1、隨著第三代、第四代蜂窩移動通信技術的迅速發(fā)展，基于蜂窩網(wǎng)絡的移動視頻業(yè)務正方興未艾，吸引越來越多的注意力。但是，蜂窩網(wǎng)絡的低帶寬、高抖動、高誤碼等特點，以及基于時域參考的預測編碼機制，都導致了視頻信息在蜂窩網(wǎng)絡上實時傳輸時面臨包丟失造成的質量受損等挑戰(zhàn)。雖然現(xiàn)有的視頻編碼標準都提供了編碼與傳輸?shù)娜蒎e技術，但這些技術能否適用于蜂窩視頻，需要進行驗證或有針對性地改進。本文主要針對蜂窩網(wǎng)絡上視頻編碼與傳輸中的容錯技術進行了多方面的研究，這些研

2、究工作對于蜂窩視頻的實際應用具有重要意義。本文中，蜂窩視頻定義為基于蜂窩移動網(wǎng)絡的無線視頻通信。具體地說，本文的研究工作可以概括如下： 首先介紹了蜂窩視頻編碼與傳輸所涉及的相關基礎技術：視頻編碼的基本原理及視頻編碼國際標準的發(fā)展歷程、無線視頻編碼與傳輸中的容錯技術現(xiàn)狀及各自特點。對蜂窩視頻的應用場景及相關協(xié)議、面臨的主要挑戰(zhàn)和目前的研究方向，也作了相應的闡述。 跨層設計打破了網(wǎng)絡協(xié)議層次間的約束，通過對各層參數(shù)的提取分析

3、和信息共享，實現(xiàn)了資源的最優(yōu)化配置并達到全局性能最優(yōu)。論文對基于跨層技術的蜂窩視頻容錯編碼技術進行了研究，并提出了兩個分別適用于下行和上行蜂窩網(wǎng)絡的容錯視頻編碼方案。針對移動基站能夠提供視頻軟件代理的情況，提出了基于跨層丟幀的容錯性視頻編碼方案：在鏈路層不對等重傳的基礎上，通過設計鏈路層和應用層(編碼器)跨層反饋，實現(xiàn)編碼器動態(tài)的參考幀選擇和刷新，將無線信道突發(fā)的連續(xù)性丟幀錯誤擴散為主動的分散性丟幀，以達到更為有效的視頻編碼傳輸和更高質

4、量的接收端重建視頻?？紤]到在目前的2.5G移動基站上設置視頻代理需要巨大的改造和安裝成本，提出了一種無需在基站上設置軟件代理的蜂窩視頻容錯編碼方案。該方案面向上行蜂窩網(wǎng)絡的視頻傳輸，在不對現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡移動基站軟硬件進行改動或升級投資的條件下，通過基于預測的鏈路層丟幀感知和鏈路層到應用層的跨層反饋，來實現(xiàn)編碼器對信道波動的自適應策略調整，從而達到增強的容錯性能。仿真實驗的結果表明：所提的基于跨層反饋的容錯編碼方案均優(yōu)于未考慮跨層技術的編碼

5、方案。 在基于蜂窩網(wǎng)絡的移動流媒體等存儲視頻業(yè)務中，不對等錯誤保護是對信道等帶寬資源進行優(yōu)化分配的一種有效措施。而不對等保護的關鍵，是準確而快速地進行不同視頻內(nèi)容單元(宏塊、片/片組或幀)的重要性判別。在對已有的傳輸失真(其大小用來判斷內(nèi)容單元的重要性)估算方案研究分析的基礎上，對蜂窩網(wǎng)絡上視頻成幀丟失造成的圖像組級(GOP-level)傳輸失真的估算進行了建模。首先，在分析傳輸誤差的傳播鏈路和GOP級傳輸失真計算的基礎上，利用

6、存儲視頻流中預先計算得到的運動矢量等信息，設計了一種GOP級傳輸失真的遞推計算算法。在此基礎上，通過對成幀丟失GOP內(nèi)失真?zhèn)鞑デ€的統(tǒng)計分析，提出了基于線性分段擬合的GOP級傳輸失真快速估計模型?；谏鲜鏊惴ê湍Ｐ停l(fā)送端可以準確快速地估算出每幀圖像的GOP級傳輸失真，為圖像幀不對等重要性的準確判決提供依據(jù)。通過對不同場景下多個典型視頻測試序列的仿真，結果證實了本文所提算法和模型的準確性和魯棒性。 靈活宏塊排序(FMO)是H.2

7、64/AVC標準提出的一種用來增強錯誤掩蓋性能的視頻片劃分技術。但FMO存在分片之間重要性無法辨別的缺點，導致其難以和UEP技術進行聯(lián)合應用。論文提出了一個新的用于不對等保護的視頻片組(Slicegroup)劃分方案。通過對基于RS碼的FEC信道編碼后視頻包丟失概率的推導分析發(fā)現(xiàn)，在片組劃分的宏塊分配比例和保護能力之間存在一個折衷。而找到這個最優(yōu)的折衷，即最優(yōu)的片組間宏塊分配比例，就會在給定信道資源條件下得到最小的期望傳輸總失真?；诖?/p>

8、，提出了一個用于不對等保護的失真最小的片組劃分方案。實驗仿真結果表明，基于失真最小的視頻分割方案在R_D性能上要優(yōu)于現(xiàn)有的片組間宏塊平均分配的劃分方案。 論文最后介紹了自主設計的基于CDMA2000－1X的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其容錯措施。在設計實現(xiàn)了基于DSP和CPU的嵌入式實現(xiàn)平臺基礎上，提出了提出一套適于蜂窩網(wǎng)絡的、信道自適應的容錯方案，有效地降低因發(fā)送碼率與信道有效帶寬不匹配造成的擁塞丟包概率。同時，改進的AIMD控制算法也