认知无线电网络中基于误码丢包拥塞控制的研究

无线网络引起拥塞的一个重要因素是链路误码,可以通过降低TCP发送端的数据发送速率来调整误码丢包,尽量降低对系统吞吐量和增大系统时延的影响。本文在认知无线电网络下对链路层误码情况进行较为深入的探讨,分析认知无线网络中基于误码丢包的影响。在此基础上提出一种在认知无线电网络环境中基于误码率的窗口拥塞控制方案和基于授权用户丢包的拥塞控制方案。通过大量的仿真实验,验证了算法的有效性。     

基于模糊单类支持向量机的丢包区分算法

针对现有丢包区分算法难以获取先验知识和不具有推广性的问题,通过对模糊单类支持向量机的改进提出一种新的丢包区分算法。该算法根据无线误码丢包与按序到达包的时延特征分布一致的特点,由按序到达包的时延特征构成训练集,从而将区分误码丢包和拥塞丢包的二分类问题转化为判断丢包是否为误码丢包的单分类问题。由于无需采集两类丢包样本,解决了难以获取先验知识的问题,使新算法能实现在线的模型训练和丢包区分,具有很好的推广能力。仿真结果显示,新算法区分效果良好,提高了无线网络的传输效率。     

一种基于模糊聚类的视频帧内差错掩盖

当视频传输中出现不能恢复的误码或丢包时,在接收端就要使用误码掩盖技术对损坏的视频进行掩藏。文中提出了一种基于模糊聚类的多特征量软判决误码掩盖方法,使得错误恢复效果提高。提出的算法主要分两个步骤:首先通过选择特征量对丢失块和周围相邻的块进行聚类分析,找出和丢失块相似的块,然后根据相似块的分布情况对丢失块进行掩盖。     

网络视频传输的两级不均等差错保护策略

传统的基于端到端的一级视频差错保护方案大多没有考虑有线与无线混合网络的包丢失原因的差别,所以整体效率不高.为此,针对有线无线混合网络的特征,提出一种基于H.264数据分割的混合动态不均等差错保护策略.接收端可对有线和无线网络上不同原因导致的丢包进行区分,视频服务器通过接收的RTCP (Real-Time Control Protocol)反馈,利用RS(Reed-Solomon)码和LDPC(Low Density Parity Code)码分别对抗网络中的丢包和误比特,针对H.264数据分类的重要性不同以及信道质量的变化,给予不同程度的动态保护.实验结果表明,这种两级保护混合抗误码算法与传统的基于包的端到端一级不均等差错保护相比,冗余度降低了约15%,而接收的视频质量提升了约4 dB,且很大程度地提高客户端接收的有效数据率,为解码器进行差错隐藏奠定了良好的基础.     

TCP-SACK在无线环境下的性能改进研究

为解决传统TCP运行在高误码的无线环境中无法区分误码丢包与拥塞丢包,在遭遇单窗口多包丢失时盲目将发送窗口减半,而导致吞吐量急剧下降的问题,本文提出以TCP—SACK版本为基础改进TCP：l）充分利用SACK在单窗口多包丢失时重传恢复算法的优势;2）在发送端采用可用带宽估计来优化ssthresh和ewnd,歧避免TCP在丢包时盲目将窗口残半;3）与具有ECN功能的中问节点结合起来以区分随机误码丢包和拥塞丢包,根据丢包性质的不同采取不同的重传恢复策略。仿真显示出TCP的改进方案是可行的,并且仿真结果也证明TCP的性能确实得到了改善。     

一种基于神经网络的无线TCP性能改进机制

传统TCP拥塞控制机制由于无法区分拥塞丢包与无线误码丢包,使其在无线环境中传输性能急剧恶化。从避免无线误码丢包出发,提出一种利用传统拥塞控制机制得到的参数（往返时间、重传数据量、拥塞窗口等）,基于无线环境的误码情况和神经网络算法进行TCP段尺寸调整的TCP性能改进方案。仿真结果表明,基于神经网络的TCP改进机制性能得到明显改善。     

基于H.264的数据分割和不等差错保护方案

为改善H．264码流在无线信道中传输的误码鲁棒性,提出一种新的数据分割抗误码方案．该方案利用无线信道反馈信息,预测信道丢包率,并判决对视频编码层（VCL）的数据是否进行数据分割．在高误码环境下,采用码率自适应删余卷积码（rate-compatible punctured convolution code）对分割后的数据区进行不等差错保护．仿真表明,算法具有较好的抗误码鲁棒性,有效地降低编码冗余,提高了编码效率．     

复杂无线信道环境下渐进图像的信源信道联合编码

恶劣无线信道上丢包和随机误码共存,使得渐进图像的鲁棒高效传输异常困难。不同于以往基于乘积码和Reed-Solomon(RS)码的编码保护方案,该文提出了基于Raptor码的信源信道联合编码方案。该方案采用Raptor码对脆弱的压缩码流提供不等重保护来抵抗信道的丢包和误码。为了最小化端对端传输失真,利用动态规划算法,求得信源压缩和信道不等重保护的最优码率分配方案。仿真表明:相比于以往的传输保护方案,该方案使得端对端的图像重建的峰值信噪比提高了约2～5dB;同时搜索最优码率分配方案的复杂度和信道编码复杂度有了明显降低;解码的端对端的延迟也大大减小。     

