（通信与信息系统专业论文）提高无线视频qos的若干技术研究.pdf

上海交通大学博士学位论文 摘要 无线视频传输的q o s 技术涉及到视频编码、无线通信、优化理论、网络结 构和网络管理等许多研究领域的核心技术。针对磊前视频在实际网络传输中所 面临的难以提供q o s 保证的问题，本文主要研究了视频在无线网络传输中的鲁 棒性以及所用资源的优化分配。在充分利用相关技术优点的基础上，对无线视 频的q o s 在鲁棒性、稳定性和适用性上的不足之处进行了深入研究，提出了新 的处理方法和模型，从而有效地提高了视频传输的q o s 。 首先，在探讨功率消耗和视频传输的q o s 之间的权衡关系基础上，本文提 出了行之有效的解码端功耗优化的视频传输模型。针对t u r b o 码的解码特点和 视频解码优先级的数据分类方法，设计了一种视频传输系统参数优化配置方案- 不均等解码功耗分配优化算法。该算法实现了视频q o s 和功率消耗的权衡，能 够在功耗有限的情况下，获得更好的视频q o s 。 其次，为了高效利用有限的网络资源，实时视频流量预测是必需的，本文 提出了一种新的基于风，算法的视频流量预测模型。该模型不仅克服了传统模型 中固有的缺陷，而且在预测过程中无须知道先前的噪声统计特性，同时又借鉴 了见，算法本身鲁棒性的性能。通过对视频流量预测结果的定量分析，表明该模 型预测准确，稳定性高，且具有很好的鲁棒性。 最后，提出了两种新的提高视频q o s 的鲁棒性传输系统，即不均等分集增 益的l s t b co f d ml d p c 视频传输系统和基于l d p c 的不均等错误保护的视 频传输系统。l s t b c _ o f d m _ l d p c 视频传输系统不仅通过l s t b c 的分集增益 和编码增益以及l d p c 的编码增益提高了系统的性能，而且本文利用系统提供 的不均等分集增益去匹配不同优先级的视频流，提高了视频传输的效率。此外， 利用l d p c 编解码的优越性，本文提出了基于l d p c 和数据分类的不均等错误 保护的视频传输系统。通过联合信源信道编码的优化比特分配，获得了最好的 视频重建质量实验结果证实，在相同的带宽下，提出的基于l d p c 的不均等 错误保护方法与均等错误保护方法相比，p s n r 提高了大约0 5 - 3 d b 关键词；视频传输服务质量( q o s ) 功耗优化视频流量预测鲁棒性传输 a b s i r a c t w i r e l e s sv i d e oq o s t e c h n i q u ei sam u l t i d i s c i p l i n a r yt o p i ci n v o l v i n gm a n ya r e a s ， r a n g i n g f r o mv i d e o c o d i n g pw i r e l e s se o m m u n i c a f i o n , o p t i m i z a t i o nt h e o r y t o n e t w o r k i n ga r c h i t e c t u r e s , n e t w o r k i n gm a n a g e m e n ta n d 8 0o n c o n s i d e r i n gt h e g u a r a n t e e dq o si sd i f f i c u l tt oa c h i e v ef o rw i r e l e s sv i d e od e l i v e r y ，t h er o b u s t n e s sa n d o p t i m i z a t i o n 既k 哪r c ea l l o c a t i o na i n v e s t i g a t e di nt h i sd i s s e r t a t i o nt op r o v i d eb e t t e r v i d e oq o s , b yt a k i n gf u l la d v a n t a g eo f t h et e c h n o l o g i e si nt h er e l a t e da p p l i c a t i o n , w e h a v ed o n ef n r t h o rs t u d yo nt h e i rs h o r t a g eo fr o b u s t n e s s ，s t a 蛐i t yo ra p p l i c a b i l i t ya n d p r o p o s e d 目0 n l en o v e lp r o c e s s i n gm e t h o d sa n dm o d e l st oe f f i c i e n t l yi 玎 1 p 加v ev i