基于M-QAM和UEP的无线可伸缩视频联合优化传输

3．1 数据包传输信道优化选择

由于各子信道具有不同的误码率，在满足各子信道传输速率的前提下，故需要根据数据包的重要性选择最优的传输信道，重要性较高的数据包应优先选择误码率较低的信道进行传输；各子信道编号为0，1，…，误码率依次升高；假设视频第i帧第j层经信道编码后第k(1≤k≤ti(j)/L)个数据包选择的传输信道为由于可伸缩码流的从基本层到增强层，各层重要性依次降低，显然数据包传输信道选择满足以下2个约束：



3．2 可伸缩视频层数和信道编码效率联合优化选择

假设第m条信道上的采用效率为η的信道编码后，数据包的正确解码概率为pm(η)，于是视频第i帧第j层的正确接收概率为

在满足信道传输速率的约束下，需要优化选择可伸缩视频编码的传输层数li和各层的信道编码效率；在一定的可伸缩视频的传输层数和信道编码效率选择条件下，根据上述的数据包传输信道选择，端到端的视频第i帧失真的期望为

可伸缩视频层数和信道编码效率联合优化选择可表示为以下约束优化问题：

约束条件为式(4)和(5)。上述约束问题可以采用动态规划进行求解。

4 实验结果

实验采用16-QAM调制，总的信道速率为1．4Mb／s。测试采用QCIF(quarter common intermediaformat)的Stefan序列，视频编码帧率为30帧／s，采用JSVM-1可伸缩视频编码器，编码层数为1个基本层和4个增强层。速率兼容的惩罚卷积码(rate compafible punctured convolutional code．RCPC)的速率集合{5／6，2／3，4／7}。信源数据包长度为72B。从图3可以看出，与不区分M-QAM子信道差异和等重保护的机制相比，本传输方案在信道信噪比为7～10 dB时能够取得平均0．5～2 dB的解码增益。从图4可以看出，当信道信噪比降低的时候，本方案考虑了信道的差异因而增益明显。

5 结 论

本文根据M-QAM子信道不同划分方法具有不同的错误特性，给出了对可伸缩视频具有不等重要性的编码层在不同的子信道分配以及不同的信道编码保护的无线视频传输机制。同时给出了优化选择可伸缩视频编码的传输层数，各层的前向纠错保护级别的率失真算法，优先分配重要性高的编码层到高优先级的子信道，最小化端到端的视频平均失真。实验给出在加性高斯白噪声信道下的仿真结果，与等重保护的不考虑M-QAM子信道差异和等重保护的机制相比，本传输方案能够取得平均1．5～2dB的解码增益。本方案是一种固定子信道传输速率方案，根据信源编码层不同层的速率比例，采用更复杂的星座信号点分区方法来联合优化非等重保护传输问题，这是下一步的研究方向。