專利名稱：基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種通信技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng) 絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
目前絕大多數(shù)的移動(dòng)基站都采用FEC (Forward Error Correction，前向糾錯(cuò))和 ARQ(Auto Retransmission Request，自動(dòng)重傳請求)相結(jié)合的方案來為無線信道上的數(shù)據(jù) 傳輸提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證。FEC主要用來進(jìn)行比特級的錯(cuò)誤校正；不能糾正的錯(cuò)誤則 通過ARQ進(jìn)行重傳。具體到上行蜂窩視頻通信系統(tǒng)，基站在遇到不可糾正的傳輸錯(cuò)誤時(shí)，將 向移動(dòng)終端發(fā)送重傳請求ARQ，發(fā)送端則根據(jù)接收到的請求對當(dāng)前出錯(cuò)的鏈路幀單元進(jìn)行 重傳。顯然，重傳將引入額外的時(shí)延。這種不確定的時(shí)延抖動(dòng)，使得基于ARQ的重傳在實(shí)時(shí) 視頻通信中難以普遍推廣。為了保證視頻通信的實(shí)時(shí)性，基站往往采用一個(gè)最大重傳次數(shù) 門限來約束可能引入的時(shí)延。如果發(fā)送端能夠根據(jù)應(yīng)用層的反饋計(jì)算出重傳時(shí)延并針對性 地將其限制在約束的時(shí)延范圍內(nèi)，則可以進(jìn)一步提升系統(tǒng)的傳輸效率。目前大多數(shù)基站都 采用對等的重傳次數(shù)限制，即每一個(gè)鏈路幀都具有同樣的重傳次數(shù)限制“ η ”( η > 0)。因 為沒有考慮到不同視頻幀之間的不對等重要性，這種對等重傳策略往往達(dá)不到最優(yōu)的系統(tǒng) 性能。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，文獻(xiàn)H. Liu, W. J. Zhang, S. Y. Yu, and Χ.K. Yang, " Channel-aware frame dropping for cellular video streaming, " in proc. Int. Conf. Acoust. , Speech, Signal Processing Thulouse, France, May. 2006.根據(jù) 視頻幀間的重要性不同，提出了一種更為有效的不對等重傳方案。但是，這種方案需要在現(xiàn) 有的2. 5G基站上設(shè)置視頻代理或射頻鏈路層代理，這將因增加大量的設(shè)備投入成本而難 以在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前的端到端視頻通信應(yīng)用中，RPS的性能主要依賴于反饋信息的回程時(shí)延RTT。 專利號為200810033293. 8的發(fā)明專利，針對蜂窩視頻通信中信號衰減等信道誤碼原因造 成的突發(fā)丟包，提出了一種上行蜂窩視頻通信的自適應(yīng)傳輸方法及系統(tǒng)，使其能在動(dòng)態(tài)感 知無線信道誤碼狀況及有效傳輸帶寬基礎(chǔ)上，通過采用新的信道自適應(yīng)傳輸方法和系統(tǒng)， 以相對較小的系統(tǒng)復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)有效的抗誤碼性丟包效果。但專利提出的方法是基于端到端 的信道反饋來感知、估算信道的有效傳輸帶寬變化，用以控制編碼端的發(fā)送碼率使其與信 道帶寬的波動(dòng)相適應(yīng)。