无线视频传输系统原理与设计

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1、无线视频传输系统原理与设计随着移动通信业务与技术水平的不断提高，无线通信应用越来越广泛。除了基本的语音服务之外，无线X络逐渐拓展到高速数据、多媒体、数据图像业务等领域。在全新移动多媒体环境下，给无线传输系统的设计提出了全新要求。　　关键词无线视频传输；视频图像；压缩编码；Qos　　TN92A1674-6708（2012）58-0177-02　　1无线视频传输系统的原理与特征　　与传统的有线X络相比，无线传输环境的信道环境较为恶劣，再加上X络时代的时变性、Qos保障的复杂性等特点，给无线视频传输服务提

2、出了更多挑战，尤其体现了视频图像编码、传输技术、压缩技术等应用特点。　　1.1信道资源有限　　虽然视频数据经过了压缩编码处理，但是仍然需要较多的传输频带，例如，电视质量编码、传输容量等。但是鉴于恶劣的无线信道环境，而带宽资源比较匮乏，因此给数据传输带来更高要求。虽然目前蓝牙技术日益发展与完善，但是以蓝牙2.0协议来看，最多只能支持3M左右的传输速率。　　1.2实时性要求较高　　以传统的通信数据来看，视频通讯的实时性、完整性要求较高。但是在多媒体应用中，点到点延迟一般在150ms范围内。在这一过程中，

3、除了实现数据和发送端、接收端的压缩和解压缩功能之外，还应包含延迟传输。　　1.3Qos质量保障　　与传统的移动通信系统相比，普遍存在误码率高现象。在无线通信的传输过程中，带来Qos质量影响的因素较多，包括用户数量变化、环境变化、天气变化等。为了实现宽带的压缩，应该在发送端，压缩视频信息。同时认识到，压缩之后的数据相比压缩之前的数据，对传输误差更敏感，而极少的误差也可能造成重建视频质量的大幅下降，对Qos产生直接影响。因此，在无线通信系统中，实行视频发展，具有一定难度，这就要求传输系统与视频编解码必须

4、解决高误码比、包丢失等问题，以此确保Qos质量。　　2无线视频传输系统的设计　　鉴于视频传输数据的特殊性，无线视频传输系统中，对实时性的要求较高。以下将对视频编码协议中的实时性问题进行具体分析与阐述。在小波编码算法中，存在较多优点，但是算法较为复杂，目前与实时性的要求甚远。基于协议编码计算的基本环节，对提高无线视频传输系统的实时性具有重要意义。　　2.1运动模式的估计　　通过对编码的预测，可有效减少时间域的冗余信息。运动模式的估计，是预测编码的关键环节。在参考帧中，寻找与目前帧图像块基本类似的图像块

5、，也就是最佳匹配块。一般估计结果由运动量来体现。研究运动模式的估算方法，主要就是研究相匹配的搜索算法。经分析研究表明，在原始的运动估算法中，编码器消耗了大约70%的编码器执行时间。因此，为了加快编码器的执行速度，必须加快估计算法的研究，可实现全局结果，但是由于运算量比较大，在实际应用中存在一定弊端。通过减少搜索时间与空间的方式，采取快速估计算法，加快搜索过程。在实际应用中，快速搜索的典型算法主要有：二维对数法、三步搜索法、交叉搜索法以及共轭方向搜索法。　　2.2算法结构的并存　　在并行的处理结构体系

6、中，一般利于系统处理能力的提高，再加上视频编码的计算方法处理潜力较强。因此，加强对并行运算方法的编码计算研究，可确保编码算法的顺利实现。例如，在两个处理器并存的情况下，可以同时实现图像块运动或DCT变换。这样，就可极大缩小运动估计与DCT的变换环节运算。　　2.3专业DSP设计　　在微电子计算发展过程中，DSP的专业芯片也有所进步。目前，基本实现了几十甚至上百BOPS每秒的运算速度，提高DSP应用性能。这给系统的实时处理能力，提供了硬件保障。通过利用高速DSP芯片，在视频编码算法研究中，扮演重要的角

7、色，给很多厂商提供了专用芯片。　　3Qos的质量控制　　3.1X络技术为核心　　以X络技术为核心的Qos，主要通过基站、交换机、路由器等提供支持，包括丢包率、数据率、传输延迟等。在传统的互联X应用中，给单一等级尽量提供服务，但是还无法确保Qos质量。根据Qos的质量要求，主要提出了以X络为核心的两种Qos控制策略：集成服务与区分服务。出于集成服务，应该在传输路径中，给每个节点的数据传输预留空间，并做好资源维护工作，因此在实现中存在一定难度，缺乏扩展性。在此基础山，提出了区分的服务模型。区分服务模型，

8、主要在X络的入口处，实现各个数据分类，在数据包中相应标记区分服务，以此提高数据包的路径处理效率。　　3.2终端技术为核心　　鉴于终端控制机制，主要包括差错控制与拥塞控制两种形式。拥塞控制的主要目标在于采取某种办法控制X络阻塞问题，降低丢包率与时延问题。一般拥堵控制机制主要包括速率自适应视频编码、速率控制以及速率整形。对于视频流的来说，常见方式为速率控制，基本方法为：通过应用速率反馈体系，利用媒体流的效率，提高层次编码能力，在媒体服务器端，实现媒体的动态调节，提高传输效