本文關(guān)鍵詞：面向SVC視頻的蜂窩網(wǎng)可伸縮傳輸理論與方法研究　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著視頻編碼技術(shù)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的迅速發(fā)展,移動(dòng)數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆炸式增長,視頻業(yè)務(wù)逐漸成為移動(dòng)通信的主流業(yè)務(wù)。人們對(duì)于視頻業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量如速率、延遲以及清晰度等的要求也越來越高。一方面,蜂窩網(wǎng)絡(luò)由傳統(tǒng)的單一類型基站組成的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為多類型基站組成的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的信道衰落、干擾和擁塞等的時(shí)變特性使得網(wǎng)絡(luò)的傳輸環(huán)境是動(dòng)態(tài)變化的。另一方面,用戶終端在顯示屏分辨率和處理器等方面的不同使得其對(duì)視頻的需求也呈現(xiàn)出多樣性。為了應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境和滿足用戶的差異化需求,視頻編碼技術(shù)由傳統(tǒng)的固定碼率的視頻編碼發(fā)展為可伸縮視頻編碼,即視頻源端根據(jù)分辨率、幀率以及視頻質(zhì)量等三個(gè)維度將視頻編碼為一個(gè)基本層和多個(gè)增強(qiáng)層。視頻源端可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸條件以及用戶需求,自適應(yīng)地選擇傳輸不同編碼層次的視頻。本文首先對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站的空間分布進(jìn)行了建模,并分析了網(wǎng)絡(luò)中的干擾和信干噪比的統(tǒng)計(jì)特性。然后選取蜂窩網(wǎng)絡(luò)中SVC視頻的傳輸為切入點(diǎn),從傳輸控制與優(yōu)化的角度出發(fā),結(jié)合SVC視頻的分層編碼結(jié)構(gòu)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性、基站協(xié)作技術(shù)以及數(shù)�；旌蟼鬏敿夹g(shù),提出了三種傳輸方法,即分層傳輸、CoMP傳輸以及數(shù)�；旌蟼鬏�；另外考慮到用戶對(duì)于不同類型視頻的偏好,通過在基站上部署緩存,提出了基于緩存的SVC視頻傳輸方法。本文的主要貢獻(xiàn)如下：1)利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)中多層基站的異構(gòu)特性以及SVC視頻的分層編碼結(jié)構(gòu),將SVC視頻的基本層和增強(qiáng)層的傳輸與宏基站層和小基站層的傳輸結(jié)合起來。根據(jù)用戶與基站的連接狀態(tài),蜂窩網(wǎng)絡(luò)選擇不同的傳輸策略。同時(shí)也分析了蜂窩網(wǎng)絡(luò)中不同的頻譜分配策略以及干擾管理對(duì)于視頻傳輸性能的影響。仿真結(jié)果表明,分層傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)較低的視頻中斷率以及較高的視頻高清率,同時(shí)也可以降低移動(dòng)用戶的視頻切換率。2)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站采用CoMP多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)來傳輸SVC視頻,利用信道的分集增益提高SVC視頻的傳輸性能。提出了一種子信道的分配方法,并給出了非相干聯(lián)合傳輸方式下的系統(tǒng)SINR分布的理論推導(dǎo),同時(shí)也分析了視頻中斷率和高清率等系統(tǒng)性能指標(biāo)。仿真結(jié)果表明在系統(tǒng)頻譜資源較為豐富時(shí),CoMP傳輸方法比分層傳輸方法好,能夠在保證一定的視頻中斷率下實(shí)現(xiàn)較高的視頻高清率。3)利用低SINR下數(shù)字傳輸技術(shù)的抗噪聲性以及高SINR下模擬傳輸能夠消除階梯效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)傳輸質(zhì)量連續(xù)自適應(yīng)信道質(zhì)量變化這一特性,提出了一種數(shù)模混合傳輸方法,即SVC視頻的基本層采用數(shù)字傳輸技術(shù),而增強(qiáng)層采用模擬傳輸技術(shù)。主要研究數(shù)�；旌蟼鬏斚聰�(shù)字BL和模擬EL的功率分配問題,宏基站層和小基站層之間的頻譜分配問題。以視頻中斷率和視頻失真率為系統(tǒng)指標(biāo),優(yōu)化SVC視頻的數(shù)�；旌蟼鬏�,并與分層數(shù)字傳輸方案進(jìn)行比較。4)蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的增強(qiáng)總是落后于實(shí)際生活中人們對(duì)于各種各樣的視頻應(yīng)用的傳輸需求。傳統(tǒng)的通過增加基站和頻譜以及各種提高頻譜效率的手段所帶來的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的提升依然不夠,而邊緣存儲(chǔ)和計(jì)算是一種新的有效的手段,通過在基站等網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備上緩存部分熱門視頻,從而可以極大地提高網(wǎng)絡(luò)能力和增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。本文主要研究SVC視頻的緩存以及傳輸方案,即在一定的存儲(chǔ)空間大小限制下選取何種質(zhì)量的何種視頻來緩存。分析了視頻流行度與視頻質(zhì)量兩個(gè)視頻特征對(duì)緩存和傳輸方案的影響,同時(shí)也分析了受限回程鏈路與視頻緩存之間耦合關(guān)系對(duì)于系統(tǒng)性能的影響。
[Abstract]:With the rapid development of video coding technology and cellular network transmission technology , mobile data traffic presents explosive growth , and video business is becoming the mainstream business of mobile communication . This paper analyzes the effects of video characteristics on the caching and transmission schemes , and also analyzes the influence of the coupling relationship between the limited backhaul link and the video buffer on the performance of the system .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.53

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本文編號(hào)：1432600