1 引言

在无线网络中，广播操作是一项基本功能，简单洪泛协议可实现广播，但其缺点是有较多信号冲突、传输冗余产生，造成节点能量大量消耗，导致网络拥塞、节点丢包现象发生[1-3]。为提高网络资源的利用效率，打造可靠的数据传输渠道，现阶段先后出现了很多优化整改无线网络操作效率的方法和手段[4]。按照阶段所需邻居信息可以将这些方法分类处理：不需要邻居信息、一跳邻居信息、多跳邻居信息[5]。随着经济的快速发展，无线网络市场潜力巨大[6-8]。

随着无线网络的迅猛发展，传统声音、文字通讯模式已发生了改变，整合了声音、图像、图形、文字等交互方式已日益被广泛应用，人们的沟通方式呈现出多元化，在此基础上，多媒体交互方式则具有更强实时互动性，它是一种集流媒体视频、文字、语音、数据的互动通讯[9-11]。我国无线网络与国外相比，还存在网络差异化与设备异构化问题，这对产品发展造成了制约，通过新技术解决无线网络存在的这些缺陷是目前面临的问题[12-13]。本文以无线网络数据广播算法为基础，对多媒体信息传输技术进行了研究。

2 三点转发广播算法

2.1 TFB算法及节点选择

本文采用TFB三点转发广播算法，TFB算法优势有三点：首先，每个节点的最优转发节点数量增至3个，转发效率显著提高；其次，整个网络区域都被转发节点双重覆盖，传输送达率得到提高；三是可扩展性良好，对大规模拓扑、网络剧烈变化环境能适应。在实际网络中，很难实现理想拓扑，如果转发节点偏离最佳位置，将会造成覆盖效果的降低。如果转发节点没有准确分布在不同区域，其所覆盖的区域将会重叠，但对其连接性没有影响，因此节点分布方向要尽可能对称，这样就可几乎全部将网络覆盖。在进行转发节点的选择时，每个节点尽可能向3个理想方向靠近，并尽量大的对覆盖面积AC进行附加。因节点附加覆盖面积AC是近似于d的单调线性增函数，AC降低计算量可用距离d来代替，图1为传输范围附加覆盖与重叠的面积。

图1 传输范围附加覆盖与重叠面积

TFB协议工作具体过程为：在源节点进行数据包发送时，先要进行转发节点的选择，并且这个转发节点是3个最优的邻节点，在数据包头中，通过附加转发节点列表进行该数据包的广播。数据包被邻居节点收到后，检查是否已经接收过，如果接收过则丢弃；如果未接收过则交至上层协议，对此包的转发与否进行检查，如果转发需要在节点列表当中增加另外两个转发节点，并且完成数据包的转发过程，按照该流程循环往复，实现网络边缘也被数据包覆盖。

4月15日下午，长江防总常务副总指挥、长江委主任蔡其华主持召开长江委干部大会，部署近期长江委水利抗震救灾工作，并派出以委副主任陈晓军为组长的第二批专家组赶赴灾区开展水质应急监测等工作。

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2.2 转发节点选择方法

MOOCs推进了传统教学与信息技术深度融合的改革步伐，传统的教学规范不再适合新型课程的发展。为了使当前高校教与学状况得到改善，使学生的学习兴趣得到激发，使教师的教学能力得到提高，同时推动信息技术与教学的交融，在高校传统教与学中，应积极借助MOOCs，这将对高校教与学产生积极的深远影响。

fn=|cos(3α/2)|，α=∠N0On，0≤α≤2π

例如，在给学生讲解《妈妈的爱》这篇诗歌的时候，教师可以让学生有感情地朗读，读出妈妈对孩子无私的关爱以及孩子对妈妈的感恩之情。然后，教师可以对学生进行启发，引导学生理解诗歌的具体内容，感受修辞手法的运用，激发学生对母亲的感恩之情。最后，教师可让学生进行写作练习，自己创作简单朴实的诗歌来表达对母亲的爱，以此来培养学生的写作能力，达到促进学生的阅读和写作能力双向提高的目的。

(1)

gn=fn·dSn

(2)

图2 转发节点选择示意图

角度函数可对节点接近最优方向程度进行描述，图3为节点的角度函数，在三个方向其函数值最大，这三个方向的角度分别为0、2π/3、4π/3，位置函数描述的是节点与最佳点位置接近程度，函数值越大，表示越接近最佳位置。

图3 节点的角度函数

通过静脉溶栓治疗能够有效增加患者的冠状动脉血液供应，促使心肌梗死面积缩小，避免心肌缺血进一步扩大，从而促使患者的病情在短时间内得到有效的控制。尿激酶是临床上常用的一种静脉溶栓药物，该药物无抗性，可将纤溶酶原转化为纤溶酶，促使纤维蛋白进行降解，从而达到溶栓的目的[11-12]。但在实施静脉溶栓治疗的过程中，需注意一个问题，即在静脉溶栓治疗过程中患者的纤溶系统和凝血系统会被同时激活，此时血小板的作用会非常突出，因此，对于行静脉溶栓治疗的患者来说，需在治疗前给予阿司匹林来抵抗血小板的作用[13]。