由于有線網(wǎng)絡(luò)(如Internet)的RTT時(shí)延往往為數(shù)百毫秒甚至更多， 此時(shí)發(fā)送端的編碼器難以根據(jù)反饋信息做出及時(shí)的響應(yīng)，從而導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量的嚴(yán)重下降。 在上行蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，基站和移動(dòng)終端之間的反饋時(shí)延，由于物理距離較短而只有數(shù)十毫秒， 遠(yuǎn)小于有線骨干網(wǎng)絡(luò)的RTT時(shí)延。這類快速的短時(shí)延的反饋可被用來提升系統(tǒng)的性能。但 是，作為代價(jià)，視頻服務(wù)器被引入到基站中以提供射頻鏈路層的實(shí)時(shí)反饋?？紤]到在現(xiàn)存基 站上進(jìn)行任何改變或投資都將帶來巨大的成本投入，這種以設(shè)置代理服務(wù)器來進(jìn)行實(shí)時(shí)反 饋的方案很難得到實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行 視頻通信QoS優(yōu)化方法，通過開發(fā)利用基站自身的ARQ功能，提出了一個(gè)無需設(shè)置視頻代理 的基于跨層反饋的視頻編碼方案，為解決此類問題提供了一種有效的方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟步驟一，在射頻鏈路層(Radio Link)設(shè)置射頻鏈路層代理，進(jìn)行射頻鏈路層到應(yīng) 用層(Application)的跨層幀丟失處理與幀丟失信息反饋。所述的幀丟失信息反饋是指判斷幀丟失處理的結(jié)果，當(dāng)一個(gè)視頻幀被預(yù)測到 可能丟失或因超時(shí)被主動(dòng)丟棄，則射頻鏈路層代理向應(yīng)用層發(fā)送一個(gè)NACK(Negative Acknowledgment)信息，以表明該幀將不能成功傳送；否則，發(fā)送ACK (Acknowledgment)信 息表明該幀將成功傳送。所述的幀丟失處理包括(1)幀丟失預(yù)測，即根據(jù)接收到的來自基站的ARQ信息， 對可能發(fā)生的幀丟失進(jìn)行預(yù)測；(2)超時(shí)幀丟棄，即主動(dòng)地丟棄超時(shí)幀。所述的幀丟失預(yù)測是指發(fā)送端的射頻鏈路層代理將對每一個(gè)射頻鏈路層幀的重 傳ARQ次數(shù)Ci進(jìn)行累計(jì)當(dāng)Ci達(dá)到η時(shí)，無論最后一次重傳是否成功，發(fā)送端都將因?yàn)橹?傳次數(shù)用盡而收不到來自基站的ARQ請求，因此發(fā)送端射頻鏈路層代理將把包含該鏈路幀 的SDU發(fā)送預(yù)測為不成功，并產(chǎn)生一個(gè)NACK信息給應(yīng)用層的編碼器；如果一個(gè)SDU在其所 有的鏈路幀在發(fā)送完后收到的累計(jì)ARQ次數(shù)Ci都小于最大重傳次數(shù)η，則認(rèn)為該SDU傳輸 成功，射頻鏈路層代理發(fā)送ACK到編碼器；當(dāng)收到射頻鏈路層代理發(fā)來的NACK信息，編碼器 將把對應(yīng)幀的狀態(tài)標(biāo)記為B，表明該幀將不能用于后續(xù)幀的預(yù)測參考。所述的超時(shí)幀丟棄是指射頻鏈路層代理實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的超時(shí)幀檢測、丟棄功能；當(dāng) 當(dāng)前幀被判斷為解碼或顯示時(shí)間超時(shí)，射頻鏈路層代理將丟棄該幀以平衡因重傳造成的網(wǎng) 絡(luò)帶寬和時(shí)延抖動(dòng)，其中解碼或顯示時(shí)間超時(shí)通過以下公式進(jìn)行判斷Tcurr + TTI + ts > Tplay(1)
_ ι MTTI = -YjTTIi
