移动IP网络上压缩视频传输的错误弹性机制研究

随着因特网业务的增加和无线接入的快速增长,产生了大量基于无线因特网的多媒体传输的需求.第三代无线网络(3G),明确要求支持TCP/IP协议,支持在无线连接上的可视化通信.由于多径衰减和内部干扰和噪声,无线信道的误码率通常都很高.信道的误码率随着外部环境的变化而改变,这对多媒体信息传输产生破坏性影响.文章研究新一代视频压缩标准H.264/AVC的基础上,重点研究其标准的视频编码层(VCL)和网络适配层(NAL)独立的特点、错误弹性机制、率控制和率失真优化技术,提出了建立在端-端系统间联合信源编码、信道编码的自适应容错打包机制,保证视频传输的鲁棒性,仿真试验证明此方案可以改善压缩视频无线传输的鲁棒性.     

基于信道特性的混合数字模拟视频传输方案

无线视频组播在无线网络中的应用越来越多,如何使具有异构特性的视频组播用户得到与其信道条件相匹配的视频质量和实现视频质量的平滑降级,是无线视频组播面临的难题。提出了一种基于信道特性的混合数字模拟视频传输(Hybrid Digital-Analog video transmission,HDACast)方案。将数字编码和模拟编码的优势结合,利用子载波分配算法实现HDACast方案的传输,同时利用注水算法作为功率分配算法,从而实现了性能的进一步提升。与具有相同目标的视频软播(Soft Cast)和HDACast的仿真结果比较表明了该方案具有更高的单播效率和组播效率。     

面向3G的H.264/AVC压缩视频通信技术

第3代移动通信系统(3G)的出现使在无线网络中提供各种视频业务成为可能.3GPP/3GPP2支持的视频编码标准具有压缩效率高、网络适应能力强等特点.由于无线信道具有时变、误码率高以及网络带宽资源有限等特点,使得在3G网络中传输的H.264/AVC压缩视频流也具有了不同的特性.     

一种基于差错弹性控制的联合信源信道编码算法

目的 研究视频数据在无线信道上的可靠传输问题.方法 结合差错弹性控制和信源信道联合编码技术,在网络带宽一定的情况下引入信源解码器的抗误码性能指标,根据不同的信道状态确定联合信源信道编码的具体方案.结果 提出一种基于解码器差错弹性控制的联合信源信道编码算法.结论 该算法和传统的联合信源信道算法相比可获得更高的性能增益,适合于视频数据在无线网络上传输.     

无线信道上能量约束条件下可伸缩视频的自适应传输

为提高无线信道上可伸缩视频码流的传输效率,提出了一种新的能量约束条件下可伸缩视频码流自适应传输算法。基于无线信道的Markov模型假设,在满足延时约束条件下,对各可伸缩视频编码帧的增强层数目以及信道发送速率进行联合优化,并给出了动态规划算法求解该约束优化问题。实验结果表明,相对于采用固定信道传输速率的可伸缩视频码流传输方案,该方案在达到相同平均视频质量时平均可节省44.95%~52.86%的能量,显著提高了无线信道上可伸缩视频传输的能量利用效率。     

无线信道上能量约束条件下可伸缩视频的自适应传输

为提高无线信道上可伸缩视频码流的传输效率,提出一种新的能量约束条件下可伸缩视频码流自适应传输算法。基于无线信道的Markov模型假设,在满足延时约束条件下,对各可伸缩视频编码帧的增强层数目以及信道发送速率进行联合优化,并给出了动态规划算法求解该约束优化问题。实验结果表明,相对于采用固定信道传输速率的可伸缩视频码流传输方案,该方案在达到相同平均视频质量时平均可节省44.95%~52.86%的能量,显著提高了无线信道上可伸缩视频传输的能量利用效率。     

基于WinCE的无线视频监控系统

提出了一种基于winCE平台的无线视频监控系统。由于无线网络带宽的波动性和高误码率,系统引入了RTP速率控制单元,优化了传统的RTcP拥塞控制,在客户端中加入丢包处理模块,通过采用分级速率调节,重传关键帧I帧数据包等策略为无线视频传输提供了有效的QoS保障,提高了视频传输质量和稳定性。     

