面向TCP的流媒体传输编码码率自适应算法

由于网络的时变性和异构性,以及在拥塞情况下的高丢包率,利用TCP传输流媒体数据是Internet流媒体分发系统提高流媒体分发质量的首选方案。由于TCP具有超时或错误重传机制,在网络拥塞情况下,难以保证高码率流媒体数据传输的实时性,因此提出一种面向TCP流媒体传输的编码码率自适应算法(TCP_RA)。该算法根据流媒体发送应用层缓冲区读写指针差值调整流媒体发送端的编码码率适应网络带宽的变化。仿真实验对比分析了该算法与基于UDP之上TFRC协议的流媒体传输码率自适应算法在流媒体传输质量上的差别。结果表明,该算法在网络环境较差的情况下有效地提高了流媒体传输质量。并且该算法容易实现,值得推广。     

无线视频传输的自适应码率控制算法研究

为在恶劣的无线信道环境中达到良好的视频传输质量,本文提出了一种自适应码率控制的方法,通过探测无线信道反馈的信道参数,判定网络状态及缓冲区满溢程度,计算出代价函数,自适应调节网络传输的码率,达到视频的平滑传输。并通过实测数据分析优化后的方法对视频主观质量、率失真以及压缩比的影响。     

基于状态机的视频码率自适应算法

由于链路带宽存在随机性,已有的基于超文本传输协议的动态自适应流媒体传输技术（DASH）的码率自适应算法不能很好解决播放流畅性和视频质量之间的矛盾。为解决该问题,提出一种基于状态机的DASH（SDASH）算法,将码率切换过程用状态机进行分析与控制。首先充分考虑客户端观看体验质量（QoE）的影响因素,对影响因素进行数值分析,并设定6个码率等级状态;然后将视频码率与影响因素的数值变化之间的联系作为状态转移条件;最后在保证播放缓存和码率偏移率处于一定阈值的条件下将视频码率切换至视频质量和播放流畅性整体性能相对最佳的码率等级上。实验结果表明,该算法与基于模糊逻辑控制的码率自适应算法相比能够提高客户端请求视频的平均码率,且尽量避免出现码率骤降等情况,从而较好地平衡播放流畅性和视频质量之间的关系,提升了视频观看过程的体验质量。     

低延时无线视频传输中的H.264码率控制算法

针对基于ARQ机制下的低延时无线视频传输,提出了一种有效的信道信源联合码率控制方案。该方案首先利用Markov模型作为无线信道模型来预测估计信道的状态和带宽,并以基于Cauchy分布的率失真模型作为信源模型;然后在帧层设计了一种基于PID控制器的缓存控制算法,即根据预测信道带宽和缓存器状态来分配每帧目标比特数,以提高缓存的控制能力;对于宏块层则在监控缓存器状态的同时,利用基于Cauchy分布的率失真模型,最后通过Lagrange方法来优化分配目标比特数。实验结果证明,该算法不仅能显著提高平均峰值信噪比,并能大幅减少跳帧数目。     

基于缓存补偿的视频码率自适应算法

针对基于超文本传输协议（HTTP）的动态自适应流（DASH）码率自适应算法未能充分利用视频缓存以及平均码率偏低的问题,提出一种DASH标准的基于缓存补偿的码率自适应切换（BASBC）算法。首先,根据最近下载分片的下载速率分析带宽波动程度并得到预估带宽;其次,依据预估带宽和当前码率等级在缓存区设置码率上切阈值和码率下切阈值,并利用动态上切阈值控制码率向上切换,消耗缓存时长,而利用动态下切阈值控制码率向下逐级切换,累积缓存时长,从而在缓存区形成累积-消耗的缓存状态循环。BASBC算法在视频播放平均码率上高于动态自适应的HTTP流码率渐进切换（DASBS）算法,有效提高了带宽利用率;虽然所提算法的平均码率稍低于基于DASH标准的码率平滑切换（RSS）算法,但所提算法的码率切换更为平滑,整体切换稳定性表现更优。实验结果表明,所提算法在动态网络环境中具有高带宽利用、切换平滑且稳定的良好表现,能够有效提高用户的体验质量（QoE）。     