M ;=1(2)其中Tplay是表示當(dāng)前將發(fā)送幀的回放時(shí)限，@表示平均的從發(fā)送端到接收端的 傳輸時(shí)間間隔，TTIi為第i幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延，ts為一個(gè)緊縮時(shí)間變量，當(dāng)+Τ +ts 大于回放時(shí)限Tplay時(shí)，射頻鏈路層代理將判斷當(dāng)前幀超時(shí)，發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延TTI可 以在接收端進(jìn)行實(shí)際時(shí)延計(jì)算并通過下行信道反饋給編碼端，發(fā)送端的編碼器可以根據(jù)公 式⑵從接收到的端到端ACK反饋中得到平均的傳輸間隔萬 。步驟二，在接收端設(shè)置應(yīng)用層代理，進(jìn)行端到端的幀接收信息反饋。具體是指，在 接收端解碼器中設(shè)置應(yīng)用層代理，對每個(gè)視頻幀的接收情況進(jìn)行端到端的ACK反饋，發(fā)送 端基于ACK反饋信息以及傳輸間隔TTI信息進(jìn)行端到端的差錯(cuò)控制編碼。所述的端到端的ACK反饋是指當(dāng)接收端應(yīng)用層正確地接收到一個(gè)視頻幀，應(yīng)用 層代理將產(chǎn)生一個(gè)ACK信息并經(jīng)過下行信道發(fā)送至發(fā)送端，表明該幀被接收端正確接收。所述的端到端差錯(cuò)控制編碼是指發(fā)送端的應(yīng)用層代理收到一個(gè)視頻幀的ACK信息后，將通知編碼器將對應(yīng)幀的發(fā)送狀態(tài)設(shè)置為G。步驟三，基于步驟一的跨層幀丟失處理與幀丟失信息反饋和步驟二的ACK反饋信 息以及傳輸間隔TTI信息進(jìn)行自適應(yīng)編碼。具體是指編碼器在對當(dāng)前的第i幀編碼前，將 判斷是否收到第i-2幀的射頻鏈路層反饋信息，亦即要得到i-2幀的發(fā)送成功與否的反饋。 如果第i-2幀的反饋為NACK，則表明i-2幀可能發(fā)送失敗，需要將其狀態(tài)設(shè)為B，然后對i-1 幀進(jìn)行重新編碼；當(dāng)?shù)趇-2幀的反饋為ACK反饋信息，則正常編碼第i幀，同時(shí)編碼時(shí)采用 的參考幀，限定為參考隊(duì)列里狀態(tài)為G的幀。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括一是在不對移動(dòng)基站做任何改變的情況下 實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)性的蜂窩視頻編碼。在發(fā)送端和接收端實(shí)現(xiàn)的兩類反饋(i)發(fā)送端編碼器和射 頻鏈路層代理之間的跨層反饋；(ii)發(fā)送端和接收端之間的端到端反饋。這兩個(gè)反饋都是 在發(fā)送或接收終端上，基于基站已有的ARQ機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，無需對蜂窩系統(tǒng)的基站進(jìn)行任何 升級或更新。二是通過對反饋信息盡可能有效的利用，以盡可能少的編碼效率降低換來容 錯(cuò)性能的大幅提升。作為代價(jià)，編碼端需要增加額外的緩存空間(用來緩存捕獲的等待編 碼的視頻幀)和運(yùn)算復(fù)雜度(可能的前一幀重新編碼)。隨著現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展， 僅僅幾幀圖像大小的額外緩存和個(gè)別幀的重新編碼很容易實(shí)現(xiàn)，因此這些代價(jià)對大多數(shù)編 碼設(shè)備都是可以接受的?；趯?shí)施例的實(shí)驗(yàn)仿真表明，采用本專利提出的基于幀丟失預(yù)測 的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS方法，在信道出現(xiàn)誤碼時(shí)，能取得比傳統(tǒng)的未采用本方法的 方案更高的圖像重建質(zhì)量增益。


圖1實(shí)施例用于上行蜂窩視頻通信的兩級反饋架構(gòu)。
