第八章-无线多媒体传感器网络PPT课件

. 1、无线传感器网络技术指导论第8章无线多媒体传感器网络、2、课程、8.1、8.2、从传感器网络到多媒体传感器网络、无线多媒体传感器网络的架构、垄断优化、8.3、8.4 视频传输，3，8.1，从传感器网络到多媒体传感器网络的无线多媒体传感器网络，除了仅能在无线传感器网络上采集诸如压力、湿度、温度等简单数据之外，还能够采集、加工、压缩、传输诸如语音、图像、视频等信息。 多媒体信息的引入使无线多媒体传感器网络能够为用户提供更直观的体验。4，8.1，从传感器网络到多媒体传感器网络，无线多媒体传感器网络继承了无线传感器网络的特性，具有新的特征：节点功能强，控制管理困难，能量限制严重：5，卡里从传感器网络到多媒体传感器网络的无线多媒体传感器网络体系结构，垄断优化，8.3、8.4、8.5、视频码视频传输，6、8.2、无线多媒体传感器网络体系结构，8.2 无线多媒体传感器网络的架构，8.2.2通信协议架构，8、8.2，无线多媒体传感器网络的架构，1 )物理层中常见的传输介质是无线、光学介质、红外线等。 在一般的传感器网络中，由于业务数据简单，对带宽的要求不高。 在无线多媒体传感器网络中，业务数据量庞大，超宽带技术成为主要研究的焦点，特别是以跳时脉冲无线超宽带技术为代表。 (2)媒体接入控制层的MAC层主要负责无线信道的接入，完成从通信中心到终点的连接。 直接控制数据消息和控制消息访问无线介质，并向冲突的传感器节点分配有限的无线信道资源。 受资源限制和外部环境影响，设计MAC协议需要综合考虑能效、资源分配、业务类别等因素。 取决于信道的使用方法的不同，MAC协议通常分为调度方式、竞争方式和混合方式这3种。 调度方案是节点按照一定的规则来依次使用无线信道，冲突方案是节点按照冲突来使用无线信道，混合方案是这两种方法的组合。 从设计难度来看，混合方式是最复杂的，但也有研究者认为它能很好地满足无线多媒体传感器网络的需要。 另外，还应该考虑在网络中混合使用多个MAC协议。9、8.2、无线多媒体传感器网络的架构，(3)网络层任务例如为寻找合适路径且向目标节点发送信息(例如，向收集节点发送命令，向收集节点发送结果)等。 在一般的传感器网络中，路由设计的出发点主要是以提高能源效率为目标。 然而，提供对于多媒体业务的特定服务质量保证(QoS )是重要的问题，而通常的QoS要求是带宽、时延、差错率、抖动等。 路由算法的能效、可扩展性和快速收敛性也是一般性要求。 由于业务和数据的种类很多，所以不存在共同的路由机制和算法。 在设计路由协议时，有必要结合具体应用，取舍选择并折衷多个参数和要求。 当设计无线多媒体传感器网络路由协议时，当前最常见的技术手段是多路径路由、分层协作、差分服务等。 此外，在数据传送时结合一定的数据融合处理也是一般的方法之一。10、8.2、无线多媒体传感器网络体系结构、(4)传输层传输层的主要作用是提供端到端的数据传输服务。 在传感器网络中，传输层通常继承无线网络和有线网络的传输协议。 传输层的研究也不多，主要修正了经典的传输协议。在无线多媒体传感器网络中，为了提高网络服务质量，研究人员对业务实时性保障和重要数据可靠性保障的研究较多，已经发表了一些研究成果。 (5)应用层通常与特定应用结合，以满足用户的需要。 一般需求包括数据查询、事件警告、实时监控等。 在无线多媒体传感器网络中，多媒体业务编解码器是当前研究的重点，相对有前途的技术是分布式码。 另外，智能查询、网络代码、数据分析也成为研究的热点。 