论文摘要
随着无线网络带宽的不断提高以及具有多媒体处理能力的移动终端的普及,视频服务将成为未来无线网络中的主要业务形式。但同时移动终端设备的功耗约束问题已成为限制移动视频业务发展的主要障碍。本文在国家自然科学基金项目“无线移动环境下复杂度可分级联合功率率失真模型（No. 60572063）”和教育部博士点基金项目“广义率失真理论及在无线通信中的应用（No. 20040487009）”的联合资助下提出从端到端最优化的角度考虑无线视频传输系统资源分配问题。将考虑端到端失真,无线网络带宽以及终端能量消耗的关系,并在此基础上,提出对视频编码及发射方案的各个配置参数进行优化配置,使有限的资源合理分配在各个模块和适当的视频内容,从而得到最优的资源分配方案。为解决视频编码系统的最优化参数配置和资源分配提供一种新的理论和方法。本文所做主要工作如下:1.以比特错误为信道失真最小单位,分析信道失真与误码率和传输码率的三维关系,并得到信道率失真模型。不同于传统方法,本文的方法可适用于非包交换网络,并且支持比特层次抗误码方案的视频通信系统。同时,信道率失真模型是发射功耗、信道编码方案等信道相关参数进行率失真优化的基础。2.在分析MPEG-4编码标准的各模块复杂度基础上,提出了简单的以帧为单位的视频编码复杂度模型。进而在通用的硬件平台上建立复杂度与功耗的映射关系。该模型精确描述编码参数与功耗的关系,可以将编码与发射方案联合设计。3.在以上内容的基础上,建立了视频传输端到端功率率失真模型,并提出了完整的在能量和带宽约束下最优化系统资源分配的解决方案。该方案根据信道状况和帧的重要性自适应确定每帧的编码方案和发射方案。从而实现系统性能的显著提高,特别是在系统资源相对不足的情况下。本文通过建立完整的无线视频传输功率率失真模型,提供了在能量约束下分析通信系统各模块相互关系以及最优方案的框架。将编码与发射在能量约束下联合考虑,获得最优资源分配方案。利用本文的方案,不但可以显著提高系统性能,而且能够在视频质量和系统资源消耗按需进行动态权衡。根据系统资源分配和视频质量的要求,自适应配置最优的编码方案和发射方案,从而实现多样的,差异化的视频服务。