圖2為自適應(yīng)編碼示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。在本實(shí)例中，為了評估射頻鏈路層代理的幀丟失預(yù)測精度(一個(gè)視頻序列中 真實(shí)的SDU丟幀個(gè)數(shù)與預(yù)測的丟失個(gè)數(shù)之比值)，利用H. 264/AVC參考代碼JM10. 2和 3GPP/3GPP2離線仿真器，進(jìn)行了一組實(shí)施例仿真。試驗(yàn)中采用3GPP/3GPP2推薦的標(biāo)準(zhǔn)誤碼 樣本來模擬真實(shí)的3G無線信道，其詳細(xì)參數(shù)見表1。為不失一般性，選擇大多數(shù)移動(dòng)基站都 采用的重傳次數(shù)限制Π =3作為實(shí)施例的門限。表1實(shí)施例所采用信道條件
Error PatternBit-rateLengthBERRLC PDU sizeWcdma_64kb_5 0kph_2e-04.bin64kbps180 s1.7e-4320 bitsWcdma_64kb_3 kph_5e-04.bin64kbps180 s5.1e-4320 bits18681.464kbps60s9.3e-3320 bits
本實(shí)施例根據(jù)本方法的技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)施，具體包括如下具體步驟步驟一，在RL層設(shè)置代理，進(jìn)行射頻鏈路層到APP層的跨層幀丟失信息反饋。在發(fā) 送端射頻鏈路層設(shè)置了一個(gè)射頻鏈路層代理，用來完成以幀丟失處理與信息反饋功能。所 述的幀丟失處理，包括(1)幀丟失預(yù)測，即根據(jù)接收到的來自基站的ARQ信息，對可能發(fā)生 的幀丟失進(jìn)行預(yù)測；(2)超時(shí)幀丟棄，即主動(dòng)地丟棄超時(shí)幀。所述的幀丟失信息反饋，是指 根據(jù)幀丟失處理的結(jié)果，如果一個(gè)視頻幀被預(yù)測到可能丟失，或因超時(shí)被主動(dòng)丟棄，則射頻 鏈路層代理向APP層的編碼器發(fā)送一個(gè)NACK信息，以表明該幀將不能成功傳送；否則，發(fā)送 ACK信息表明該幀將成功傳送。所述的幀丟失預(yù)測，是指發(fā)送端的射頻鏈路層代理，對每一個(gè)射頻鏈路層幀的重 傳ARQ次數(shù)Ci進(jìn)行累計(jì)。當(dāng)(；達(dá)到η時(shí)，無論最后一次重傳是否成功，發(fā)送端射頻鏈路層 代理都將判斷包含該鏈路幀的SDU發(fā)送不成功，產(chǎn)生一個(gè)NACK信息給APP層的編碼器；如 果一個(gè)SDU在其所有的鏈路幀在發(fā)送完后收到的累計(jì)ARQ次數(shù)Ci都小于最大重傳次數(shù)η， 則認(rèn)為該SDU傳輸成功，射頻鏈路層代理發(fā)送ACK到編碼器。一旦收到射頻鏈路層代理發(fā) 來的NACK信息，編碼器將把對應(yīng)幀的狀態(tài)標(biāo)記為B (Bad)，表明該幀將不能用于后續(xù)幀的預(yù) 測參考。所述的超時(shí)幀丟棄，是指利用射頻鏈路層代理，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的超時(shí)幀檢測、丟棄功 能。一旦當(dāng)前幀被判斷為解碼或顯示時(shí)間超時(shí)，射頻鏈路層代理將丟棄該幀以平衡因重傳 造成的網(wǎng)絡(luò)帶寬和時(shí)延抖動(dòng)。超時(shí)幀的判斷基于公式(3)和(4)。Tcurr + TTI + ts > Tplay(3)
_ ι MTTi = -YjTTIi
