无线网络中自适应调制编码联合ARQ的性能分析

自适应调制编码(AMC)利用无线信道衰落的特点,灵活调整发射速率,能有效提高带宽资源的利用率.自动要求重传(ARQ)利用错误重传来提高传输的可靠性.对自适应调制编码联合自动要求重传这一典型跨层设计问题进行了性能分析,分析了队头分组的发送过程,数学推导了队头分组的传输时间及其概率分布和平均传输时间.最后,研究了平均信噪比和多普勒频率对传输时间的影响.     

基于视频业务质量优化的认知无线电传输信道选择

认知无线电网络中,次级用户选择信道的传统技术基于信道特性对传输信道进行随机选择,忽略了应用层视频业务对信道质量的要求。针对该问题提出了一种基于视频业务质量优化的信道选择技术,优化视频业务端到端的传输质量。通过最小化端到端视频失真,跨层优化综合选择物理层传输信道、自适应调制与编码模式以及应用层的编码量化参数。该方法在多信道认知无线电网络下进行了大量的视频传输仿真模拟实验。实验结果表明该方法能够比不含信道选择的跨层优化方法提高认知无线电网络下次级用户的视频传输业务客观质量1.5 dB以上。     

基于Ad hoc网络的联合多描述分层编码新方法*

提出了一种基于Ad hoc网络中视频传输的自适应插入过渡帧的联合多描述分层编码(AFI-MDLC)新方法.该方法根据相邻帧的相对运动自适应地插入过渡帧,然后将视频序列分成两个描述子,描述子独立分层编码后,生成各自的基本层和增强层,每个描述子具有独立的预测环路.多路径传输策略用于AFI-MDLC数据传输,同时利用ARQ反馈信道状态,实时调整传输策略.实验结果袁明,该方法与以往方法相比,能够有效地缓解误匹配问题,帮助解码器快速从随机错误或突发错误中恢复,提供更加稳定的重建视频质量.     

一种无线实时流媒体增强型自适应FEC控制机制

无线网络动态的信道特性和带宽有限等特点,使得在无线环境下为流媒体应用提供QoS保证面临更大的挑战。提出一种用于无线实时流媒体传输的增强型自适应前向纠错控制策略,以提高接收方的播放质量。该策略采用跨层设计的方法,根据当前的网络状态,自适应地调整MPEG视频帧的发送速率,在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽。仿真结果表明,该策略能使接收方获得最大的可播放帧率,有效提高流媒体传输的可靠性和实时性。     

基于端到端质量优化的无线视频传输错误控制

帧内更新是在视频编码中提高视频应用容错能力的一种常见方法。过多的帧内编码宏块会降低编码的效率。在实时视频传输系统中,为了能获得最佳的端到端的视频质量,在容错能力和编码效率之间取得平衡是一个很重要的因素。基于对视频质量影响其他因素(视频压缩的量化步长,信道条件等)的分析,本文提出一种端到端跨层优化机制,通过联合自适应优化视频编码的帧内更新比例,编码的量化参数和物理层的自适应调制编码(AMC,adaptive modulation and coding)模式最小化接收端的视频失真。仿真结果表明,优化后视频的抗错误能力得到明显提高,在不同信道条件下的视频峰值信噪比(PSNR)能够提高0.5到7dB。     

自适应编码调制技术在大气激光通信中的应用研究

在大气激光通信中,采用固定编码调制方式的传输方案不能充分利用信道的时变特性,频带利用率较低。将自适应编码调制技术应用于大气激光通信中,针对当前的信道状态,选取合适的MCS,使系统的整体传输性能达到最优,满足高效可靠传输的目的。详细阐述了不同目标误包率下的信噪比门限值计算方法,仿真给出4种MCS下的自适应设计方案。结果表明:AMC技术可以在保证系统可靠传输的同时提高系统的频谱利用率;且随着目标误包率的降低,系统的平均频谱利用率降低。     

一种自适应混沌同步方法及其在信息传输中的应用

基于自适应误差反馈策略,利用同步误差对系统参数进行调整,并采取策略对信道噪声进行一定程度的补偿,实现了两个具有参数失配的混沌系统的同步。并在此基础上利用参数调制和参数估计策略,实现了信息传输。     

