Adaptives Videostreaming auf Basis prognostizierter Netzeigenschaften

Einleitung

In mobilen Szenarien mit einer drahtlosen Kommunikation kommt es zu häufigen Änderungen in den Netzeigenschaften, so dass sich beispielsweise der verfügbare Durchsatz deutlich einbrechen kann. Um das Video dennoch weiterhin ohne Unterbrechungen streamen zu können, ist es erforderlich, die Datenraten dynamisch anzupassen. Hierzu gibt es verschiedene Ansätze und Implementierungen verschiedener Hersteller. Zudem wurde auch in dem Standard ISO/IEC 23009-1 das MPEG Dash spezifiziert. Hierzu sind wiederum auch einige OpenSource Implementierungen (wie z.B. libdash, GPAC, etc.) verfügbar.

Das Grundkonzept von MPEG Dash ist, dass auf dem Server das entsprechende Video in Segmenten und verschiedenen Bitraten abgelegt wird. Der Client kann dann in Abhängigkeit zur aktuellen Netzsituation bestimmen, welches Segment als Nächstes übertragen werden soll. Dadurch kann bei einer hohen verfügbaren Netzkapazität das Video mit einer hohen Bitrate übertragen werden und bei Bedarf reduziert werden, so dass das Video ohne Unterbrechungen angeschaut werden kann. Die Kontrolle und Auswahl der zu streamenden Segmente werden jedoch nicht vom Standard abgedeckt und können auf die eigenen Bedürfnisse angepasst werden.

In einem separaten Projekt werden drahtlose Netze und ihre Eigenschaften aufgezeichnet. Hieraus lassen sich Abschätzungen über die erwarteten Netzeigenschaften für unterschiedliche Mobilitätsszenarien ableiten. Dieses zusätzliche Wissen kann dazu genutzt werden dieses Videostreaming entsprechend den erwarteten Netzbedingungen anzupassen.

In dieser Arbeit sollen zunächst die verfügbaren MPEG Dash Lösungen verglichen werden. Anschließend muss ein geeigneter Server und Client aufgesetzt werden, so dass Videos für verschiedene Bitraten in Segmenten generiert und bereitgestellt werden können. Im nächsten Schritt soll dann der Client erweitert werden, so dass dieser aktuelle Netzinformationen und Netzprognosen von einem separaten Service anfordern kann. Hierfür ist ein entsprechendes Austauschformat zu entwickeln. Ziel soll es im darauffolgenden sein, auf Basis des zusätzlichen Wissens eine geeignete Streaming-Strategie zu entwickeln. Neben dem frühzeitigen Anpassen der Bitrate soll auch die Puffergröße entsprechend angepasst werden, um beispielsweise erwartete Netzunterbrechungen möglichst zu überbrücken.