M(4)在公式(3)中，Tplay是表示當(dāng)前將發(fā)送幀的回放時(shí)限，@表示平均的從發(fā)送端 到接收端的傳輸時(shí)間間隔(TTIi為第i幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延)，ts為一個(gè)緊縮時(shí)間變量。當(dāng) “Tcurr+ ττ +is，，大于回放時(shí)限Tplay時(shí)，射頻鏈路層代理將判斷當(dāng)前幀超時(shí)。發(fā)送一幀數(shù)據(jù) 的傳輸時(shí)延TTI可以在接收端進(jìn)行實(shí)際時(shí)延計(jì)算并通過下行信道反饋給編碼端。因此，發(fā) 送端的編碼器可以根據(jù)公式⑷從接收到的端到端ACK反饋中得到平均的傳輸間隔萬 。步驟二，在接收端設(shè)置應(yīng)用層代理，進(jìn)行端到端的幀接收信息反饋。具體是指，在 接收端解碼器中設(shè)置應(yīng)用層代理，對每個(gè)視頻幀的接收情況進(jìn)行端到端的ACK反饋。發(fā)送 端基于該反饋信息，進(jìn)行端到端的差錯(cuò)控制編碼。所述的端到端的ACK反饋，是指一旦接收端應(yīng)用層正確地接收到一個(gè)視頻幀，應(yīng) 用層代理將產(chǎn)生一個(gè)ACK信息，經(jīng)過下行信道發(fā)送至發(fā)送端(見圖1所示)，表明該幀被接 收端正確接收。所述的端到端差錯(cuò)控制編碼，是指發(fā)送端的應(yīng)用層代理收到一個(gè)視頻幀的ACK 信息后，將通知編碼器將對應(yīng)幀的發(fā)送狀態(tài)設(shè)置為G(Good)。這樣，那些被誤判為發(fā)送失敗 而實(shí)際成功發(fā)送的幀，其狀態(tài)將由B糾正為G，重新加入?yún)⒖缄?duì)列以阻止可能的編碼效率下 降。此外，端到端的ACK包還包括當(dāng)前接收幀的傳輸間隔TTI信息，以便使編碼器能由此進(jìn) 行超時(shí)幀的判斷和檢測。步驟三，基于步驟一和步驟二的反饋信息，進(jìn)行自適應(yīng)編碼。如圖2所示，具體是指編碼器在對當(dāng)前的第i幀編碼前，將判斷是否收到第i_2幀的射頻鏈路層反饋信息(步 驟一產(chǎn)生)，亦即要得到i_2幀的發(fā)送成功與否的反饋。如果第i_2幀的反饋為NACK，則表 明i_2幀可能發(fā)送失敗，需要將其狀態(tài)設(shè)為B，然后對i-Ι幀進(jìn)行重新編碼(此時(shí)i_2幀將 不能作為i_l幀的參考幀，目的是阻止可能的誤差傳播)。如果第i_2幀的反饋為ACK反饋 信息，則正常編碼第i幀。同時(shí)，編碼時(shí)采用的參考幀，限定為參考隊(duì)列里狀態(tài)為G的幀。實(shí)施例序列為典型的QCIF(176x144分辨率)視頻Foreman和Hall序列(編碼幀 率為10幀/秒以適應(yīng)3G網(wǎng)絡(luò)的低帶寬特點(diǎn))。實(shí)施例中將采用本方法的技術(shù)方案與如下 兩個(gè)方案進(jìn)行了比較1)傳統(tǒng)方案該方案只采用端到端的反饋，無基于幀丟失處理的RL 層到APP層的跨層反饋。這類方案是目前多數(shù)端到端視頻傳輸方案所采用。2)代理方案 既有端到端的反饋，也有發(fā)送端和基站之間無線接口部分的反饋。值得注意的是，該類方案 需要在移動(dòng)基站上設(shè)置額外的視頻代理來實(shí)現(xiàn)無線接口部分的反饋。實(shí)施例結(jié)果示于表2 和表3。表2不同信道條件下的射頻鏈路層幀丟失預(yù)測精度統(tǒng)計(jì)結(jié)果
誤碼樣本測試序列幀丟失數(shù)量預(yù)測精度實(shí)際丟失數(shù)預(yù)測丟失數(shù)wcdma 64kb 5Foreman151694%0kph_2e-04.binHall141593%wcdma 64kb 3Foreman465092%kph_5e-04.binHall465092%18681.4Foreman546090%Hall495589% 表3不同方案的整體編碼效率比較