d e o d e l i v o r yq o s f i r s t l y , b a s e do nt h el r a d e o f fb e h n nt h ep o w e rc o m u m p t i o na n de n dt oe n d d i s t o r t i o n , w ep r o p o s e 鼬e f f i c i e n td e c o d i n gp o w e rc o n s u m p t i o no p t i m i z a t i o n f r a m e w o r i 【b ye x p l o i t i n gt u r b od e c o d i n ga n ds o i l r c e o r i t y ，a nu n e q u a ld e c o d i n g p o w e ra l l o c a t i o na l g o r i t h mi sp r o p o s e d , w h i c hr e s u l t si na l le x c e l l e n tt r a d e o f f b e t w e e n v i d e oq u a l i t ya n dp o w e rc o n s u m p t i o na n dy i e l d ss i g n i f i c a n ti m p r o v e m e n to fv i d e o q u a l i t ym l d 口a 跚雠m 蛔e dp o w 盯c o n s u m p t i o n s e c o n d l y 。f o rt h ee f f i c i e n t u t i l i z a t i o no fn e t w o r k 街硼瑚，v i d e ot r a f f i c p r e d i c t i o ni sn e c e s s a r yi nt h er e a la p p l i c a t i o n an o v e lm o d e lb a s e do n 以a l g o r i t h m i 8p r o p o s e df o rv i d e ot r a f f i cp r e d i c t i o n , w h i c hn o to n l yo v e 代狮嚣t h ei n h e r e n td e f e c t s i nt r a d i t i o n a lm e t h o d sb u ta l s od o e sn o tr e q u i r eap a o nk n o w l e d g eo f t h en o i s es o u r c t ： s t a t i s t i c s m o r ei m p o r t a n t l y , t h ep r o p o s e dp r e d i c t i o nm o d e lm a k e su s eo f 玩m o d e lt o i m p r o v e i t sr o b u s tp e r f o r m a n c e t h eq u a n t i t a t i v ea n a b 2 s i so ft h ev i d e ot r a f f i c p r e d i 嘶o nr e s u l t si n d i c a t e st h em o d e lh a sm o r e a c c u r a t ep r e d i c t i o n , b e t t e rs t a b i l i t y , a n d h i g h e rr o b u s t n e s s f i n a l 坟t w or o b u s tv i d e od e l i v e r ys y s t e m s a r ep r o p o s e dt oi m 辨o v ew i r e l e s sv i d e o q o s ，n a m e l y , t m e q u a ls p a t a d i v e r s i t yg a i n t r a n s m i s s i o ns y s t e mb a s e do n l s t b co f d ml d p ca i l du n e q u a le n _ o rp r o t e c t i o nv i d e ot r a n s m i s s i o ns y s t e mb a s e d 髓 圭堂垡查主堡圭芏竺兰兰一 o nl d p c t h ef i r s tp r o p o s e ds y s t e mn o to n l ys i