基于自适应调制的认知链路频谱效率分析

认知链路接入和传输策略的联合优化可有效提高频谱利用率。提出了一种新的基于动态接入模式自适应调整传输参数的优化框架,该框架以underlay与interweave混合接入模式为背景,以最大化平均频谱效率为目标,将问题建模为在主用户平均频谱效率、认知用户平均发送功率和平均误包率等约束条件下,主用户和次用户自适应调整传输参数的优化问题。数值仿真结果表明,相对于单一接入模式,在混合接入场景中,利用自适应调制编码技术(AMC)可以更有效地提高频谱效率。     

无线网络的差错控制策略及其性能分析

研究网络数据优化传输性能,针对无线传感器网络动态的信道特性、拓扑和带宽有限等特点,要保证输出性能和效率,对网络差错应选择严格控制策略.为了提高无线传感器网络通信的可靠性,提出一种适用于无线传感器网络多媒体数据传输的自适应差错控制策略.策略采用跨层设计的方法,根据链路层数据帧所属应用层视频帧的类型及其发送节点和下一跳接收节点之间的通信距离特性,自适应地选择当前最优的差错控制技术.数学分析表明,策略充分利用无线传感器网络的能量和带宽资源,有效地提高了数据通信的传输效率和可靠性.     

基于EDCA协议的视频流自适应映射机制

为提高802.11无线局域网中视频传输的质量,802.11工作组引入增强的分布式信道接入协议,但是这个协议没有充分考虑视频数据的特点。在研究该网络协议的基础上,提出一个改进的跨层自适应映射策略。在传输控制的过程中考虑视频包的重要性和当前的网络状态,能提高802.11网络中视频传输的质量。将该算法仿真结果与其它算法进行比较,比较结果表明,该算法在802.11无线局域网中的视频传输质量优于其它算法。     

基于CAC的数字视频安全编码研究

对于视频压缩领域,基于上下文的自适应编码(CAC)是一类新出现的高效熵编码方法。为了对数字视频进行实时安全编码,提出了一种基于CAC的数字视频安全编码方案,并首先建立了以CAC安全编码器为核心的安全编码链,然后给出了基于上下文的自适应二进制算术安全编码(CABASC)和基于上下文的自适应变长安全编码(CAVLSC)两种安全编码操作。实验结果表明,该方案具有较好的安全性、实时性和软件易实现性,可作为进一步研究CAC安全编码的基础。     

改进的H.264视频编码方案

提出了一种改进的H264视频编码方案。针对H264中具有7种不同块模式运动估值的特点,在帧间预测过程中使用一种扩展的变换编码概念——自适应块变换,把运动估值的块大小和变换块大小联系起来,通过限制最大的变换块尺寸对自适应块变换做了简化,以适应实际应用的需要;通过扩展帧内预测的块模式,将简化的自适应块变换也应用到帧内预测编码中：鉴于不同块尺寸的变换系数矩阵的概率分布不同,提出在熵编码过程中采用自适应通用变长编码对码表进行动态重组,以进一步提高编码效率。比较了与现有H．264视频编码方案的性能差异。     

频率域Wyner-Ziv视频编码算法的改进

为提高分布式视频编码压缩率,依据无线传感网络终端设备及Wyner-Ziv视频编码特点,针对Bernd Girod的频域Wyner-Ziv视频编码方案提出改进算法。该算法在编码端通过简单DCT运算提出将图像块分为Skip模式、低频模式和全频模式三种可选模式,在解码端根据相应的编码模式分别选择平均插值、自适应搜索运动估计插值和自适应搜索精细运动估计插值的边信息估算方法联合解码。该算法既能通过消除大量的帧间预测与熵编码实现低码率传输,又能以最小的解码代价获得更精确的边信息,从而有效地避免图像解码质量下降。实验结果表明,在相同峰值信噪比情况下,该算法的码率比Bernd Girod提出的频域Wyner-Ziv算法平均下降40%。     

信源-信道联合编码的FGS增强层视频传输研究

研究了基于IP无线网络中精细粒度可伸缩性（FGS）视频的侍输。基于包交换的IP无线网络通常由两段链路组成：有线链路和无线链路。为了处理这种混合网络中不同类型数据包的丢失情况,对FGS视频增强层数据运用了一个具有比特平面间不平等差错保护（BPUEP）的多乘积码前向纠错（MPFEC）方案进行信道编码。对FGS增强层每一个比特平面（BP）,在传输层,采用里德——索罗蒙码（RS）提供比特平面间的保护;而在链路层,则运用循环冗余校验码（CRC）串联率兼容穿孔卷积码（RCPC）提供数据包内保护。还提出了一个率失真优化的信源——信道联合编码的码率配置方案,仿真结果显示出该方案在提高接收端视频质量方面的优势。     

