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第一部分 多媒体系统3

第1章 无线多媒体传感器网络所面临的挑战和难题3

1.1 引言3

1.2 无线多媒体传感器网络的各种应用4

1.3 无线多媒体传感器网络的特点及设计5

1.4 网络架构6

1.4.1 参考架构6

1.4.2 单层与多层传感器部署架构7

1.4.3 覆盖范围8

1.4.4 多媒体传感器的内部组成8

1.5 应用层9

1.5.1 业务分类9

1.5.2 多媒体编码技术10

1.5.3 系统软件和中间件12

1.5.4 协同网内处理13

1.5.5 尚待解决的问题13

1.6 协议14

1.6.1 传输层协议14

1.6.2 网络层16

1.6.3 MAC层17

1.6.4 跨层协议21

1.7 物理层22

1.7.1 超宽带通信22

1.8 结论24

参考文献24

第2章 HSDPA承载多媒体业务的性能分析29

2.1 引言29

2.2 场景和模型描述30

2.2.1 多小区传播模型31

2.2.2 系统和用户特征33

2.3 调度33

2.3.1 轮询调度34

2.3.2 最大C/I调度34

2.3.3 正比公平调度34

2.3.4 TTL调度算法35

2.4 默认场景分析35

2.4.1 小区选择的验证36

2.4.2 混合业务场景37

2.5 移动性：切换参数的优化38

2.5.1 切换门限39

2.5.2 切换时延40

2.5.3 丢弃包定时42

26 不同调度算法的性能43

2.6.1 调度器的特性43

2.6.2 优先级调度48

2.6.3 不同调度算法的对比50

2.6.4 系统资源消耗51

27 结论52

28 开放性问题54

参考文献54

第3章 交互式移动电视技术的研究56

3.1 介绍56

3.2 交互式移动电视系统的特点和需求57

3.3 移动电视应用场景58

3.3.1 广播多播流58

3.3.2 广播多播下载和播放59

3.3.3 用户交互的广播多播流59

3.4 系统设计的原理和挑战59

3.4.1 支持的多媒体类型和数据速率59

3.4.2 进入频道时延59

3.4.3 可靠的多媒体传输60

3.4.4 漫游和切换60

3.5 移动电视标准60

3.5.1 3GPPMBMS60

3.5.2 3GPP2BCMCS62

3.5.3 DVB-H系统的IP数据广播62

3.5.4 其他标准64

3.5.5 OMABCAST65

3.6 媒体传输框架66

3.6.1 用户服务回应66

3.6.2 文件下载协议66

3.6.3 流协议67

3.6.4 用户交互协议67

3.6.5 文件下载会话的可靠性68

3.6.6 流会话的可靠性69

3.6.7 体验质量的框架70

3.6.8 频道切换70

3.7 多媒体编码和格式71

3.7.1 多媒体编码71

3.7.2 动态和交互式多媒体场景72

3.7.3 容器文件格式72

3.8 安全72

3.9 结论和尚待解决的问题73

参考文献74

第4章 无线网络中的多方音频会议76

4.1 介绍76

4.2 交互式音频会议系统的理想特性77

4.3 无线网络中交互式音频会议所受的限制79

4.3.1 交互性79

4.3.2 个性化混合79

4.3.3 信令80

4.3.4 可扩展性：参与者分散在各地80

4.3.5 支持多播80

4.3.6 减少业务量81

4.3.7 基于包时延、丢包率和时延抖动的会议质量81

4.4 多音频流管理技术81

4.5 混合架构现状82

4.5.1 中心混合架构82

4.5.2 终端混合架构83

4.5.3 分层混合84

4.5.4 分布式局部混合85

4.5.5 分布式混合系统86

4.6 提出的新架构87

4.6.1 设计要求87

4.6.2 概述87

4.6.3 流选择88

4.6.4 语音大小指数90

4.6.5 使用语音大小指数的选择算法91

4.6.6 实体的自组织性能92

4.6.7 降低带宽消耗92

4.7 尚待解决的问题93

4.8 结论94

参考文献94

第二部分 自组织网络及传感网络中的多媒体101

第5章 无线AdHoc网络的视频通信路由101

5.1 引言101

5.2 问题公式化102

5.2.1 应用层性能测量103

5.2.2 视频比特速率和成功概率104

5.2.3 最优两径路由问题106

5.3 元启发式方法107

5.3.1 基于遗传算法的解决过程107

5.3.2 性能比较110

5.4 基于分支限界的方法112

5.4.1 分支限界法框架113

5.4.2 问题重构113

5.4.3 问题线性化115

5.4.4 一种启发式算法116

5.4.5 一种ε-最优算法117

5.4.6 数据结果119

5.5 分布式实现的考虑121

5.6 结论122

参考文献122

第6章 无线AdHoc网络多路径单播和多播视频通信125

6.1 引言125

6.1.1 单播125