g n i f i c a n t l yi m p r o v e st h es y s t e m p e r f o r m a n c eb ye x p l o i t i n gb o t ht h es p a d e dd i v e r s i t yg a i no fl s t b c a n dt h ec o d i n g g a i no f l d p c ，b u t a l s op r o v i d e sa l lu n e q u a ld i v e r s i t yg a i nm o d et om a t c ht h es o u t v o f d i f f e r e n tp r i n r i d z e ds t r e a m st oa c h i e v eb e t t e rv i d e ot r a n s m i s s i o np e r f o r m a n c e ；t h e s e c o n dp r o p o s e ds y s t e m , b y j o i n t l yc o n s i d e t l n g8 0 u i v 2a n dc h a n n e lb i ta l l o c a t i o nu n d e r b a n d w i d t hc o n s t r a i n t s , f e a t o t e sa nu n e q u a ln u m b e ro fc h a n n e lr a t eb i t sa s s i g n m e n tt o d i f f e r e n tp r i o r i t ys t r e a m ，s i m u l a t i o nr e s u l t sd e m o n s t r a t et h a tt h ep r o p o s e da l g o r i t h mi s m o r er o b u s tc o m p a r e dw i t ht h o s eo b t a i n e dw i t h 删e r r o rp r o t e c t ( e e p ) t e c h n i q u e a n dc a na c h i e v e0 5 - 3p s n r g a i n s k e yw o r d s ：v i d e om i s s i o nq u a l i t yo fs e r v i c e ( q o s ) p o w e ro p t i m i z a t i o n v i d e ot r a f f i cp r e d i c t i o n r o b u s tm i s s i o n 上海交通大学博士学位论文 a r q a r k 融g 嚼 n c v s b e r b p s k b p b g c r c c p c s i c d m a c b r d p d i f 嚣e n ， d s c p d c t d w t d i 强l d i d l s t d v b e t e e p e d p a f e c f g s f m o f f t f d m a g o p h d t v 珏v s h l s t 玎u i s o i s d n c h 下 英文缩略语 a u t o m a t i cr e p e a t r e q u e s t自动重传请求 a u t o r e g r s s i v e 自回归 a d d i t i v ew 1 i i t eg a n s s i a nn o i s e 加性高斯白噪声 a d v a n c e dv i d e oc o d i n g 先进视频编码 a u d i ov i d e os t a n d a r d 音视频标准 b i te r r o rr a t e 比特误码率 b i n a r yp h a s es h i f tk e y i n g 二相相移健控 b e l i e f p r o p a g a t i o n 置信传播算法 b a c kg r o u n d 背景 c y c l i cr e d u n d a n c yc h e c k 循环冗余校验 c y c l i cp r e f i x 循环前缀 c h a n n e ls t a t ei n f o r m a t i o n信道状态信息 c o d ed i v i s i o nm u l 却i ea c c e s s 码分多址 c o n s t a n tb i tr a t e恒定码率 d a t ap a r t i t i o n i n g 数据分类 d i f f e r e n t i a