一种无线Ad hoc网络中的非平衡多描述视频编码方法

提出一种适合于无线Ad hoc网络传输的单信道非平衡多描述视频编码方法,将视频源编码为一个高质量描述和一个低质量描述,并通过合适的分包方法将两个描述封装在一个信道上进行传输．由于是通过视频帧采样和对运动信息进行分割,提高了低质量描述的编码效率．该方法能够在同样的信道条件下获得比已有方法更优的视频恢复效果．相比于FEC系统,该方法显示了更加稳定的差错信道视频恢复性能．     

基于H．264的RCPC信道编码非平等误码保护

为了提高压缩码流在无线信道中传输的可靠性,设计了基于RCPC(Rate Compatible Punctured Convolutional)信道编码的非平等误码保护方案,在保证编码效率的前提下,使视频信息在无线信道传输过程中具有更强的抗差错能力.实验结果证明,不等差错保护机制的运用有效地改善了视频在无线信道系统中的传输性能,保证了视频图像序列的可靠传输,而引入自适应不等差错保护则能更有效地利用信道的容量,提高了传输效率.     

用于视频传输的自适应分级正交幅度调制不等保护方法

针对已有用于无线视频传输不等保护的分级正交幅度调制(HQAM)不能适应无线信道时变特性和频率选择性的问题,提出一种自适应HQAM不等保护方法(A-HQAM).首先将视频码流按其对恢复视频质量的重要性划分出不同的优先级,然后根据优先级不同数据允许的误码率上限和子载波信道质量,自适应确定对应的HQAM调制参数,最后将视频数据调制到各子载波上实现不等保护传输.与已有同类方法相比,A-HQAM方法可减小无线信道时变特性和频率选择性的影响,改善恢复视频质量.仿真结果表明,相比基于HQAM的不等保护方法,A-HQAM方法可使恢复视频质量平均提高1dB.     

WSN中一种自适应协作MIMO传输方案!

针对能量受限的无线传感器网络,提出一种能量有效的自适应协作MIMO传输方案.该方案能够根据传输信息的无线信道环境和传输距离,依据总能耗最小化原则对收发端协作节点数目和调制方式进行联合优化选择,进而提高网络的能量效率.仿真结果表明:与现有的协作MIMO传输方案相比,该方案能进一步提高无线传感器网络的能量效率,在理论上具有一定的参考价值.     

基于组合智能算法的无线网络信道分配机制

针对当前无线网络信道分配方法易出现干扰, 网络吞吐量小等缺陷, 设计一种基于组合智能算法的无线网络信道分配方法. 首先对无线网络信道分配的原理进行分析, 构建无线网络信道分配模型; 然后采用遗传算法产生无线网络信道的初始分配方案, 并引入粒子群优化算法对无线网络信道的初始分配方案进行精细搜索, 得到合理的无线网络信道分配方案; 最后在MATLAB 2016平台对无线网络的吞吐量、 网络延迟、 数据传输丢包率进行仿真测试. 仿真结果表明, 该方法大幅度提升了无线网络的吞吐量, 网络延迟和数据传输丢包率远小于单一的遗传算法或粒子群优化算法, 改善了无线网络的通信性能.     

基于信道时间分类的接纳控制方案

为了解决现有接纳控制方案存在的对新数据流进入网络后的信道使用情况预测不够准确的问题,对IEEE802.11e无线局域网的增强分布式信道访问(EDCA)模式下无线信道的各种状态进行分类,确定真正可利用的信道空闲时间,将新数据流带来的额外信道开销细分为退避时间、传输时间和碰撞时间,并给出每类时间开销的预测方法,从而为接纳控制方案提供更准确的判断依据。仿真试验证明,该文提出的方案能作出更合理的接纳控制决策,并且具有更好的适应性。     