6.1.2 多播126

6.2 相关的工作126

6.2.1 单播126

6.2.2 多播127

6.3 单播流的多径选择128

6.3.1 设想的网络模型128

6.3.2 最优多径选择问题128

6.3.3 节点不相交两条路径的并发丢包率129

6.3.4 一条链路的PDP计算130

6.3.5 最优多路径选择的一个启发式解决方案131

6.3.6 仿真结果132

6.4 测试台的操作和评估133

6.4.1 软件架构133

6.4.2 简单的速率控制方案134

6.4.3 测试台的建立134

6.4.4 802.11a无线AdHoc网络结果：静态节点134

6.4.5 IEEE802.11a无线AdHoc网络结果：移动的节点137

6.5 无线AdHoc网络中的复合树多播视频通信138

6.5.1 树的连通性和相似性138

6.5.2 多树组播包转发139

6.6 串行多个互不相交树的组播路由协议140

6.7 并行多个几乎不相交树的多播路由协议141

6.7.1 并行MNTMR的总结141

6.7.2 条件和规则142

6.7.3 两棵几乎不相交树的详细构建142

6.7.4 讨论143

6.7.5 仿真结果143

6.8 结论146

6.9 附录147

6.9.1 说明1的证明147

6.9.2 说明2的证明147

参考文献148

第7章 基于无线传感器网络的视频传输151

7.1 介绍151

7.2 背景知识153

7.2.1 WLAN中的视频传输153

7.2.2 WSN中时间受限业务的QoS保证153

7.2.3 WSN中的视频传输154

7.3 WSN中基于多径的实时视频通信155

7.3.1 视频传感器网络的架构155

7.3.2 基于多径的视频传输策略156

7.4 仿真方法论159

7.4.1 仿真模型159

7.4.2 性能参数160

7.5 性能评估161

7.6 结论165

参考文献165

第三部分 无线局域网中的多媒体171

第8章 IEEE802.11标准对于多媒体服务质量的保证171

8.1 介绍171

8.2 无线局域网的多媒体传输：背景知识172

8.2.1 要求和挑战172

8.2.2 IEEE802.11协议172

8.2.3 原有IEEE802.11对于QoS支持的不足之处174

8.3 IEEE802.11e对QoS能力的增强175

8.3.1 HCCA：参数化QoS协议176

8.3.2 调度算法：参考设计176

8.3.3 EDCA：区分优先级的QoS协议177

8.3.4 接入控制178

8.3.5 EDCA：性能评估179

8.4 IEEE802.11n的QoS特征183

8.4.1 IEEE802.11n概述183

8.4.2 MAC层的有效改进183

8.4.3 反向协议186

8.5 IEEE802.11sMesh网络的QoS机制187

8.5.1 IEEE802.11s概述187

8.5.2 Mesh决定接入187

8.5.3 Mesh公用控制信道协议188

8.5.4 CCCMAC：性能评估189

8.6 挑战和展望192

参考文献192

第9章 LAN中基于伙伴协助的视频流传输196

9.1 介绍196

9.2 使用伙伴协助传输机制的起因197

9.2.1 IEEE802.11WLAN中流媒体传输面临的挑战197

9.2.2 基于保护的解决方案197

9.2.3 研究节点资源提高流传输质量198

9.3 伙伴协助视频传输199

9.3.1 内容发现200

9.3.2 节点移动性追踪201

9.3.3 伙伴选择202

9.3.4 数据选择：速率失真优化203

9.4 使用缓存提高流传输质量204

9.4.1 基于资源的缓存算法204

9.4.2 基于流行程度的缓存算法205

9.4.3 前缀缓存算法205

9.4.4 可选部分缓存算法205

9.4.5 最小化失真智能缓存算法205

9.5 能量有效性和节能策略206

9.5.1 节能策略206

9.5.2 针对能耗的伙伴选择208

9.6 尚待解决的问题209

9.6.1 变化的无线信道质量209

9.6.2 具有不同服务质量需求的业务209

9.6.3 节点合作的激励机制210

9.6.4 安全问题210

9.7 小结210

参考文献211

第10章 宽带无线局域网上的多媒体服务213

10.1 简介213

10.1.1 技术和应用趋势213

10.1.2 无线局域网214

10.1.3 多媒体应用的需求和标准215

10.2 研究难点216

10.2.1 链路容量和自适应216

10.2.2 MAC层QoS机制217

10.2.3 端到端QoS方案217

10.2.4 跨层设计和自适应217

10.2.5 移动性支持218

10.3 IEEE802.11对QoS的支持218

10.3.1 物理层增强技术218

10.3.2 WLAN中的QoS机制219

10.3.3 WLAN的QoS算法219

10.4 端到端QoS支持221