t e ds e r v i c e 差分业务 d i f f e r e n t i a t e ds e r v i c ec o d ep o i n t差分服务标记字段 d i s c r e t ec o s i n et r a n s f o r m离散余弦变换 d i s c r e t ew a v e l e tt r a n s f o r m 离散小波变换 d i g i t a lr i g h i sm a n a g e m e n t 数字版权管理 d i g i t a li t e m 数字项 d i a g o n a l l yl a y e rs p a c et i m ec o d e s 对角分层空时码 d 蟛t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g 数字视频广播 e x t r i n s i ci n f o r m a t i o nt r a n s f e r 外部信息转移 e q t l a le r r o rp r o t e c t i o n均等误码保护 e q u a ld e c o d i n gp o w e r a l l o c a t i o n 均等解码功率安排 f o r w a r de r r o rc o f f e c f i o n前向纠错 f i n eg r a n u l a r i t ys c a l a b l ec o d i n g精细颗粒分级编码 f l e x i b l em a c r o b l o c ko r d i n g灵活的宏块顺序 f a s tf o u r i e rt 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d r a t u r ea m p l i t u d em o d u l a t i o n正交幅度调制 上海交通大学博士学位论文 r e a lt u n et r a n s p o r tp r o t o c o l实时传输协议 r e a lt i m ec o n t r o lp r o t o c o l实时控制协议 r o u n dt r i pt i m e环路传输时间 r a t ed i s t o r t i o no p t i m i z a t i o n 率失真优化 r e e ds o l o m o nc o d e s瑞得所罗门码 r e c u r s i v es y s t e m a t i cc e n v o l u t i o n a l递归系统卷积码 r e s o u r c er e s e r v a t i o np r o t o c o l资源预留协议 r e c u r s i v el e a s ts q u a r e s递归最小二乘法 r e g i o no f i n t e r e s t 感兴趣区 r a d i or e s o u r c em a n a g e r无线资源管理器 r a t ec o m p a t i b l ep u n c t u r e dc o n v o l u t i o n a l 码率兼容的删余卷积 s u mo f a b s o l u t ed i f f e r e n c e绝对误差和 s p a c et i m eb l o c k c o d o $空时分组码 s p a c et i m ec o d e s 空时码 s i g n a l - t o - n o i s er a t i o信噪比 s u mo fs q u a r ed i f f e r e n c e方差和 s c a l a b l ev i d e oc o d i 赡可分级视频编码 s e r v i c ed a t au n i t 业务数据单元 s t a n d a r dd e f i n i t i o n t e l e v i s i o n标准清晰度电视 s o f ti n p u ta n ds o f to u t p u t软输入软输出 s q u a r ep r e d i c t i o nd i s t o r t i o n 均方预测失真 s u m - p r o d u c ta l g o r i t h m 和一积算法 s h o r tr a n g ed e p e n d e n c e短时相关性 t i m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s 时分多址 t r a n s f e rc o n t r o lp r o t o c o l传输控制协议 u n e q u a le r r