Поліпшення якості сприйняття відео в безпровідних програмно-конфігурованих мережах з використанням мультипідключення

Abstract

У статті запропоновано метод поліпшення якості передавання відеопотоку з використанням мультипідключення у програмно-конфігурованих безпровідних мережах. Метод використовує технологію бондингу для об’єднання різних фізичних мережевих адаптерів у один комбінований пристрій, що дає змогу ефективно використовувати ресурси мережі та забезпечувати високу якість відеопередавання. Дослідження також містить аналіз використання показника якості сприйняття PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio)) та реакцію методу на погіршення параметрів каналу зв’язку. Результати показують, що зі збільшенням втрат пакетів значення PSNR зменшується. Це пояснюється тим, що втрата пакетів призводить до появи помилок або шуму в стисненому сигналі, що знижує точність сигналу порівняно з оригіналом. Зокрема, втрати пакетів можуть бути спричинені нестачею пропускної здатності мережі, коли обсяг даних, які намагаються пройти через мережу, перевищує її можливості. У такому випадку втрати можуть стати причиною погіршення якості відеопотоку. З іншого боку, втрати пакетів через нестабільність радіосигналу можуть бути наслідком зовнішніх впливів, таких як перешкоди чи інтерференція, що здатні спричинити втрати пакетів навіть за достатньої пропускної здатності мережі. Ці втрати також можуть впливати на якість відеопотоку і знижувати значення PSNR. Під час дослідження виявлено, що однаковий відсоток втрат пакетів через нестачу пропускної здатності та вимушені втрати пакетів через нестабільність радіосигналу по-різному впливають на якість сприйняття зображення. Загальні результати дослідження підтверджують можливість істотного покращення якості обслуговування користувачів безпровідної мережі за допомогою запропонованого методу, не вимагаючи додаткових витрат ресурсів мережі. Це може мати велике практичне значення для розвитку передових мережевих технологій та забезпечення високої якості передавання відеоданих у сучасних безпровідних мережах.

This article presents a method to enhance the quality of video streaming using multi-connection in software- defined wireless networks. The method utilizes bonding technology to combine various physical network adapters into a single integrated device, effectively utilizing network resources and ensuring high-quality video transmission. The study also includes an analysis of the use of the Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) as a quality perception metric and the method’s response to deteriorating communication channel parameters. The results indicate that an increase in packet loss leads to a decrease in PSNR values. This is explained by the fact that packet loss introduces errors or noise into the compressed signal, reducing its accuracy compared to the original. Specifically, packet loss can be caused by insufficient network bandwidth when the volume of data attempting to pass through the network exceeds its capacity. In such cases, packet loss can lead to a deterioration in the quality of the video stream. On the other hand, packet loss due to radio signal instability may result from external factors such as obstacles or interference, which can lead to packet loss even with sufficient network bandwidth. These losses can also impact the quality of the video stream and reduce PSNR values. During the study, it was observed that an equal percentage of packet losses caused by insufficient network bandwidth and losses due to radio signal instability have different effects on image perception quality. In general, the overall research results confirm the potential for significant improvement in the quality of service for wireless network users using the proposed method, without requiring additional network resource expenditures. This can have significant practical implications for advancing network technologies and ensuring high-quality video data transmission in modern wireless networks.