丟包率測試序列其他方法的PSNR-Y基于本方法的方案傳統(tǒng)方案代理方案的 PSNR-Y2%Foreman35.936.336.4Hall41.041.241.35%Foreman34.835.836.0Hall40.040.941.010%Foreman32.934.834.9Hall38.840.240.3 從表2可以看到，該方案對射頻鏈路層幀丟失的預(yù)測準(zhǔn)確率在絕大多數(shù)情況下都 在90%以上。因此，本文所采用的幀丟失預(yù)測方案是比較準(zhǔn)確的。同時(shí)，整體編碼效率上， 由表3的三種方案平均亮度信號峰值信躁比(PSNR-Y)比較可以看出，在信道出現(xiàn)丟包誤 碼時(shí)，采用本方法的方案比傳統(tǒng)方案和代理方案，均能取得更高的PSNR增益。在丟包率為 10%時(shí)，這種PSNR增益的提升可達(dá)到2dB。盡管采用本方法的方案和代理方案相比圖像重 建質(zhì)量增益相近，但考慮到后者需要在移動(dòng)基站上增設(shè)視頻代理，而前者將這個(gè)代理轉(zhuǎn)移 到了發(fā)送端(移動(dòng)終端)從而避免了對基站的額外投入，故采用本方法的方案將更具有實(shí) 際應(yīng)用價(jià)值。
權(quán)利要求
一種基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，在射頻鏈路層設(shè)置射頻鏈路層代理，進(jìn)行射頻鏈路層到應(yīng)用層的跨層幀丟失處理與幀丟失信息反饋；步驟二，在接收端設(shè)置應(yīng)用層代理，進(jìn)行端到端的幀接收信息反饋；步驟三，基于步驟一的跨層幀丟失處理與幀丟失信息反饋和步驟二的ACK反饋信息以及傳輸間隔TTI信息進(jìn)行自適應(yīng)編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其 特征是，所述的幀丟失信息反饋是指判斷幀丟失處理的結(jié)果，當(dāng)一個(gè)視頻幀被預(yù)測到可能 丟失或因超時(shí)被主動(dòng)丟棄，則射頻鏈路層代理向應(yīng)用層發(fā)送一個(gè)NACK信息，以表明該幀將 不能成功傳送；否則，發(fā)送ACK信息表明該幀將成功傳送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其 特征是，所述的幀丟失處理包括幀丟失預(yù)測，即根據(jù)接收到的來自基站的ARQ信息，對可 能發(fā)生的幀丟失進(jìn)行預(yù)測；超時(shí)幀丟棄，即主動(dòng)地丟棄超時(shí)幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其 特征是，所述的幀丟失預(yù)測是指發(fā)送端的射頻鏈路層代理將對每一個(gè)射頻鏈路層幀的重 傳ARQ次數(shù)Ci進(jìn)行累計(jì)當(dāng)Ci達(dá)到η時(shí)，無論最后一次重傳是否成功，發(fā)送端都將因?yàn)橹?傳次數(shù)用盡而收不到來自基站的ARQ請求，因此發(fā)送端射頻鏈路層代理將把包含該鏈路幀 的SDU發(fā)送預(yù)測為不成功，并產(chǎn)生一個(gè)NACK信息給應(yīng)用層的編碼器；如果一個(gè)SDU在其所 有的鏈路幀在發(fā)送完后收到的累計(jì)ARQ次數(shù)Ci都小于最大重傳次數(shù)η，則認(rèn)為該SDU傳輸 成功，射頻鏈路層代理發(fā)送ACK到編碼器；當(dāng)收到射頻鏈路層代理發(fā)來的NACK信息，編碼器 將把對應(yīng)幀的狀態(tài)標(biāo)記為B，表明該幀將不能用于后續(xù)幀的預(yù)測參考。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其 特征是，所述的超時(shí)幀丟棄是指射頻鏈路層代理實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的超時(shí)幀檢測、丟棄功能；當(dāng)當(dāng) 前幀被判斷為解碼或顯示時(shí)間超時(shí)，射頻鏈路層代理將丟棄該幀以平衡因重傳造成的網(wǎng)絡(luò) 帶寬和時(shí)延抖動(dòng)，其中解碼或顯示時(shí)間超時(shí)通過以下公式進(jìn)行判斷_ 1 MTcurr +TTi+ts >Tplay’ m = M§m' ’其中=Tplay是表示當(dāng)前將發(fā)送幀的回放時(shí)限，萬7表示平均的從發(fā)送端到接收端的傳 