11、课程、8.1、8.2、从传感器网络到多媒体传感器网络的无线多媒体传感器网络架构、独占优化、8.3、8.4、8.5、视频代码、视频传输、12、8.3、独占优化、以及据悉，对于监视区域的某一点，至少在一个传感器节点上观察到的话，这一点就被网络所独占了。 节点监控模型，普通传感器网络：无线多媒体传感器网络：13，8.3，霸盖优化，8.3.1霸盖优化概述，在部署网络时仔细设计，节点之间的重叠越少越好。 但是，由于部署方法和监视环境的限制，部署时往往不能。 针对这种情况，我们可以采取一些措施来减少节点的独占重叠，扩大网络监控范围，这种处理过程被称为独占扩展或独占优化。14、8.3、实现霸盖优化、三监控范围扩大的方法：调节节点相机方向、调节节点位置的同时改变节点位置和方向的8.3.1霸盖优化概述，其中调节相机角度的方法是最经济实用的。15，8.3，霸盖优化，8.3.1霸盖优化的概要，16，8.3，霸盖优化，8.3.2霸盖优化问题，前霸盖的点的集合Ps，调整后霸盖的点的集合Ps ，监视区域的所有点的集合p。增加网复盖率、17、8.3、复盖物优化、8.3.3复盖物优化方法；(1)虚拟力方法、18、8.3、复盖物优化、8.3.3复盖物优化方法、2222222000000000006 8.3、盖优化、8.3.3盖优化方法、20、课程目录、8.1、8.2、从传感器网络到多媒体传感器网络、无线多媒体传感器网络的架构、盖优化、以及视频编码、视频传输、21、8.4、视频编码、8.4.1视频编码概述、22、8.4、视频编码8.4.1视频编码的概述、压缩编码技术的应用的前提是在视频数据中存在大量冗馀、空间冗馀、时间冗馀、编码冗馀、心理视觉冗馀、23、 8.4、视频编码、8.4.2经典视频编码方法、MEPG-1MEPG-2MEPG-4MEPG-7、H.261H.263H.264、24、 8.4、视频编码8.4.3分布式视频码、25、8.4、视频码、8.4.3分布式视频码、26、课程目录、8.1、8.2、传感器网络、无线多媒体传感器网络的架构、垄断优化、8.3、8.4、8.8 视频传输、27、8.5、视频传输、8.5.1视频传输概述、业务质量要求多、数据量大、业务类型多，传输视频数据存在以下几个难点。28、8.5、视频传输、8.5.1视频传输的概述，以及从现有研究的角度来看，在无线多媒体传感器网络上解决视频传输问题的思路可分为两类。 第一类使用分层网络协议体系结构，按各层协议分别进行设计和优化，提高视频传输质量。 第二类使用跨层网络协议体系结构通过协同设计和优化多层协议提高网络的服务水平。 第一类方法的优点是协议的逻辑功能明确，各层的协议相对对立，设计比较简单。 第二类方法的优点是有利于层间信息的交流和共享，能够实现多层次协作优化。29、8.5、视频传输、基于8.5.2层协议的视频传输、网络层、应用层、物理层以及层级网络协议都涉及视频传输。同时，对于传输层、MAC层、30、8.5、视频传输、8.5.3交叉层协作的视频传输、无线多媒体传感器网络的协议架构而言，在层与层之间存在较强的互相影响。 虽然使用分层设计可以实现设计的简化，但是在各个分层之间会有很多信息变得冗馀。 另外，各层的设计目标不一定相同，在各自独立进行优化的情况下，可能会发生相互冲突，网络整体的性能下降。 因此，考虑协议的多层协作设计并不是改善网络服务质量的有效途径。 一般来说，跨层设计的方法有联合优化、信息共享、相邻层融合这3种。 本章完整介绍用于无线多媒体传感器网络的视频传输方法。 该方案被称为cmv