o rp r o t e c t i o n不均等误码保护 u n e q u a ll o s sp r o t e c t i o n 不均等丢失的保护 u n e q u a ld e c o d i n gp o w e r a l l o c a t i o n不均等解码功率安排 u n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m s y s t e m全球移动通信系统 u n i v e r s a lm u l t i m e d i aa c c e s s全球媒体接入 v a r i a b l eb i tr a t e变比特率 v i d e oq u a l i t ye x p e r t sg r o u p视频质量专家组 v i d e oc o d i n gl a y e r 视频编码层 v e r t i c a ll a y e rs p a c et i m ec o d e s垂直分层空时码 v i d e oo nd e m a n d视频点播 z e r of o r c i n g迫零技术 t h i r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t 第三代合作伙伴计划 t h e3 “w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m 第三代移动通信系统 v 姗一肿啪；2脱一娜贼嗍一汕一毛|暑|锄毛|驯一吾；舌|吾|汕一唧哪m一一墩一慨一一腰一粥 上海交通大学博士学位论文 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 永著 日期：d 年j 月e l 上海交通大学博士学位论文 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：皂一赢隽 日期：0 7 年3 月刁日 指导教师签名：删， 吼汐7 年如7 日 上海交通大学博士学位论文 第一章绪论 随着视频压缩编码技术的发展和相关标准的制定，数字视频得到越来越广泛 的应用。特别是最近几年，无线通信、接入技术和i n t e r n e t 技术的高速发展，为 无线多媒体通信业务开创了一个前所未有的新局面。随着无线网络带宽的不断提 高，无线视频通信，尤其是移动电话、视频会议、视频流媒体通信和消费电子产 品，已经逐渐成为人们工作和生活中不可或缺的一部分但是由于无线信道固有 的特性，导致误码率高、信道干扰严重、并且传输带宽有限、波动较大，因此难 以为视频传输提供可靠的服务质量( q u a l i t yo fs e r v i 。q o s ) 保证，这就使无线 视频传输的q o s 研究成为一个具有挑战性的课题。 1 1 论文的研究背景 在多媒体通信研究领域，视频信号的处理和传输一直以来占据着主导地位， 其原因不仅在于视觉是人类获取信息的主要途径，更重要的是因为视频信号的数 据量要远远大于文字和声音因此，面对海量的视频数据，研究高效的压缩算法 已成为多媒体通信领域中关键课题之一。为了达到这个目的，国内外的研究者们 已经提出了许多先进的视频编解码技术，并制定了一系列关于视频压缩编码的国 际标准，以此来实现高效的视频压缩。同时，为了使视频更适应于无线通信，在 视频编码中加入更多的鲁棒性编码技术来提高视频的q o s 。表1 1 中，列举了到 目前为止发展起来的视频压缩标准及其典型目标比特率范围【1 h 3 m 6 h 0 m 3 5 1 ( 有关 视频标准的详细介绍见本文第二章) 当前，无线通信技术的发展，特别是随着第三代移动通信系统的逐步完善， 使得移动信道的带宽明显增加，从而具备了在无线信道上传输除了简单语音和文 字之外的多媒体数据的能力。表l - 2 中的数据，显示了第二代移动通信和第三代 移动通信中采用的主要技术标准和可用数据业务带宽的对比。无线通信中往往通 过增加网络带宽来缓解网络拥塞，但这样做并不能消除拥塞尤其当大带宽的新 业务量猛增的时候，拥塞将是难以避免的为了在移动网络上提供有质量保证的 服务，必须制定相关服务数量和服务质量水平的规定。规定要求在网络方面增加 一些协议，对延迟有严格要求的业务和能够容忍延迟、抖动、数据包丢失的业务 绪论 进行分类，同时采用多种数据包调度机制和算法对这些业务进行处理，这就是 q o s 机制的职责。也就是说，q o s 机制不是用来增加网络的带宽，而是通过最优 化的使用和管理网络资源使其尽可能她满足多种业务的需求。 