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《基于晶格量化异构网络视频联合信源信道编码》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于晶格量化异构网络视频联合信源信道编码为提高异构网络视频传输质量，提出种基于晶格量化的异构网络视频联合信源信道编码方法。首先，利用多描述联合信源信道编码的信号源并行信道传输方案，建立高斯视频源传输的多描述独立的并行信道传输框架；其次，采用晶格尺度量化方法分别考虑有或无边信息解码器情形下实现模拟映射带宽的降低，通过带宽扩展來提高异构网络视频传输性能；最后，通过与VPS、FMS和DMUS3种算法在编码冗余度、编码速率、峰值信噪比、端到端视频帧延迟及有效损失率指标上的对比试验，验证了所提方法的有效性。0引言近年来，基于移动技术的视频传输（如在线游戏直播、体育直播等）己成为热
2、门流媒体应用，视频传输流量也岀现快速増长⑴。2012年视频流量约占总流量的58%,2017年将达到70%左右。2012-2017年，移动总流量将增长14倍左右⑵。如何保证在现冇网络下确保超清视频数据传输的町靠性是服务商面临的主要难题。虽然，当前网络基础设施建设已为用户捉供不同的互联网接入方法，但单一网络的数据传输能力仍存在限制，无法提供满意的移动视频传输性能［3］。WLAN网络存在的主要问题是带宽受限，覆盖范围小，无法满足大量移动用户的移动视频服务需求。WiMAX网络相对可提供更广的覆盖范用和更高峰值速率，但用户共享量较大时，多媒体实时高吞吐量需求无法满足。单一网络性能
3、受限使得异构网络带宽整合问题得到学者们的高度重视。经典联合信源信道编码［4］（JointSource-ChannelCoding,JSCC）主要研究内容是信道编码和信源的速率最优化，以及视频数据纠错编码和信道状态：（1）信道编码和信源编码比优化，例如文献［5、6］；（2）在设定信道参数和状态情形下，如何对编码速率进行调整以达到需要的传输忖标，例如文献［7］：（3）信道编码的可靠性改进，如喷泉码、Turbo等；（4）联合编码优化算法设计，实现系统性能提升，如文献［8］；文献［9］研究了在带宽限制请况下的编码速率最优化问题，可实现视频端到端失真的最小化。但是，上述算法利用差
4、错控制方式，但并未考虑信道本身存在的故障问题，容易造成传输数据视频传输质量的觀化，影响用户体验和视频服务质量。对此，木文主要针对异构网络视频传输问题，在解码器屮利用晶格量化转换进行了多描述联合信源信道编码方法研究，冃的是获得低失真和低延迟视频传输方案。1问题模型描述利用多描述联合信源信道编码（MDJSCC）的信号源异构网络并行信道传输方案如图1所示。据块编码成两个码3心£(^)e.¥2传输。解码器1、2、()分别接收到图1中〃个源符号的每个数据块V已R”，对每个数其中表示带宽比，儿表示有限字母集，通过独立噪声信道并利用畸变几心0,1,2重构头即:(1)其中是失真测度0(
5、Dt,D2)和Do分别为边扭曲和中心扭曲失真。当边信息『在解码器中可获得时，这些额外信息可利用其降低相应的扭曲失真。如果信道不存在噪声，则上述问题退化为多描述信源编码(MD-SC)问题。在此情形下，(2曲,2」)编码组成为：(1)两个编码器，其中编码器1对每个信源序列分配索引®(S”)e[I:2J,编码器2对每个信源序列分配索引加2(S")e[1:2*
6、；(2)3个解码器，其中解码器i=1,2观测n接收索引皿和边信息3”，并对5进行估计。解码益0在接收到索引对(心，m2)和边信息2后，对儿进行估计0如存在(2也，2’必，n)序列编码满足条件：nlimsupE(d(S“，
7、a))W0,z*=0,1,2(2)n—则称率失真五元组(R1,R2,DO,D1,D2)是可以实现的。其中，MD-SC问题的率失真区域R(DO,D1,D2)是速率对(R1,R2)的闭包集合。该区域屮有或没有边信息(SI)事先是未知的。例外情形是二次高斯MD・SC情形，即高斯源和二次失真函数：d(S“,G)丄工(眾-阳(3)”4=1考虑遍历并行通道(/IDAW(；N信道)和无！S1解码器，如图1所示情景。在这个假设下，一组可实现的失真集r可利用封闭集合给定：r=(Po，从，/>2)eR〔:Rg,Dx,D2)n/?(CMG)H0(4)其中,R(G,G)=｛(&,Z?2)：乩W
8、Cx,R2WC2]o2基于晶格量化器的模拟MD-JSCC方案2考虑图1方案，零均值和方差为f的〃高斯随机符号序列为S^A(O)，斤二1,2,・・・』，必须通过两个平行噪声信道传输。假定7信息｛1几｝是独立同分布高斯随机变量序列：【几二Q+乩(5)其中山~N(()2[)和伍〜N(Ow；)。S&和Wk的相关系数可计算为Ps,w=^s/V(jrl+"；。联合信源信道MD编码器口〔将输入序列映射为两信道码字"LG,…，上1,2：阳4(6)g2：0f2.1多重描述的模拟映射『二n）un（
9、由于所提JSCC需总带宽比为0二伤+血M1,线映射可认为是子
