無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中多媒體通信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)線多媒體通信已成為通信領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。然而當(dāng)前大多數(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)均是盡力而為式的體系架構(gòu),往往不能保障通信服務(wù)質(zhì)量,特別是多媒體通信對(duì)時(shí)延、帶寬等均提出了較高的要求。因此,高效的系統(tǒng)調(diào)度與資源分配就成為無(wú)線多媒體通信系統(tǒng)亟待解決的問(wèn)題之一。目前,無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中的多媒體傳輸問(wèn)題仍然是一個(gè)開(kāi)放式課題。本文以無(wú)線多媒體通信為主線,研究了無(wú)線通信及相關(guān)多媒體信息處理一些關(guān)鍵技術(shù),內(nèi)容涉及速率控制、最佳路由

2、、差錯(cuò)控制、安全認(rèn)證、信息重建、信源信道聯(lián)合編碼等,并提出了一些新的思想和方法。主要工作如下:(1)在跨層設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框架下,研究多媒體碼流的最優(yōu)多徑路由問(wèn)題。在建立統(tǒng)一的凸集優(yōu)化模型基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)分布式跨層解決方案。首先,我們建立一個(gè)媒體傳輸失真模型用來(lái)刻畫信源端的壓縮失真和無(wú)線傳輸過(guò)程中的丟包失真。其次,充分考慮當(dāng)前信道狀態(tài),建立媒體失真、多徑路由以及速率控制之間的函數(shù)關(guān)系,設(shè)計(jì)出失真最小的最優(yōu)多徑路由的目標(biāo)函數(shù)。最后,利用跨層信

3、息共享機(jī)制,運(yùn)用最優(yōu)化工具提出適合于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在線操作的分布式最優(yōu)聯(lián)合算法。(2)研究了在無(wú)線通信環(huán)境下多媒體通信的差錯(cuò)控制和安全認(rèn)證機(jī)制。首先,在分析和比較了常見(jiàn)的差錯(cuò)控制和抗誤碼技術(shù)基礎(chǔ)上,提出一種靈活的基于認(rèn)證圖形的認(rèn)證方法,該方法針對(duì)在網(wǎng)絡(luò)帶寬一定的情況下,權(quán)衡考慮網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷、計(jì)算復(fù)雜度以及時(shí)延等各方面的性能;其次,引入聯(lián)合信源信道編碼框架,充分考慮解碼器差錯(cuò)掩蓋的能力,運(yùn)用前向糾錯(cuò)碼對(duì)信源碼流進(jìn)行非平衡誤差保護(hù);最后,根據(jù)不同認(rèn)證

4、需求和當(dāng)前信道狀態(tài),確定信源編碼、信道編碼和認(rèn)證編碼的最優(yōu)速率分配方案以獲得最好的多媒體傳輸質(zhì)量。(3)提出了一種針對(duì)無(wú)線通信環(huán)境下視頻序列的超分辨率重建方案。其核心思想是綜合考慮錯(cuò)誤隱藏和媒體重建技術(shù),并將他們聯(lián)合運(yùn)用到無(wú)線環(huán)境中。首先,根據(jù)不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)狀況利用三維等級(jí)小波編碼器設(shè)計(jì)出非固定的編碼數(shù);然后,依據(jù)碼流的優(yōu)先級(jí)對(duì)無(wú)線傳輸?shù)拇a流進(jìn)行非平衡誤差保護(hù);其次,根據(jù)小波編碼器的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單高效的估計(jì)器在接收端估計(jì)出丟失的小波系

5、數(shù);最后,充分利用相鄰幀及幀內(nèi)的隱藏信息,根據(jù)壓縮視頻的特點(diǎn),設(shè)計(jì)合理的凸集,運(yùn)用凸集投影的方法,實(shí)現(xiàn)視頻序列超分辨率重建。(4)研究了異構(gòu)環(huán)境中多媒體速率分配的問(wèn)題,其主要研究?jī)?nèi)容是運(yùn)用跨層設(shè)計(jì)的思想解決不同的媒體流在不同的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)下資源最優(yōu)分配的問(wèn)題。首先,利用可用比特率、往返時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及媒體流率-失真的特性,建立一個(gè)統(tǒng)一的媒體失真模型;其次,在失真模型的框架下,建立碼流速率與系統(tǒng)失真之間的函數(shù)關(guān)系式,將最優(yōu)速率分配問(wèn)題表