基于视点预测的全景视频码率自适应策略

为解决全景视频传输中存在的视频卡顿多、用户体验质量（quality of experience,QoE）低等问题,研究当前主流的视点自适应传输方案,提出一种基于视点预测的码率自适应策略（VPBAS）。首先,构建了一种基于长短期记忆网络和全卷积网络的视点预测模型,模型将视点数据和视频显著性信息进行特征融合,实现不同模态数据的相互补充和修正,提高视点预测的准确率;然后,客户端采用随机森林算法预测当前的可用带宽,并根据视点预测结果和可用带宽信息为视频分块选择码率。最后,客户端把选择的码率信息定期发送给服务器,服务器根据反馈的信息向客户端推送最佳码率的全景视频流,这种交互过程在视频播放期间不断地重复,直至客户端观看完毕。实验结果表明,与现有传输方案相比,VPBAS能有效提高带宽受限情况下的视频观看体验。     

渐进图像传输的码率分配快速算法

针对带限时变信道上的渐进图像传输,提出了一种信源信道联合编码码率分配快速算法,首先参考一组速率兼容信道码字的误码性能划分信道分区,在各分区内缩小可用信 道码率集后,通过前后向码率搜索求解最佳码率分配。该算法运算复杂度低,计算次数比启发式码率搜索算法降低了一个数量级,缩短了运算时间。因此,将其应用于自适应传输 系统,可根据信道状况快速调整码率分配。仿真结果表明,接收端重建图像的PSNR值始终在29.5 dB以上,同时波动范围小于4 dB,具有优良稳定的传输质量。     

强化学习在自适应视频码率控制算法中的应用

视频码率自适应是提高视频服务质量的一种有效方法.现有视频码率自适应算法大多都试图将一套相对固定的模型规则应用于所有用户,无法确保所有用户都拥有良好的QoE.针对上述问题,本文提出一种基于强化学习的自适应视频码率调节方案,可以根据不同的网络条件实时调整视频码率算法的参数.该方案通过强化学习方法,提高了学习收敛速度,限制了次优选择,并且不会因为快速收敛而降低视频码率调节的效率.实验结果表明,基于强化学习的自适应视频码率调节方案与Bola,M PC等传统视频ABR算法相比,总体平均比特率提高了大约8.3%,这得益于本文提出的方案能够更好地在不同的网络状态下对视频码率调节行为进行细粒度定制和优化.     

面向无线视频传输的内容感知AQM算法研究

区分服务（DiffServ,Differentiated Services）在各种保障技术中能更好地满足视频流对服务的要求。在区分服务网络中,常用的主动队列管理算法由于对视频重要数据保护强度的不足,不能很好地满足用户的QoS的需求。针对H.264/MPEG-4视频编码的特性,在现有算法WRED的基础上,通过改变平均队长的计算方法,进一步加强对重要数据的保护能力,以提高视频传输的质量,同时,还考虑了延时对视频传输的影响,提出了超时早检测机制,避免了无效视频数据传输占用宝贵的网络资源。仿真结果显示该算法在原有算法的基础上进一步提高了视频传输质量。     

支持QoS的无线视频传感器网络传输模型的研究

无线视频传感器网络(WVSNs)集成了视频传感器、计算机、通信三大技术,是当前国际上的一个研究热点。介绍了WVSNs的结构,并针对网络的QoS问题进行了分析,随后针对网络的QoS需求,综合考虑传感器节点能量、输出码率、传输时延、信道差错率和数据失真等因素,设计了一个提供QoS保证的传输模型,并对常见的QoS路由协议进行了比较。     

适用于无线视频传输的动态调度机制

对于无线网络传输实时高清视频时延高的问题,提出了一种增强型混合协调功能(EHCF)的动态调度机制。首先,利用截断和扩展信标间隔以适应视频数据的突发性;然后,根据站点数据缓存量大小来判断各站点传输需求,并由此划分在当前信标间隔中的优先级;其次,利用传输需求门限值和差值门限来评估高优先站点的传输需求权重;最后,根据评估结果为各站点分配信道资源。在基于H.264的视频传输仿真实验中,该机制以22 Mb/s的传输速度且网络站点个数相同时与传统的IEEE 802.11e中混合协调功能(HCF)相比,时延下降幅度最高为87.6%,最低为54.3%。仿真结果表明,EHCF机制在无线视频传输中能有效提高网络的实时性。     