2.3 消除相近转发节点

通过UDP穿透技术，大部分NAT直连障碍能够被解决，但穿透失败情况仍存在，在三种情况下P2P没有很强的穿透能力：1.通信两端为对称路由；2.通信两端分别为对称路由和限制路由；3.通信两端的路由相同，不能实现回环过程。如果UDP无法正常穿透，转发则由服务器进行。

3 无线网络多媒体交互系统架构

图4为基于无线网络数据TFB三点转发广播算法的多媒体交互系统构架，系统主要由两部分组成，即网络传输处理模块和音频视频处理模块。音频视频处理模块主要包含音频视频采集与显示模块、音频视频编解码控制模块两部分；网络传输处理模块包括消息信令传输模块、多媒体数据中转模块、多媒体数据直连模块。

图4 无线多媒体交互系统构架

3.1 网络传输处理模块

UDP协议属于一种无连接协议，在无线网络中，其主要是进行数据包的处理，具有分处理速度较快、头部开销较小、组格式简单等优点。在进行普通数据、视频、音频等大信息量实时传送时，可采用UDP。UDP协议能满足多数多媒体应用需求。

图5 内网间终端通讯流程

3.2 UDP协议

网络传输处理模块主要功能是进行用户服务器P2P直连传输、信令传输、终端P2P穿透、中转等。大多数无线网络终端在进行网络连接时，它是处于某个NAT局域网内，其端口、IP是局域网私有的，不能直连两个处于局域网内的终端，P2P网络UDP穿透模块主要是根据NAT穿透技术，双方均基于公网上得到IP地址，促进端口映射，最终完成直连的过程，并进行多媒体数据的传输；若NAT成功穿透，P2P直连传输模块可进行多媒体数据的直接传输，这样服务器中转负担就大大减轻了，多媒体数据传输实时性得到提高，用户获得更好体验；若某些NAT未成功穿透失败，多媒体数据服务器中转模块可保证用户能正常连接，给双方分发多媒体数据，图5为内网间终端通讯流程。

选择转发节点具体过程：首先将距离源节点最大的邻节点作为N0，在N0位置确定后，按公式(1)和公式(2)，除N0外，计算源节点的全部临节点位置函数值。超出N0区域之外的扇形区域，如果gn达到最大，此时我们认为转发节点就是该点。用N0表示中间转发节点上一跳节点，重复该过程计算其他转发节点函数值。节点通过这种方法选择，在3个方向，节点均匀分布得到了保证，每个节点产生的附加覆盖面积都仅可能的大。

3.3 TCP协议

在网络拥塞问题严重时，报文丢失现象极易出现，使用TCP协议后，TCP协议出错率相对较低，网络、接收方、发送方的丢包率也会降低。

4 基于P2P网络的UDP穿透

4.1 UDP穿透实现

网络传输模块是系统当中的关键结构，其实时性和稳定性对用户体现有极大的影响作用，所以，设计网络模块并将其实践，无线互联网实时性、稳定性是需要重点解决的问题。基于信令传输模块传输的内容主要是各种协议协议信息，而这些协议又决定这相关业务流程的开展和运行，必须要提高传输的可靠性和效率，以此为背景该模块所选择的为TCP协议；多媒体数据传输模块当中涉及到的内容较多，对数据实时性有极高的要求，因此所选择为UDP协议。两个客户端在通讯之前都分别处于自身的内网环境当中，在通讯过程中，首先传输至路由器，进而达到外网，最终传递至目的地，若两端路由器可直连并通讯，这就是穿透，穿透是在两端路由器间，客户端建立彼此映射，传输是通过路由器，直接发往另一端路由器，图6为UDP穿透实现流程。

图6 UDP穿透实现流程

4.2 P2P传输限制

中转模式的终端及服务器间会发生延时，因跨IDC运营商等问题，无线网中转模式传输延时可能会更大，中转服务器到客户端使用的是UDP协议。在跨IDC间转发TCP，理论上可建一个中转服务器，但资源消耗巨大，因此本研究采用CDN技术，解决不同IDC和地区间传输的不稳定。基于IP网络构建的CDN是一种新型网络体系，根据内容秩序、内容访问、质量要求、应用效率，进行提供内容的服务、分发。CDN基于网络构建，是一种效率高、质量高，且秩序较好的网络应用模式。综合网络各节点综合信息，如连接、流量、响应时间、距离、负载状况等，CDN可实时重新导向用户请求，导向到最近服务节点上，这样就实现了用户可对所需内容的就近获取，网络拥挤问题得到解决，用户对网站访问的响应速度得到提高，图7为UDP+CDN传输协议中转模式。