空间可扩展视频编码中增强层上的帧内预测算法研究

针对空间可扩展视频编码,提出了一种新的增强层上的帧内预测算法。该算法充分考虑了相邻层间所固有的空域相关性,在无法正确获取本层邻块预测值的情况下,利用基本层上插值放大后的解码,通过重构宏块来对增强层上的编码宏块进行帧内预测。此外,还在预测过程中,通过引入与图像纹理特征相关联的自适应加权因子对(Wv,Wh)来进一步提高新算法的编码性能。实验结果表明,与H.264标准中的帧内预测算法相比,新算法在保持原有码率和不增加额外的计算复杂度的前提下,可一定程度地提高亮度分量的PSNR值,因此可以作为空间可扩展视频编码中增强层上的帧内编码方案。     

HEVC中的变换系数熵编码优化算法

在高性能视频压缩标准中,由于熵编码算法的高度复杂性和变换系数的庞大计算量,使得变换系数编码成为影响视频编码效率的瓶颈之一。根据变换系数大都是零或一些绝对值较小的数,以及两类熵编码方法各自的特点,提出一种针对变换系数熵编码的优化算法,通过减少上下文自适应算术编码字节的数量达到提高变换系数熵编码效率的目的。实验结果证明,与标准的HM 10.0算法相比,采用所提算法可以在QP为2,12和22时分别减少37.31%,26.34%和20.63%的编码时间。     

Distributed video coding with adaptive two-step side information generation for smart and interactive media

Conventional video coding standards, such as MPEGx and H.26x, use a hybrid architecture of block-based motion compensation and discrete cosine transform (DCT) within the structure of a complex encoder and a simple decoder. Contrary to conventional video codecs, Wyner-Ziv (WZ) video coding, which is a practical application of distributed video coding (DVC) based on the Slepian-Wolf and WZ theorems, exploits the source correlation at the decoder, thereby allowing for the development of simpler encoders. However, the current WZ video coding algorithms cannot match the coding performance of conventional video coding. In order to improve the coding performance of transform-domain WZ video coding, an adaptive two-step side-information generation method is thus proposed for evaluation and analysis in this study. The proposed method uses decoded WZ frames in the down-sampled spatial resolution along with already decoded coefficients to successively improve rate-distortion (RD) performance as the decoding progresses. The experimental results show that the proposed method, compared to previous WZ video coding method, shows improved coding performance, particularly under critical conditions, such as cases with high motion content.     

基于跨层设计的矿山物联网感知层协作网络寿命优化

为了满足矿山物联网感知层服务质量（ QoS）的要求,采用一种基于跨层设计的无线协作通信机制,在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制编码（ AMC）和链路层混合自动重传请求（ HARQ）协议跨层设计,研究无线通信网络的HARQ协作机制,推导出协作传输系统的总能耗表达式,建立跨层优化模型。基于贪婪策略的思想,提出一种网络寿命最大化的功率分配算法（ NLMPAA）,在保证误码率指标的前提下,在最大功率的约束范围内,对功率矩阵进行优化,使网络寿命最大化。仿真结果表明：基于协作机制的网络寿命明显优于非协作机制网络,本文提出的NLMPAA可以延长网络寿命20%以上。     

Adaptive Management of QoS Requirements for Wireless Multimedia Communications

We present a control model, which provides response time and bandwidth requirement adaptation in audio, video, and application sharing multipoint IP teleconferences for emerging wireless multimedia communications. The model is based on revealing feedback controls for multimedia call preparation and subsequent real time connection control. Case-based reasoning memory is used to associate real time congestion (connection) controls with call preparation controls and user QoS profiles. Web agents are used to capture user and application multimedia call profiles observed at the application layer and transfer them into the case memory. RTP statistics are used to identify the connection management feedback controls for the network layer. Real-time adaptation at the network layer and above is made possible by using hierarchical coding techniques. The proposed adaptive management architecture is illustrated by a case memory representation of call preparation feedback controls, RTP feedback control tests for providing audio stream bandwidth adaptation, and configuration of integrated experiments.