表1 - 1 视频鳊码标准及其目标比特范田 t a b l e l - iv i d e oc o d es t a n d a r da n dt a r g e tb i t sr a t eh o t r o d 标准制定日期目标比特率 r 2 6 1 1 9 8 4 - 1 9 9 0 p “k b p s m 田e g - l1 9 8 8 1 9 9 2 小于1 5 1 枷o p s i v w e g - 2 ( h 2 6 2 ) 1 9 9 0 - 1 9 9 4 1 s m - 3 5 m b p s m p e g - 41 9 9 3 - 2 0 0 2 8 k - 3 5 m b p s h 2 6 3 0 i 2 6 3 + ，h 2 6 3 * ) 1 9 9 3 2 0 0 2 8 k - i 5 m b p , h 2 6 4 ( e g - 4p a r t l 们2 0 0 3 2 0 0 6 4 k - 3 0 m b 僻 a v s 2 0 0 3 至今 4 k - 3 0 m b p s 表1 - 2 第二代和第三代移动通信的主要技术及英数据业务带宽 1 曲l e l 22 ga n d3 gs t a n d a r da n dd a mb u s i n e s sb a n d w i d o t 技术标准数据业务带宽 g s m ( g p r s , e d g e ) ( 2 g )9 6 l 卸s - 1 1 5 鼬l p s c d m a i x ( i s l 3 6 x 2 g )1 4 4 k b l n - 1 3 6 5 j , p s c d m a 2 0 0 0 ( 3 g )3 9 4 k b p s - 2 m l ，p s w c d m a ( 3 g ) 3 8 4 k b p s - 2 m b p s t d - s c d m a ( 3 g )3 8 4 k b p s - 2 m b p s 1 2 无线视频q o s 面临的挑战和研究意义 1 2 1 面临的挑战 视频技术虽然得到了巨大发展，并已成功地应用于社会生活中的各个领域， 但是视频通信还存在许多亟待解决和完善的问题。提高无线视频通信的q o s ，将 要面临以下挑战： 2 上海交通大学博士学位论文 1 ) 误码视频通信业务对误码率有着严格的要求。而无线信道本身却具有易错、 时变和带限的特点为了获得无线信道的高系统容量，还需要低的信噪比 由于无线信道带宽的随机波动性，所以随着基站和终端的位置、方向的变化， 误码率会发生很大的变化，这就使得无线信道的误码率要比有线环境下大得 多而视频数据是经过高度压缩的数据流，其比特之间的数据相关性很小， 对错误十分敏感要解决这些问题就需要提高信道的容错能力，即通过增强 信源编码算法的容错性，使用强有力的信道编码方式和采用最佳的接收检测 技术，来满足高质量视频传输的要求。 2 ) 带宽。视频通信业务的数据量非常大。视频信号携带的很多信息是无法用其 它形式的信号( 如文本、音频甚至静止图像等) 来加以描述的，因此传输视 频信息要求网络提供较高的带宽对于移动通信系统来说，无线信道的带宽 资源是一种宝贵的资源。要想在有限的带宽条件下传输大量的数字视频信号， 就需要采用某种极低比特率的视频压缩编码算法来实现高效压缩。所以，通 过信源信道联合优化分配带宽的资源，不仅提高了带宽的利用率，而且提高 了视频的重建质量。 3 ) 功耗。作为便携式系统的移动终端，通常使用电池进行供电，其供能系统的 容量受到很大的限制。因为视频业务的编码算法相对复杂，并且用户在享受 业务时需要长时问开启终端屏幕，所以必然会消耗大量的能量。这一矛盾大 大制约了移动视频通信业务的发展，因而设计低能耗的压缩算法，减少视频 终端的功率消耗是研究工作的关键，比如手机电视。而一些微型终端，比如 手机、p d a ，在功耗方面有着严格的要求，所以在这些设备上需要相对较小 的解码复杂度。同时，信源信道联合优化分配能量的资源，不仅提高了功耗 的效率，而且提高了视频的重建质量 4 ) 延迟抖动。对于视频信息来说，数据的到达需要严格的时间间隔才能保证数 据连续播放，对于滞后于时问间隔的数据，即使数据正确，也只能丢弃不用 电话会议、可视电话和虚拟教室等交互性的应用都对延迟提出了严格的要求 无线视频的q o s 是视频在无线传输时要求满足的一系列服务请求。具体可量化 为带宽、丢失率、吞吐量、延迟、抖动和功耗等性能指标同时它也面临着以下 3 绪论 的挑战【1 6 1 ： 1 ) 技术的多元性。q o s 支持包括许多方面的技术，如视频编码、高性能的物理 和链路层支持、有效的数据分发、拥塞控制、错误控制、功率控制及跨层设 计，这些技术都会影响整体的q o s 。应将各种技术集成在一个通用、灵活的 q o s 管理框架之内。从而可以根据不同的场合选择合适的技术。 2 ) 应用的多样性在数据速率、延迟限制和丢包率等方面，不同的应用有着不 同级别的q o s 需求例如，在实时传输中，视频服务对包的延迟非常敏感， 但却可以容忍一些丢帧和传输错误 3 ) 网络的异构性。也就是不同类型的网络有着不网的固有特征。