Application-layer mobility for multimedia streaming applications

Abstract

This thesis investigates modern communication protocols and technologies that allow mobile device to connect to the network using several communication paths in heterogeneous and homogenous network environments. The work also looks into network mobility where mobile node can migrate from one communication area to another and can be switched according to different network parameters such as network strength, packet loss rate, price, etc. Thesis describes an application prototype that was created to support multi-homing using Session Initiation Protocol for establishing media session between two or more participants and Java Media Framework for implementing the Real-Time Transport Protocol based communication. An implemented algorithms allow for multiple path creation, path failure detection and communication handover to the backup path. An evaluation of audio quality showed that during handover period quality degrades significantly, however the user perceived quality measured in five graded Mean Opinion Score is not as significant and depends on handover duration. An evaluation of video quality was compared with another implementation using Stream Control Transmission Protocol (SCTP). The results showed that during handover period better video quality is perceived using reliable SCTP protocol. The conclusions and future suggestions are discussed at the end of the thesis. Structure: introduction, multi-homing for different OSI layers, session initiation protocol and functionality, wireless communication technologies for mobile devices, platforms for mobile devices, SIP based multi-homed multimedia messenger implementation, evaluation of implementation, conclusions and suggestions, references.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjami šiuolaikiniai komunikacijos ryšio protokolai bei technologijos, leidžiančios įrenginiui jungtis prie daugiau nei vieno tinklo mazgo ir palaikančios tinklo mobilumą. Darbe aprašoma sukurta taikomoji programa, kuri leidžia užmegzti dvipusį tekstinį/garsinį pokalbį naudojant Sesijos Inicijavimo Protokolą (SIP) ir sukurti keletą galimų ryšio kanalų. Java kalba įgyvendinti algoritmai įgalina sukurti daugelį komunikacijos kelių, aptikti ryšio nutrūkimą bei perjungti ryšį į veikiantį atsarginį komunikacijos kelią. Atlikti eksperimentai parodė, kad vartotojui suvokiama garso kokybė ryšio kanalo perjungimo metu tiesiogiai priklauso nuo perjungimo laiko. Palyginus šiame darbe sukurtą programą su šaltinio perdavimo protokolu (SCTP) paaiškėjo, kad vaizdo kokybė mažiau nukenčia naudojant SCTP protokolą. Darbo pabaigoje pateikiamos išvados ir siūlymai. Darbą sudaro 9 dalys: įvadas, daugiatinkliškumas skirtinguose OSI sluoksniuose, sesijos iniciacijos protokolas ir jo veikimas, bevielės komunikacijos technologijos, mobiliųjų įrenginių platformos, SIP paremto daugiatinkliško multimedijos komunikatoriaus realizacija, realizacijos įvertinimas, išvados ir siūlymai, literatūros sąrašas.