無線通信中的無縫自適應(yīng)技術(shù).pdf

1、無線通信系統(tǒng)中的自適應(yīng)傳輸存在著以下兩類主要問題。
　　當(dāng)前物理層技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的高效傳輸，主要有三個(gè)原因。第一，傳統(tǒng)自適應(yīng)技術(shù)的性能依賴于信道估計(jì)的準(zhǔn)確性，而準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性存在著本質(zhì)的矛盾。第二，由于無線通信系統(tǒng)中可選速率數(shù)量的有限性，速率的調(diào)整是不連續(xù)的。第三，當(dāng)前系統(tǒng)的物理層假設(shè)上層傳來的都是已壓縮數(shù)據(jù)，而這個(gè)假設(shè)與實(shí)際測(cè)量相矛盾。
　　作為一類特殊的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，除了上述效率問題，視頻碼流的無線傳輸還存在著視

2、頻碼率控制與物理層自適應(yīng)相互獨(dú)立導(dǎo)致的傳輸效率問題。另外，在多天線視頻多播系統(tǒng)中，信道條件和接收端天線數(shù)量是各態(tài)互異的，最差的信道條件和最少的天線數(shù)量會(huì)成為系統(tǒng)性能的瓶頸。
　　為解決上述兩類問題，本文提出了無縫自適應(yīng)的概念，即無線通信中信息的傳輸可以自動(dòng)的隨著信道情況的變化而連續(xù)的且平穩(wěn)的調(diào)整。針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)及應(yīng)用，本文研究了如何實(shí)現(xiàn)無縫自適應(yīng)傳輸，主要研究成果如下:
　　對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)，本文提出了隨機(jī)投影RP編碼，并

3、基于此編碼設(shè)計(jì)了速率可變調(diào)制RCM和壓縮編碼調(diào)制CCM。首先，發(fā)送端使用固定的方法遞增的發(fā)送編碼符號(hào)，直到接收端可以正確解碼，因而不需要信道估計(jì)反饋選擇速率。其次，RP編碼具有無碼率特性，傳輸速率可以連續(xù)的調(diào)整。再次，優(yōu)化設(shè)計(jì)的RP編碼具有壓縮感知特性，可以充分利用二進(jìn)制數(shù)據(jù)的冗余性從而提高系統(tǒng)吞吐量。
　　對(duì)于視頻數(shù)據(jù)，本文提出了基于圖像處理的線性視頻傳輸技術(shù)Cactus和AirScale。去掉量化、熵編碼和信道編碼這些非線性處

4、理，視頻經(jīng)過預(yù)測(cè)、變換及能量分配等線性處理后直接通過幅度調(diào)制傳輸。信道噪聲直接作用于線性能量縮放后的數(shù)據(jù)，通過MMSE恢復(fù)的視頻質(zhì)量可以連續(xù)且平穩(wěn)的隨著接收端信道條件的變化而改變，避免了碼率控制和物理層速率自適應(yīng)帶來的一系列問題。
　　為解決多天線視頻多播系統(tǒng)中接收端天線數(shù)量各態(tài)互異性問題，本文提出了多相似描述編碼MSD和復(fù)用的空時(shí)塊編碼M-STBC。MSD是M-STBC的基礎(chǔ)，生成多個(gè)對(duì)視頻的相似描述?；趥鹘y(tǒng)STBC，M-ST

5、BC在不同的時(shí)隙中傳輸相似描述的不同形式。少于發(fā)送天線數(shù)量的接收端可以恢復(fù)相似描述中的相同部分，具有較多天線的接收端則還可以恢復(fù)不同的部分。從而實(shí)現(xiàn)了接收端的視頻質(zhì)量不僅可以隨著信噪比的變化而改變，還可以隨著有效天線數(shù)量的增加而提升。
　　本文還研究了線性視頻傳輸在快速衰落信道下的魯棒性。研究發(fā)現(xiàn)快速衰落信道中的資源分配是一個(gè)NP-hard問題。通過對(duì)快速衰落信道中視頻傳輸?shù)男阅芊治?，本文提出了一個(gè)快速算法，優(yōu)化了能量和帶寬分配從