由于不同类型 网的网络资源( 处理能力、带宽和拥塞控制策略等) 分布不均，用户通过不同的 通信子网传输数据会体验到不同的实际传输吞吐量、数据丢失率和传输延迟。 4 ) 用户的异构性这是由于用户设备的不同处理能力和用户要求的不同q o s 造 成的 1 2 2 研究意义 由于以上挑战的存在，因此开展对无线视频q o s 技术的研究，就有着十分重 要的学术价值和现实意义，具体表述如下： 推动了视频压缩技术的进一步发展。由于无线信道带宽相对较小、误码高， 所以为了能在有限的带宽条件下满足用户对视频传输的要求，必须在已有的编解 码算法基础上，探索新的适合于无线信道的鲁棒编解码算法，从而进一步推动视 频压缩解压缩技术不断向前发展。 推动了无线通信技术的进一步发展现有的网络必须支持各式各样不断发展 的业务类型及其q o s 要求，并支持网络拓朴结构的变化如何将分散在网络各个 予层的特性参数综合考虑，来提高整体网络的性能，这对网络设计提出了新的挑 战。未来的无线网络设计应考虑网络跨层问的相互作用。 推动了视频技术和无线通信技术的融合视频压缩技术和无线通信技术作为 两个独立的学科，有者不同的设计理念和实现方法。但随着两者的不断发展及用 户对获取信息的需求不断提升，未来的发展趋势必将是视频技术和无线通信技术 4 上海交通大学博士学位论文 逐步走向融合 1 3 本文的主要内容和研究创新点 1 3 1 主要内容和章节安排 本文以无线视频的q o s 研究所涉及的几个方面的技术为线索来展开，主要针 对视频在无线网络传输中的鲁棒性以及所用资源( 包括功率、比特、带宽等) 的 分配进行了比较深入的研究，在鲁棒性、可靠性和有效性三个方面提出了若干新 的算法和模型。本文的具体内容安捧如下： 第一章是绪论。首先阐述了本文的研究背景和研究意义然后阐明了无线视 频q o s 所面临的挑战，为本文的后续研究指明了方向。最后概述了本文的章 节结构和主要内容，并指出了本文的创新所在。 第二章是无线视频q o s 技术的现状首先介绍了视频压缩标准的发展历程， 并引出了适合于无线通信的视频编码方法。然后回顾了国内外无线视频q o s 技术的研究现状，着重对无线视频q o s 的各种关键技术做了系统的分类、阐 述和总结，并提出所要解决的问题，为本文后续无线视频q o s 研究提供了必 要的背景知识。 第三章主要研究了功耗有效的视频传输算法。首先介绍了视频传输中优化功 率消耗的应用背景。然后从编码端、传输和解码端三个方面回顾了功耗有效 的视频传输的发展现状。最后针对解码端信道t u r b o 码的解码特点和信源不 同优先级的分类理由，提出了解码端功耗优化的框架。该框架首先建立了联 合信源信道的失真模型( 信源失真和信道失真) 和解码功率消耗模型，并分 析了失真( 视频传输的质量) 和解码功率消耗的关系，然后在此基础上提出 了不均等解码功率消耗的优化算法该算法针对不同优先级的数据分类进行 了不均等的前向纠错的解码功耗优化分配。对优先级较高的数据分类，解码 时采用较高的解码功耗；对优先级较低的数据，解码时采用较低的解码耗 实验结果表明。本文的算法在获得相同的视频质量下能够减少解码器的功率 消耗，即在功耗有限的情况下获得了更好的视频传输质量。 第四章主要研究了鲁棒性的视频流量模型首先介绍了视频流量的特征然 后分析比较了传统视频流量模型的优缺点最后基于视频流量的相关性特征 绪论 提出了基于只。算法的视频流量预测模型。该预测模型不仅克服了传统的基于 特定流量统计特性的参数模型的缺点( 需要观测过去的大量数据，占用系统 较大的缓存，延迟较大，难以准确估计在线流量) ，而且在预测过程中无须知 道先前的噪声统计特性。本文将提出的基于 乙算法的视频流量模型应用于预 测m p e g - 4 交比特流量，取得了非常好的测试结果。预测准确率明显高于相 关文献中的算法，而且算法稳定性高，对噪声干扰不敏感 第五章主要研究了鲁棒性的视频传输系统不均等错误保护( u e p ) 的信源 信道编码技术，是一种有效的视频传输鲁棒性的方法之一一方面，本文通 过采用m i m o 信道的分集增益来实现的u e p 技术，提出了不均等分集增益 的l s t b c _ o f d ml d p c 视频传输系统；另一方面，本文通过采用信道编码 增益来实现的u e p 技术，提出了基于l d p c 的不均等错误保护的视频传输系 统。本文提出的l s t b c视频传输系统，是将、，_ofdul d p cl s t b cl d p c o f d m 和m i m o 等技术结合在一起，不仅能在较低的编码和解码复杂度下具 有l d i c 的高的误码纠正能力，而且还能获得l s t b c 的较大的不均等分集增 益。本文利用l s t b c _ o f d ml d p c 系统本身提供的不均等分集增益的特点 去匹配不同优先级的视频流，提高了视频传输的效率。此外，本文提出了基 于l d p c 和数据分类的不均等错误保护的视频传输系统通过联合信源信道 编码的优化比特分配，