基于USRP的无线局域网快速信道切换方案

针对当前无线局域网中信道切换时延问题,设计了一种新的快速信道切换方案FCH-USRP(fast channel handoff with USRP)。通过使用USRP(universal software radio peripheral)设备对所处无线环境进行信道扫描,以提供及时准确的无线信道信息,从而减少用户的信道切换时延。实验结果表明该方案能够有效减少信道切换时延,并在较短时间内恢复中断的数据传输。     

A novel OFDM transmission scheme with length-adaptive Cyclic Prefix

Conventional OFDM transmission system uses a fixed-length Cyclic Prefix to counteract Inter-Symbol Interferences (ISI) caused by channel delay spreading under wireless mobile environment. This may cause considerable performance deterioration when the CP length is less than the channel RMS delay spread, or may decrease the system power and spectrum efficiency when it is much larger. A novel OFDM transmission scheme is proposed in this paper to adapt the CP length to the variation of channel delay spread. AOFDM-VCPL utilizes the preamble or pilot sub-carriers of each OFDM packet to estimate the channel RMS delay spread; and then uses a criterion to calculate the CP length , which finally affects the OFDM transmitter. As illustrated in the simulation section, by deploying this scheme in a typical wireless environment, the system can transmit at data rate 11.5 Mb/s higher than conventional non-adaptive system while gaining a 0.65 dB power saving at the same BER performance.     

QoS Support Polling Scheme for Multimedia Traffic in Wireless LAN MAC Protocol

Quality of service （QoS） support is a key attribute for multimedia traffic including video, voice, and data in wireless local area networks （LANs） but is limited in 802.11-based wireless LANs. A polling-based scheme called the point coordination function （PCF） was developed for 802.11 LANs to support the transmission of multimedia traffic. However, the PCF is not able to meet the desired practical traffic differentiation requirements for real-time data. This paper describes a QoS support polling scheme based on the IEEE 802.11 medium access control （MAC） protocol. The scheme uses a two-level polling mechanism with the QoS classes differentiated by two different access policies. Stations with higher priority traffic such as key or real-time data form the first level and can access the common channel through an exhaustive access policy. Other stations with lower priority traffic form the second level and can access the channel through a gated access policy. A system model based on imbedded Markov chain theory and a generation function were setup to explicitly analyze the mean information packet waiting time of the two-level polling scheme. Theoretical and simulation results show that the new scheme efficiently differentiates services to guarantee better QoS and system stability.     

用RS编码实现JPEG2000图像的稳健传输

针对在较高误码率条件下JPEG2000图像传输质量急剧下降的缺陷,引入RS编码进行差错控制.提出一种不等级别差错控制(UEC)方案,以实现对JPEG2000图像编码码流中不同质量层的不等级别差错保护.分析了某特定无线移动环境的统计特性,建立了衰落信道模型,仿真了UEC方案在此衰落信道下的性能.仿真结果表明,在迭加10.误码率高斯白噪声的衰落信道中,可以重构出清晰图像.给出了不等级别差错控制的无线图像传输系统基带数字信号处理模块的硬件设计.     

基于低速率语音的自适应联合编码调制方案

为了在时变衰落的高误码率无线信道上进行实时可靠语音通信,提出了一种基于低速率语音的自适应联合信源信道编码与调制传输方案。该方案根据对合成语音质量影响程度不同自适应地将语音参数划分为不同重要性级别,配合采用不同效率的速率匹配的删余卷积码(rate compatible punctured code,RCPC)进行保护,在正交频分复用(orthogonal frequency division modulation,OFDM)系统的不同子信道上进行传输。各参数均根据当前信道的噪声水平跟踪动态调整,子信道的瞬时噪声根据RCPC译码前后序列符号改变情况进行估计。仿真结果表明:在Nakagami-m时变衰落信道下,该自适应联合编码调制方案可以很好地适应信道地时变衰落特性,在恶劣的信道条件下提供良好的合成语音质量,相对传统分离传输方案,误码率降低20%-30%,语音合成质量明显提高。