multimedia training course for user self-development. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (128)), 48–63. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.302884
  2. Hrabovskyi, Y., Brynza, N., Vilkhivska, O. (2020). Development of information visualization methods for use in multimedia applications. EUREKA: Physics and Engineering, 1, 3–17. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001103
  3. Mohammed Jameel, S., Croock, M. S. (2020). Mobile learning architecture using fog computing and adaptive data streaming. TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control), 18 (5), 2454. https://doi.org/10.12928/telkomnika.v18i5.16712
  4. Wijaya, M. C., Maksom, Z., Abdullah, M. H. L. (2022). Novel Framework for Translation Algorithms in Multimedia Authoring Tools. IAENG International Journal of Computer Science, 49 (3), 628–636. Available at: http://www.iaeng.org/IJCS/issues_v49/issue_3/IJCS_49_3_02.pdf
  5. Tegou, T., Papadopoulos, A., Kalamaras, I., Votis, K., Tzovaras, D. (2019). Using Auditory Features for WiFi Channel State Information Activity Recognition. SN Computer Science, 1 (1). https://doi.org/10.1007/s42979-019-0003-2
  6. Jin, F., Ma, L., Zhao, C., Liu, Q. (2024). State estimation in networked control systems with a real-time transport protocol. Systems Science & Control Engineering, 12 (1). https://doi.org/10.1080/21642583.2024.2347885
  7. Muslim, A., Schmid, F., Recker, S. (2023). Latency Measurement Approach for Black Box Components in Edge Computing Environments. 2023 IEEE International Conference on Smart Information Systems and Technologies (SIST), 327–331. https://doi.org/10.1109/sist58284.2023.10223523
  8. Wijaya, M. C., Maksom, Z., Abdullah, M. H. L. (2023). Auto-correction of multiple spatial conflicts in multimedia authoring tools. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 12 (3), 1657–1665. https://doi.org/10.11591/eei.v12i3.4894
  9. Sumtsov, D., Osiievskyi, S., Lebediev, V. (2018). Development of a method for the experimental estimation of multimedia data flow rate in a computer network. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (92)), 56–64. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.128045
  10. Yermakova, I., Nikolaienko, A., Hrytsaiuk, O., Tadeieva, J., Kravchenko, P. (2024). Use a smartphone app for predicting human thermal responses in hot environment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (128)), 39–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.300784
  11. Wang, H., Li, J., Liu, H. (2024). Research of Technology About Video Control Based on Real-Time Transmission. 2024 IEEE 7th International Conference on Information Systems and Computer Aided Education (ICISCAE), 995–998. https://doi.org/10.1109/iciscae62304.2024.10761263
  12. Zhang, S., Lei, W., Zhang, W., Guan, Y. (2019). Congestion Control for RTP Media: A Comparison on Simulated Environment. Simulation Tools and Techniques, 43–52. https://doi.org/10.1007/978-3-030-32216-8_4
  13. Dai, T., Zhang, X., Zhang, Y., Guo, Z. (2020). Statistical Learning Based Congestion Control for Real-Time Video Communication. IEEE Transactions on Multimedia, 22 (10), 2672–2683. https://doi.org/10.1109/tmm.2019.2959448
  14. Andrade-Zambrano, A. R., León, J. P. A., Morocho-Cayamcela, M. E., Cárdenas, L. L., de la Cruz Llopis, L. J. (2024). A Reinforcement Learning Congestion Control Algorithm for Smart Grid Networks. IEEE Access, 12, 75072–75092. https://doi.org/10.1109/access.2024.3405334
  15. Perkins, C. (2023). Sending RTP Control Protocol (RTCP) Feedback for Congestion Control in Interactive Multimedia Conferences. RFC Editor. https://doi.org/10.17487/rfc9392
  16. Shao, Y., Ozfatura, E., Perotti, A. G., Popović, B. M., Gündüz, D. (2023). AttentionCode: Ultra-Reliable Feedback Codes for Short-Packet Communications. IEEE Transactions on Communications, 71 (8), 4437–4452. https://doi.org/10.1109/tcomm.2023.3280563
  17. Lin, Q., Han, L. (2023). Dynamic Recognition Method of Track and Field Posture Based on Mobile Monitoring Technology. Advanced Hybrid Information Processing, 336–348. https://doi.org/10.1007/978-3-031-28867-8_25
  18. Rasanen, J., Altonen, A., Mercat, A., Vanne, J. (2021). Open-source RTP Library for End-to-End Encrypted Real-Time Video Streaming Applications. 2021 IEEE International Symposium on Multimedia (ISM), 92–96. https://doi.org/10.1109/ism52913.2021.00023
  19. Wang, W., Li, Y., He, R. (2025). Design of real-time transmission system for underwater panoramic camera based on RTSP. PLOS ONE, 20 (3), e0320000. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0320000
  20. Pozueco, L., Pañeda, X. G., García, R., Melendi, D., Cabrero, S. (2013). Adaptable system based on Scalable Video Coding for high-quality video service. Computers & Electrical Engineering, 39 (3), 775–789. https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2013.01.015
  21. Zubaydi, H. D., Jagmagji, A. S., Molnár, S. (2023). Experimental Analysis and Optimization Approach of Self-Clocked Rate Adaptation for Multimedia Congestion Control Algorithm in Emulated 5G Environment. Sensors, 23 (22), 9148. https://doi.org/10.3390/s23229148
Розробка адаптивного механізму керування перевантаженням для мультимедіа-стримінгу в реальному часі за змінних умовах мережі

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-28

Як цитувати

Wijaya, M. C. (2025). Розробка адаптивного механізму керування перевантаженням для мультимедіа-стримінгу в реальному часі за змінних умовах мережі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(9 (137), 54–63. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.339985

Номер

Том 5 № 9 (137) (2025): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Marvin Chandra Wijaya

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.