认知无线网适用于视频的分簇路由算法

随着可用频谱的日益稀缺和无线业务量剧增,认知无线网相关的研究逐渐成为热点;视频流具有延迟敏感、高带宽需求等特征,动态频谱分配环境下的路由设计和服务质量具有挑战性。针对该问题,为视频业务提出一种基于分簇的路由方法。考虑到频谱的异构性和动态分配特征,对网络节点的分簇规模进行分析和优化,获取能够降低传输失真的分簇方案,并提出一个基于重要度的簇头选举规则;在分簇的基础上设计了与频谱选择相结合的多媒体路由算法。仿真结果表明,该文提出的算法能够为认知环境下的视频传输提供可靠的峰值信噪比、视觉效果和服务质量保障。     

基于速率测量的资源预留速率调整机制

针对资源预留处理过程中可能存在的资源隐藏问题,提出一种基于到达速率测量的预留速率校正机制。当业务的到达速率和预留速率之间的偏差大于设定的阈值时,将业务流的预留速率调整为到达速率。业务流到达速率的测量采用基于速率包线的小时间尺度平均速率估计方法,并考虑流量自相似特征。仿真实验验证了该机制能有效解决资源隐藏问题,提高资源利用率。     

WLAN跨层链路自适应机制

针对IEEE 802.11无线局域网（WLAN）标准并没有给出速率自适应机制的问题,提出了联合物理层与MAC层的跨层链路自适应机制CLLA。该机制在考虑信道干扰、区分碰撞丢失和噪声干扰丢失的前提下,分别对物理层和MAC层进行了数学描述,建立了以吞吐量为性能指标的两层参数之间的函数关系,自适应地选择发送速率以提高系统的吞吐量。仿真实验及与现有链路自适应机制的比较表明,提出的跨层链路自适应机制CLLA不仅能适应噪声干扰与信道的变化,而且明显地提高了系统的吞吐量。     

可定制数据无线传输的嵌入式移动GIS设计

可定制数据无线传输的嵌入式地理信息系统(GIS)由被监控端硬件、数据中心服务器和监控端软件等组成。以NXP ARM系列微处理器为核心,结合通用无线分组业务（GPRS）通信网络,分析可定制数据无线传输的嵌入式GIS的设计过程,给出数据采集发送终端的硬件设计、固件开发、数据组织以及软件系统的设计流程、开发要点和实现过程。以汽车远程故障诊断与维修实验为例,实现了可定制数据无线传输的嵌入式移动GIS的功能,并具有较好的灵活性、可扩展性和可维护性。     

Improving the QoS for information discovery in autonomic wireless sensor networks

Wireless sensor networks (WSN) are attractive for information gathering in large-scale data rich environments. In order to fully exploit the data gathering and dissemination capabilities of these networks, energy-efficient and scalable solutions for data storage and information discovery are essential. Traditionally, the communication pattern in WSNs has been assumed to be many-to-one; i.e., numerous sensors gather information which is routed to a central point commonly referred to as the sink. However, many emerging applications for WSNs require dissemination of information to interested clients within the network requiring support for differing traffic patterns. Further, in-network query processing capabilities are required for autonomic information discovery.In this paper, we formulate the information discovery problem as a load-balancing problem, with the combined aim being to maximize network lifetime and minimize query processing delay resulting in quality of service (QoS) improvements. We propose novel methods for data dissemination, information discovery and data aggregation that are designed to provide significant QoS benefits. We make use of affinity propagation to group “similar” sensors and have developed efficient mechanisms that can resolve both ALL-type and ANY-type queries in-network with improved energy-efficiency and query resolution time.Simulation and Analytical results prove the proposed method(s) of information discovery offer significant QoS benefits for ALL-type and ANY-type queries in comparison to previous approaches.     

802.16 Mesh模式下提供QoS保障的调度算法

无线Mesh网络是一种多跳分布式自组织网络。提出了一种IEEE 802.16 Mesh模式下的分布式QoS保障调度算法。该算法充分利用方向性天线带来的空分复用增益,并采用DiffServ机制保证QoS需求。仿真结果表明,所提算法不仅提高吞吐量,而且能够为不同类型的服务提供QoS保障。     

跨层反馈在无线视频自适应编码中的应用

为提高压缩后视频在无线信道中的容错能力,结合当前无线通信系统中广泛使用的自适应调制编码(AMC)技术和自动重传请求(ARQ)技术,提出一种新的基于跨层反馈的自适应编码方案。利用该设计方案,应用层可以利用底层的反馈信息感知到当前的信道变化并调整相应的码控策略来提高视频传输的鲁棒性。实验结果表明,与没有利用跨层反馈的其他方法相比,本文编码策略能提供更好的视频传输质量。