【摘要】：水聲網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前海洋資源探索與開發(fā)的重要技術(shù)手段。對于水下生態(tài)監(jiān)控、海洋資源開采、水下軍事監(jiān)控和自然災(zāi)害預(yù)警等重要應(yīng)用場景,水聲網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)具有十分重要的意義。水聲網(wǎng)絡(luò)以聲波作為通信載體,和陸地上無線通信有著很大的不同。水下網(wǎng)絡(luò)通信具有以下挑戰(zhàn):水聲信道具有時延大,時延動態(tài)變化等缺點(diǎn);另外水下節(jié)點(diǎn)的可用帶寬小和電池有限的能量供電限制了節(jié)點(diǎn)的工作時間和通信覆蓋范圍;水下網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計困難,需要根據(jù)水聲通信特點(diǎn)重新設(shè)計協(xié)議或修改陸地上的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。水下圖像和視頻的傳輸研究主要有圖像的壓縮處理技術(shù)和水聲信道傳輸抗干擾技術(shù)兩個方面,前者關(guān)注于圖像處理算法的優(yōu)化,保證圖像質(zhì)量的情況下減少所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,后者關(guān)注于水下網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的可靠性,提高網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕桓堵?減少時延等。本文通過分析水聲網(wǎng)絡(luò)中圖像傳輸存在的問題,提出了一種基于跨層設(shè)計與不平等差錯保護(hù)的水聲網(wǎng)絡(luò)漸進(jìn)式圖像傳輸方法。該方案使用多級樹集合分裂算法對圖像進(jìn)行漸進(jìn)式壓縮處理,具有不同重要程度的壓縮輸出比特流使用具有不平等差錯保護(hù)特性的噴泉碼進(jìn)行編碼。應(yīng)用層將解碼所需參數(shù)數(shù)據(jù)包標(biāo)記為關(guān)鍵數(shù)據(jù)包,在MAC層使用逐跳確認(rèn)與重傳的策略加強(qiáng)保護(hù)。對大量的重要等級較低的普通數(shù)據(jù)包采取無確認(rèn)無重傳的傳輸策略,通過降低水聲網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載以減少數(shù)據(jù)包之間的沖突。本文采用不平等差錯保護(hù)思想有兩處,分別是在應(yīng)用層使用具備不平等保護(hù)性能的噴泉碼對圖像壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和在應(yīng)用層與MAC層之間進(jìn)行跨層交互對不同重要等級的數(shù)據(jù)包采取不同的傳輸保護(hù)策略。本文使用基于層次狀態(tài)機(jī)的水聲網(wǎng)絡(luò)仿真平臺對本方案進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)傳輸仿真,并分析了傳輸過程中的網(wǎng)絡(luò)吞吐量,數(shù)據(jù)包交付率等網(wǎng)絡(luò)性能和最后的圖像接收質(zhì)量。使用逐跳確認(rèn)重傳的圖像傳輸方案進(jìn)行仿真對比,仿真實驗表明,在多跳水聲網(wǎng)絡(luò)中,本方案在接收圖像質(zhì)量、數(shù)據(jù)包交付率、傳輸時延等方面都表現(xiàn)出良好的性能。
【圖文】：

可以得到一個高頻信號分量和低頻信號分量。第二次離散小波 ， ， ，， 。二維小波變換的示例原圖如圖 2-1 所示，波變換后各個分量如圖 2-2 所示。圖 2-2 中，從左上到右下，分小波變換后的 , , 和 分量。

二維小波變換示例
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.3

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