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无线网络中可分级视频传输QoS保证跨层设计方法研究

作 者: 孙刚友
导 师: 董育宁
学 校: 南京邮电大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 无线视频传输 H.264/SVC QoS映射 跨层设计 NS-2
分类号: TN919.81
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 12次
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内容摘要


随着无线网络技术的发展成熟,越来越多的基于无线网络的多媒体应用出现了,但是无线网络环境的特点制约了这种应用的发展,因此如何在无线网络中可靠地传输多媒体业务尤其是视频业务是一个值得研究的课题。目前,H.264/SVC可分级视频编码标准作为H.264/AVC视频编码标准的扩展,具有更好的自适应性。本文考虑H.264/SVC可分级视频编码的可分级性能以及IEEE 802.11e网络中的QoS保障机制,两者的结合能够保证无线网络中以IEEE 802.11e为MAC协议的视频传输的QoS。本文基于对视频编码结构和以IEEE 802.11e为MAC协议的网络特性的研究,提出了一个改进的跨层映射方案,以保证在无线网络中视频传输的QoS。本文首先对可分级视频编码分组的解码重要性进行研究,然后将这种解码重要性与IEEE 802.11e中提供的QoS保障机制相结合,采取了一种由应用层发起MAC层响应的跨层映射方案,对视频进行传输。本文的创新之处在于,在视频分组进行映射的时候,对不同优先级的视频流分组分配不同的队列阈值,此外该算法能够对队列的拥塞进行感知,当队列拥塞的时候就丢弃一帧中优先级比较低的分组,从而保证高优先级分组的发送。通过利用NS-2仿真软件对各种算法(静态映射算法、自适应映射算法、改进的映射算法)进行仿真比较,实验结果表明,本文改进的算法能够更好的保证视频分组的成功发送,进而保证了接收后的视频质量。本文算法的优越性在于在队列拥塞的时候,采取一定的措施,尽力保证高优先级分组的发送,从而提高解码后的视频质量。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 本文的主要工作及组织结构  9-11
第二章 IEEE 802.11 中MAC 协议及相关无线网络  11-22
  2.1 无线网络中IEEE 802.11 MAC 协议  11-17
    2.1.1 传统的IEEE 802.11 MAC 协议  11-14
    2.1.2 IEEE 802.11e 协议的机制  14-17
  2.2 IEEE 802.11 MAC 协议相关的网络  17-21
    2.2.1 无线局域网简介  17-19
    2.2.2 移动自组织网简介  19-20
    2.2.3 无线网状网简介  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章 H.264 视频编码的可分级扩展的介绍  22-29
  3.1 H.264 视频编码标准的分层结构  22-25
    3.1.1 H.264 的网络适配层的结构  22-24
    3.1.2 H.264/SVC 中的NALU 结构  24-25
  3.2 H.264/SVC 的可分级扩展技术  25-28
    3.2.1 H.264/SVC 的时域可分级  25-26
    3.2.2 H.264/SVC 的空域可分级  26-27
    3.2.3 H.264/SVC 的质量可分级  27-28
  3.3 本章小结  28-29
第四章 无线网络视频传输的QoS 研究  29-39
  4.1 无线网络中视频传输的QoS  29-32
    4.1.1 无线信道的特性以及常见的无线信道模型  30-31
    4.1.2 信道编码和错误控制  31-32
  4.2 无线网络中视频传输的QoS 保障机制  32-35
    4.2.1 基于不等差保护的QoS 保障机制  33
    4.2.2 跨层设计的QoS 保障机制  33-34
    4.2.3 基于编码机制或者网络机制改进的QoS 保障机制  34
    4.2.4 异构网之间的视频保障  34-35
  4.3 IEEE 802.11e 中基于跨层映射的QoS 保障机制的研究  35-38
    4.3.1 静态映射的方法  35-37
    4.3.2 动态自适应的映射方法  37-38
  4.4 本章小结  38-39
第五章 一种IEEE 802.11e 中的H.264/SVC 的跨层设计  39-63
  5.1 理论分析  39-42
    5.1.1 跨层设计的思想  39-40
    5.1.2 SVC 分组解码重要性的分析  40-41
    5.1.3 基于队列长度的映射算法  41-42
  5.2 改进算法的框架及说明  42-46
    5.2.1 本文改进的跨层映射方法的框图  42-44
    5.2.2 改进的映射算法的行为描述  44-46
    5.2.3 改进的算法与其他方法的不同之处  46
  5.3 仿真与结果  46-62
    5.3.1 仿真环境的搭建及仿真拓扑  46-48
    5.3.2 拓扑1 结构下的仿真结果及分析  48-53
    5.3.3 拓扑2 结构下的仿真结果及分析  53-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章 结论与展望  63-65
  6.1 总结  63-64
  6.2 待研究问题及展望  64-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
攻读硕士期间发表论文及获奖情况  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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