無線視頻傳輸系統(tǒng)資源分配研究.pdf

1、隨著無線網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提高以及具有多媒體處理能力的移動終端的普及，視頻服務(wù)將成為未來無線網(wǎng)絡(luò)中的主要業(yè)務(wù)形式。但同時移動終端設(shè)備的功耗約束問題已成為限制移動視頻業(yè)務(wù)發(fā)展的主要障礙。本文在國家自然科學(xué)基金項目“無線移動環(huán)境下復(fù)雜度可分級聯(lián)合功率率失真模型（No. 60572063）”和教育部博士點基金項目“廣義率失真理論及在無線通信中的應(yīng)用（No. 20040487009）”的聯(lián)合資助下提出從端到端最優(yōu)化的角度考慮無線視頻傳輸系統(tǒng)資源分配

2、問題。將考慮端到端失真，無線網(wǎng)絡(luò)帶寬以及終端能量消耗的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，提出對視頻編碼及發(fā)射方案的各個配置參數(shù)進行優(yōu)化配置，使有限的資源合理分配在各個模塊和適當?shù)囊曨l內(nèi)容，從而得到最優(yōu)的資源分配方案。為解決視頻編碼系統(tǒng)的最優(yōu)化參數(shù)配置和資源分配提供一種新的理論和方法。 本文所做主要工作如下： 1. 以比特錯誤為信道失真最小單位，分析信道失真與誤碼率和傳輸碼率的三維關(guān)系，并得到信道率失真模型。不同于傳統(tǒng)方法，本文的方法可

3、適用于非包交換網(wǎng)絡(luò)，并且支持比特層次抗誤碼方案的視頻通信系統(tǒng)。同時，信道率失真模型是發(fā)射功耗、信道編碼方案等信道相關(guān)參數(shù)進行率失真優(yōu)化的基礎(chǔ)。 2. 在分析MPEG-4 編碼標準的各模塊復(fù)雜度基礎(chǔ)上，提出了簡單的以幀為單位的視頻編碼復(fù)雜度模型。進而在通用的硬件平臺上建立復(fù)雜度與功耗的映射關(guān)系。該模型精確描述編碼參數(shù)與功耗的關(guān)系，可以將編碼與發(fā)射方案聯(lián)合設(shè)計。 3. 在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上，建立了視頻傳輸端到端功率率失真模型，

4、并提出了完整的在能量和帶寬約束下最優(yōu)化系統(tǒng)資源分配的解決方案。該方案根據(jù)信道狀況和幀的重要性自適應(yīng)確定每幀的編碼方案和發(fā)射方案。從而實現(xiàn)系統(tǒng)性能的顯著提高，特別是在系統(tǒng)資源相對不足的情況下。 本文通過建立完整的無線視頻傳輸功率率失真模型，提供了在能量約束下分析通信系統(tǒng)各模塊相互關(guān)系以及最優(yōu)方案的框架。將編碼與發(fā)射在能量約束下聯(lián)合考慮，獲得最優(yōu)資源分配方案。利用本文的方案，不但可以顯著提高系統(tǒng)性能，而且能夠在視頻質(zhì)量和系統(tǒng)資源消耗