輸時(shí)間間隔，TTIi為第i幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延，ts為一個(gè)緊縮時(shí)間變量，當(dāng)Tciirr + τη + ts大 于回放時(shí)限Tplay時(shí)，射頻鏈路層代理將判斷當(dāng)前幀超時(shí)，發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延TTI可以 在接收端進(jìn)行實(shí)際時(shí)延計(jì)算并通過下行信道反饋給編碼端，發(fā)送端的編碼器從接收到的端 到端ACK反饋中得到平均的傳輸間隔ΨΠ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信Q0S優(yōu)化方法， 其特征是，所述的步驟二具體是指在接收端設(shè)置應(yīng)用層代理，進(jìn)行端到端的幀接收信息反 饋。具體是指，在接收端解碼器中設(shè)置應(yīng)用層代理，對每個(gè)視頻幀的接收情況進(jìn)行端到端的 ACK反饋，發(fā)送端基于ACK反饋信息以及傳輸間隔TTI信息進(jìn)行端到端的差錯(cuò)控制編碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其特征是，所述的端到端的ACK反饋是指當(dāng)接收端應(yīng)用層正確地接收到一個(gè)視頻幀，應(yīng)用層 代理將產(chǎn)生一個(gè)ACK信息并經(jīng)過下行信道發(fā)送至發(fā)送端，表明該幀被接收端正確接收。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其 特征是，所述的端到端差錯(cuò)控制編碼是指發(fā)送端的應(yīng)用層代理收到一個(gè)視頻幀的ACK信 息后，將通知編碼器將對應(yīng)幀的發(fā)送狀態(tài)設(shè)置為G。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，其 特征是，所述的步驟三具體是指編碼器在對當(dāng)前的第i幀編碼前，將判斷是否收到第i_2 幀的射頻鏈路層反饋信息，亦即要得到i_2幀的發(fā)送成功與否的反饋。如果第i_2幀的反 饋為NACK，則表明i_2幀可能發(fā)送失敗，需要將其狀態(tài)設(shè)為B，然后對i-Ι幀進(jìn)行重新編碼； 當(dāng)?shù)趇_2幀的反饋為ACK反饋信息，則正常編碼第i幀，同時(shí)編碼時(shí)采用的參考幀，限定為 參考隊(duì)列里狀態(tài)為G的幀。
全文摘要
一種通信技術(shù)領(lǐng)域的基于幀丟失預(yù)測的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行視頻通信QoS優(yōu)化方法，基于基站鏈路層自身的ARQ功能，通過在發(fā)送端鏈路層設(shè)計(jì)鏈路層代理，實(shí)現(xiàn)基于ARQ重傳次數(shù)統(tǒng)計(jì)的幀丟失預(yù)測以及超時(shí)幀丟失，并將鏈路層的幀丟失信息反饋到應(yīng)用層的編碼器；同時(shí)，通過在接收端的應(yīng)用層設(shè)計(jì)應(yīng)用層代理，統(tǒng)計(jì)每一幀的接收情況，并將正確接收的信息，端到端的反饋到發(fā)送端的編碼器；發(fā)送端的編碼器，根據(jù)接收到的跨層反饋和端到端反饋，對每一個(gè)編碼過的圖像幀的傳送狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，正確傳送的標(biāo)記為G，并把編碼時(shí)的參考幀限定在標(biāo)記為G的幀內(nèi)進(jìn)行，以提升視頻重建時(shí)對誤碼的魯棒性。
文檔編號H04L1/18GK101969372SQ20101052373
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者張重陽, 馬玲 申請人:上海交通大學(xué)