一种在CDMA辅助下实现WLAN无缝切换的机制

随着无线局域网(WLAN)技术的发展,越来越多的用户可以在移动过程中通过WLAN获得网络接入服务,这就需要对WLAN切换的支持,而单纯基于接收信号强度(RSS)的切换机制难以克服乒乓效应及其他一些服务质量下降问题.本文提出一种CDMA辅助下的WLAN无缝切换(即低延时、低丢包率)机制(CAHO),该机制在用户发生相邻WLAN之间的切换过程中使用CDMA连接来避免性能下降问题.为了评价该机制,我们建立一个实验床,并与传统的WLAN切换机制及Multiscan切换机制进行了比较.实验结果表明,CAHO机制能够有效地解决丢包、服务中断及乒乓切换等问题.     

基于LS-SVM方向判别模型的WLAN室内定位方法

为解决WLAN室内定位中信号在传播过程受人体遮挡产生阴影衰落而影响定位精度的问题,提出了一种最小二乘法支持向量机(LS-SVM)方向判别模型的WLAN室内定位方法。该方法主要分为两个部分:首先,充分利用人体在不同遮挡方向上产生阴影衰落的接收信号强度变化(RSS)特征信息,判定人体遮挡方向;然后,通过LS-SVM回归算法建立指纹点特征数据与位置之间的映射关系获取定位点位置结果。实验结果表明,与传统利用SVM的定位方法相比,提出的方向判别模型可解决人体遮挡产生的阴影衰落影响定位精度的问题,提高了定位的实用性和鲁棒性。     

基于主成分分析和支持向量机的矿井水源判别

针对传统支持向量机法判别矿井水源准确率较低的问题,选取7种水化学成分指标作为矿井水源判别的指标,采用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)相结合的方法建立PCA-SVM矿井水源判别模型。以山东盛泉矿业有限公司矿井太原组灰岩含水层和奥灰含水层的水化学特征中的27个样本进行训练和检验,并与传统的支持向量机模型结果进行比较,利用PCASVM模型对矿井水源进行判别,分类准确率由66.67%提高到83.40%。研究结果表明,利用PCA-SVM矿井水源判别模型能有效消除判别指标间的相关影响,判别率较高,引进主成分分析算法是必要的。     

基于集中式WLAN体系结构的VoIP应用研究

首先介绍VoIP技术的基本传输过程,指出延迟、抖动和丢包是影响VoIP通话质量的关键因素,然后分析了集中式WLAN体系结构和CAPWAP协议,并对VoIP在集中式WLAN下应用时存在的问题,包括Qos和移动性及其解决方法进行了探讨.     

一种基于单播方式提高VoWLAN系统话音容量的方案设计

VoIP(IP语音)与WLAN(无线局域网)两者结合,产生了一种新型的无线话音传送平台:VoWLAN。针对WLAN的研究热点,分析了VoWLAN中存在的容量瓶颈,指出现有解决方案(M-M)存在的问题,提出一种基于单播方式提高VoWLAN话音容量的方案(U-M,Unicast Multiplexing),对VoIP业务性能进行了理论分析和仿真验证。结果显示,U-M方案相对于传统方案提高系统话音容量近一倍,相对于M-M方案丢包率降低10%左右,较好地保证了VoIP业务的服务质量。该方案在以话音业务为主的VoWLAN中节省了系统的功耗,是一种性能优良的提高VoWLAN系统话音容量的方案。     

基于生成对抗网络的医学诊断模型知识蒸馏对抗攻击方法

为了提高医学诊断模型防御攻击的能力,提出了一种基于生成对抗网络的医学诊断模型知识蒸馏对抗攻击方法。首先创建医学对抗攻击端到端训练网络,并以残差网络作为对抗网络架构;其次在生成器特征块中融合扩张卷积块和通道注意力机制,采用马尔可夫判别器改进判别器网络结构;最后利用生成器和判别器组建生成对抗网络,使用对抗样本进行知识蒸馏对抗攻击,以训练医学诊断模型提高识别精度。采用对抗样本对所提对抗方法进行攻击验证,结果表明：本文方法对抗攻击的成功率为92.6%,与所对比的主流方法相比,该方法的成功率提高了20%,生成对抗样本的最大平均差异降低了3.68%,峰值信噪比、结构相似性分别提升了5.07%、20.29%。本文方法解决了医学诊断模型在对抗攻击中难以获取网络结构和参数信息的问题,生成的对抗样本更接近真实样本,网络效果更佳,为辅助医疗模型诊断及模型安全性提供了参考方案。     

