基于raptor码的视频多播跨层优化算法

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1、学校代码10459学号或申请号201312172025密级硕士学位论文基于Raptor码的视频多播跨层优化算法作者姓名：王超导师姓名：钱晓捷副教授学科门类：工学专业名称：计算机系统结构培养院系：信息工程学院完成时间：2016年5月AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterCrosslayeroptimizationalgorithmbasedonRaptorcodeforvideomulticastByChaoWangSupervisor:Prof.XiaojieQianC

2、omputerSystemsArchitectureSchoolofInformationEngineeringMay,2016学位论文原创性声明，独立进行研究，本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集，巧体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研巧作出重要贡献的个人和集体己在文中明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。＇＇＞日：学位论文作者：言日期／知厂月ｙ学位论文使用授权声明。本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学根

3、据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向團家有关部口；本或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅人授权郑州大学，可Ｗ采用影印、缩印ｉ论文的全部或部分编入有关数据库进行检索．可：ｕ将本学位、或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表使用学位论文一’。或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第署名单位仍然为巧州大学保密论文在解密后应遭守此规定。＇■日期：月Ｙ日学位论文作者：（／摘要摘要现在第四代移动通信已趋于成熟，人们更加关注移动宽带网络传输的服务质量（QoS），尤其在多输入多输出（Mu

4、ltiple-Input-Multiple-Output，MIMO）系统下的视频多播方面。随着第五代移动通信技术（5G）时代的来临，该系统下带宽利用率、吞吐量、传输丢包率等关键指标都有待进一步提高。首先研究视频网络传输的外部环境（即MIMO-OFDM系统），结合H.264视频压缩标准，将多播技术应用于该系统。然后，为了提高该系统效率，对适合跨层模型的多播策略——非线性整数规划和贪婪搜索方法进行仿真。通过对仿真结果进行分析，表明该系统在无线环境下能够不增加系统资源同时提高系统传输容量，起到了改进视频编码模型的作用。为了体现跨层优化算法对视频服务质量的提升，探

5、讨了丢包率、带宽利用率、吞吐量关键客观指标和图像对比的主观指标。为了提高跨层优化的视频服务质量，采用在链路传输中使用到的两种链路效率机制，解决在低速链路和高速链路中带宽资源的高效利用问题；结合WiMAX系统的QoS机制，运用三种资源调度算法，保证了在不同的业务种类和搭配条件下均可实现优质的服务质量。基于上述研究成果，结合Raptor码的特点和优势，增加自适应调制模式和混合自请求技术，搭建基于Raptor码的跨层模型。在此基础上，又通过选择MCS模式和Raptor码率的最佳组合，提出基于Raptor码的视频多播跨层优化算法，达到视频多播移动网络的跨层优化目的

6、。在MATLAB仿真环境下模拟仿真4×4MIMO系统下的视频多播跨层优化算法，设置跨层系统仿真器的MACSDU大小为815Bytes、MACPDU最大值为200Bytes、ARQ块大小为32Bytes，Raptor符号长度T=32Bytes、资源块大小K=1820。通过结果分析，得出：在移动站相对速度为1km/h的情况下，Raptor优化系统比其他纠错码在下行链路的吞吐量至少增加28%;Raptor码在节约信道资源方面至少减少18%;Raptor优化系统在SNR小于13dB时，PSNR的值比其他两种优化系统较高，最大性能增益可达4dB以上，但随着SNR的增

7、加，PSNR的值趋于一致。关键词：多输入多输出；视频多播；服务质量；Raptor码；跨层优化算法IAbstractAbstractNowthefourthgenerationmobilecommunicationhasmatured,peoplepaymoreattentiontothequalityofmobilebroadbandtransmissionnetworkservice(QoS),especiallyinthemulti-inputmulti-outputvideomulticastaspects(Multiple-Input-Multip

8、le-Output,MIMO)systemunderwiththe