4.3 UDP+CDN传输协议中转

实际网络拓扑不可能与理想节点分布完全一致，势必会存在各种各样的偏差，在选择每个节点的最优转发节点过程中，如果位置相近的情况下，可能会出现不同节点选择不同的转发节点，即出现相近节点现象。相近节点的出现，会导致传输冗余，通过门限值dth，避免相近节点的转发。当两个转发节点距离比dth小时，较大gn值节点可进行发送，dth值对广播包送达率、转发次数有影响；当dth较小时，会有较多的转发次数，这时有较大的转发冗余度，节点收到数据包机会则较多。但转发冗余过多，会增加网络冲突，严重着会造成网络拥塞，因此这属于一种折衷关系。设置dth值时，要考虑网络节点密度，设置原则是保证尽量少的转发次数和较高的送达率。

图2为转发节点选择示意图，首先对源节点与每个邻居距离进行计算，第一个转发节点为距离最远的节点，表示为N0，根据N0位置选择其余两节点。源节点为原点，横坐标为直线SN0，建立坐标系。通过划分，源节点传输范围为π/3的三个扇形区域，每个邻节点n分别定义一个公式(1)的角度函数、一个公式(2)的位置函数：

用户在不同网间通讯时，其地址通过NAT设备将转换成公有IP。目标设备内网IP地址对应的公有IP地址，NAT设备之间并不知道，无法反馈给对方，通过NAT，公有IP中转服务器发送双方数据给中转服务器，然后再分发给双方。传输限制P2P的原因有2方面，一是在终端设备A和B连接前，不知道对方公有IP；二是NAT设备限制对内转发数据。

图7 UDP+CDN传输协议中转模式

5 测试实验

模拟测试实验采用UDP+CDN传输协议中转模式，在Windows XP上，采用TFB三点转发广播算法，进行无线移动网络多媒体发包与丢包的测试，实验通过CDN服务器，连续发5 000个包，发送与接受任务优先级均为0，测试结果如表1所示。

表1 两次发包间不延时丢包测试

发送包/byte总丢包数发送节点侧丢包数接受节点侧丢包数无线网络丢包数丢包率/%12832102．325642201．651253201．0102453200．5204873400．3

从表1可以看出，两次发包间不延时，无线网络未出现丢包现象，丢包现象主要发生在发送节点侧与接受节点侧，丢包范围在0.3%～2.3%之间，这对用户体验不会造成影响。

6 结语

本文以无线网络数据广播算法为基础，对多媒体信息传输技术进行了研究。通过分析TFB算法、节点选择、转发节点选择、相近转发节点的消除，建立了基于无线网络数据TFB三点转发广播算法的多媒体交互系统构架，采用UDP+CDN传输协议中转模式，在Windows XP上，采用TFB三点转发广播算法，进行无线移动网络多媒体发包与丢包的测试，通过CDN服务器，连续发5000 个包，实验结果表明，两次发包间不延时，无线网络未出现丢包现象，丢包现象主要发生在发送节点侧与接受节点侧，丢包范围在0.3%～2.3%之间，这对用户体验不会造成影响。

参考文献：

[1] 司江渤，李赞，邓永福，等. 无线网络中最小能量的协作广播算法研究[J]. 四川大学学报(自然科学版), 2011, 48(6):1334-1339.

[2] 王学涛. 无线环境中不均匀广播算法研究[J]. 信息安全与技术, 2013, 3:51-53.

[3] 黄行波，程红举. 无线传感器网络中使用连通支配集的最小能耗广播算法[J]. 小型微型计算机系统, 2014, 35(1):74-80.

[4] 张莉华，魏长宝. 基于可靠重传机制的无线网络数据广播算法[J]. 中国测试, 2015, 41(10):98-104.

[5] 程红举，黄行波. 不可靠通信环境下无线传感器网络最小能耗广播算法[J]. 软件学报, 2014, 25(5):1101-1112.

[6] 何君燕，刘凯. 井下无线多媒体传感器网络图像传输技术研究[J]. 软件, 2012, 1:112-115．

[7] 肖奇飞. 基于流媒体技术的无线通信网络视频传输[J]. 中国新通信, 2014, 13:125．

[8] 陈小平. 具有移动互联网多媒体实时传输技术研究与应用[J]. 数字技术与应用, 2014, 6:25-29.

[9] 洪英杰. MMT多媒体传输技术研究[J]. 电脑编程技巧与维护, 2015, 2:74-75．

[10] 段晓晶，王军伟. 基于4G网络的移动多媒体传输技术研究[J]. 信息系统工程, 2015, 6:50．

[11] 卢冀. 基于网络编码的多媒体传输技术研究[D]. 西安：西安电子科技大学, 2011．

[12] 尹春雷，文光俊，冯正勇，等. 无线局域网视频流组播优化机制[J]. 计算机工程, 2011, 37(10):213-215.

[13] 冯正勇. 无线网络视频流传输技术研究[D]. 成都：电子科技大学, 2013．