10.4.1 综合服务和区分服务因特网QoS体系结构222

10.4.2 基于区分服务的端到端QoS支持222

10.4.3 基于综合服务的端到端QoS支持222

10.5 跨层优化和自适应223

10.5.1 跨层优化的解决方案223

10.5.2 自适应体系结构223

10.6 范例学习：WLAN中由媒体发起的应用224

10.6.1 图像传输224

10.6.2 VoIP225

10.6.3 视频流225

10.7 无缝多媒体QoS支持226

10.7.1 WLAN漫游226

10.7.2 与蜂窝网络的互操作227

10.8 开放课题228

10.9 结论228

参考文献229

第11章 改善WLAN中视频流用户体验到的QoS232

11.1 简介232

11.2 无线局域网233

11.2.1 概述233

11.2.2 IEEE802.11家族233

11.2.3 IEEE802.11e：MAC层的QoS增强236

11.3 自适应多媒体流系统和解决方案238

11.3.1 多媒体流：概述238

11.3.2 自适应多媒体流传输：原理239

11.3.3 自适应多媒体流传输：解决方案239

11.3.4 自适应多媒体流传输：讨论241

11.4 多媒体流传输中用户感受到的质量243

11.4.1 影响多媒体流传输的与QoS相关的因素243

11.4.2 客观视频质量度量245

11.5 最优化自适应基于轨道的由质量发起的调整方案246

11.5.1 自适应视频流传输中的用户感受246

11.5.2 由质量发起的自适应方案的原理247

11.5.3 最优自适应轨道原理248

11.6 由质量发起的多媒体流传输评估254

11.6.1 仿真设置254

11.6.2 多媒体片段255

11.6.3 仿真模型255

11.6.4 测试场景255

11.6.5 测试结果256

11.7 结论258

参考文献259

第四部分 服务质量及相关技术265

第12章 无线因特网中具有端到端QoS保证的视频分发265

12.1 引言265

12.2 以网络为中心的端到端跨层QoS保障267

12.2.1 无线因特网的QoS保障268

12.2.2 无线因特网中视频业务的跨层QoS保障269

12.3 以终端为中心的端到端跨层QoS保障271

12.3.1 网络自适应拥塞控制271

12.3.2 自适应差错控制273

12.3.3 功率与差错联合控制274

12.3.4 基于率失真的比特分配275

12.4 结论与进一步的讨论275

参考文献276

第13章 无线多媒体服务切换管理：中间方式282

13.1 引言282

13.2 移动多媒体切换管理：挑战、需求及设计策略283

13.2.1 针对切换管理的全面上下文感知284

13.2.2 切换管理需求287

13.2.3 对于服务连续性的切换管理：设计策略288

13.3 当前切换管理解决方案的综述290

13.3.1 数据链路/网络/传输层291

13.3.2 应用层292

13.3.3 讨论296

13.4 切换管理：下一步298

13.4.1 当前工业界的进展298

13.4.2 开放性研究问题299

13.5 结论301

参考文献301

第14章 宽带无线多媒体网络中的包调度306

14.1 引言306

14.2 无线调度模型306

14.2.1 网络模型306

14.2.2 信道模型307

14.2.3 业务模型308

14.3 无线调度中的主要问题309

14.3.1 挑战309

14.3.2 目标310

14.4 现有的调度算法311

14.4.1 有线网络311

14.4.2 Gilbert-Elliot信道模型下的算法313

14.4.3 多状态信道模型下的算法.314

14.4.4 现有算法的总结315

14.5 基于学习的包调度316

14.5.1 半马尔可夫决策过程公式化316

14.5.2 代价函数的构造318

14.5.3 神经元动态规划解319

14.5.4 性能评估321

14.6 未来方向323

14.6.1 系统信息的不精确性323

14.6.2 与接入控制和拥塞控制的结合323

14.6.3 与标准的兼容性324

参考文献324

第15章 正交频分复用无线通信系统中的峰均功率比问题326

15.1 引言326

15.2 OFDM信号特性327

15.3 OFDM信号的PAPR328

15.4 OFDM系统中的PAPR分布328

15.5 OFDM系统中的PAPR降低技术331

15.5.1 限幅与滤波331

15.5.2 编码方案332

15.5.3 PTS与SLM333

15.5.4 非线性压缩扩展变换335

15.5.5 TR与TI方法337

15.6 OFDM系统中的PAPR降低准则338

15.7 WiMAX及MIMO-OFDM系统中的PAPR降低技术339

15.7.1 WiMAX系统中的PAPR降低技术339

15.7.2 MIMO-OFDM系统中的PAPR降低技术340

15.8 结论341

参考文献341