基于H.264的内容自适应空域误码掩盖算法

针对视频传输中的丢包,空域误码掩盖技术使用丢失像素的相邻信息在解码端对它进行恢复。为了提高算法恢复的准确性,该文提出了一种内容自适应的H.264空域误码掩盖算法。该算法根据受损块的边缘像素和编码模式信息,将其内容分为平滑块和边缘块:对于平滑块采用双线形插值的方法;对于边缘块,则结合其边缘像素与编码模式信息选择较好的插值方向。仿真结果表明,对于多种视频序列和不同宏块丢失率,其性能均稳定地优于H.264标准的算法,在25%宏块丢失率下,恢复视频峰值信噪比相对H.264标准算法提高0.5～3dB。     

基于H.264的内容自适应空域误码掩盖算法

针对视频传输中的丢包,空域误码掩盖技术使用丢失像素的相邻信息在解码端对它进行恢复。为了提高算法恢复的准确性,该文提出了一种内容自适应的H.264空域误码掩盖算法。该算法根据受损块的边缘像素和编码模式信息,将其内容分为平滑块和边缘块:对于平滑块采用双线形插值的方法;对于边缘块,则结合其边缘像素与编码模式信息选择较好的插值方向。仿真结果表明,对于多种视频序列和不同宏块丢失率,其性能均稳定的优于H.264标准的算法,在25%宏块丢失率下,恢复视频峰值信噪比相对H.264标准算法提高0.5～3dB。     

带有随机丢包的扩展卡尔曼滤波稳定性分析

研究了具有随机丢包的网络信道下,一类非线性扩展卡尔曼滤波器的状态估计性能问题.通过把信道的丢包特征建模为二状态马尔可夫链,获得了系统的随机滤波方差序列的演化规律.在此基础上,建立了滤波系统的峰值方差稳定性指标,并分析了网络数据丢包对滤波器性能的影响.最后,给出了一种工程实际中广泛适用的扩展卡尔曼滤波稳定性判别条件,具有较好的理论和实用价值.     

WLAN本地转发和集中转发应用模式分析

研究了WLAN瘦AP架构下本地转发和集中转发的基本原理,分析了其基本数据流向。通过时延、丢包率、下载速率等指标的测试对本地转发和集中转发进行比较,得出两种模式的主要特性,并提出了其应用场景建议。本地转发能够减小AC压力,提高网络性能,但对组网要求较高;而集中转发对AC的加、解密要求非常高,且性能压力较大,不易组网,但安全性较高。     

分布式多视点视频编码容错传输研究

在分布式多视点视频编码(Distributed Multi-view Video Coding, DMVC)数据传输过程中,编码方式不同导致K帧与WZ帧受信道误码影响也不相同,因此本文提出了一种DMVC整体容错传输框架,针对K帧及WZ帧特性设计了不同的容错保护传输方案并进行有效融合。针对于K帧的容错传输问题,首先根据左、右相邻视点的对应K帧,利用DIBR算法产生的空间边信息对丢失块进行初始修复;然后根据K帧同一视点内的相邻已解码帧,生成它的时间参考帧,对K帧的丢失块进行重修复。针对WZ帧的容错传输问题,本文提出了基于不等错误保护(Unequal Error Protection, UEP)的编码算法,根据不同频带的各个比特面的重要性不同,对低频带、高比特面进行更加合理的码率分配,在不增加编码端复杂度的前提下提高了WZ帧的误码容错性能。实验结果表明：在K帧和WZ帧均出现丢包的情况下(丢包率为5%~15%),相比K帧采用传统的帧内错误隐藏加WZ帧采用参考文献码率的算法,本文方案对视频序列重建图像的BD-PSNR平均提升了2.39~4.68 dB,且随着丢包率的增加,提升效果更加显著。     

基于时空冗余及不等错误保护的分布式多视点视频编码容错传输

在分布式多视点视频编码(distributed multi-view video coding,DMVC)数据传输过程中,编码方式不同导致K帧与WZ帧受信道误码影响也不相同,因此提出了一种DMVC整体容错传输框架,针对K帧及WZ帧特性设计了不同的容错保护传输方案并进行有效融合。针对K帧的容错传输问题,首先根据左、右相邻视点的对应K帧,利用DIBR算法产生的空间边信息对丢失块进行初始修复;然后根据K帧同一视点内的相邻已解码帧,生成它的时间参考帧,对K帧的丢失块进行重修复。针对WZ帧的容错传输问题,提出了基于不等错误保护(unequal error protection,UEP)的编码算法,根据不同频带的各个比特面的重要性不同,对低频带、高比特面进行更加合理的码率分配,在不增加编码端复杂度的前提下提高了WZ帧的误码容错性能。实验结果表明:在K帧和WZ帧均出现丢包的情况下(丢包率为5%～15%),相比K帧采用传统的帧内错误隐藏加WZ帧采用参考文献码率的算法,本文方案对视频序列重建图像的BD-PSNR平均提升了2.39～4.68 d B,且随着丢包率的增加,提升效果更加显著。