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率失真优化的无线多跳网络多路径选择算法
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:软件学报
  • 时间:2011
  • 页码:2412-2424
  • 分类:TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京大学计算机科学技术研究所,北京100871
  • 相关基金:国家自然科学基(60902004);国家重点基础研究发展计划(973)(2009CB320907);国家发改委高技术计划([2010]3044)
  • 相关项目:异构网络中可伸缩视频与压缩感知联合编码研究
中文摘要:

随着无线网络技术的发展,基于无线多跳网的视频通信在智能交通、灾难应急和军事指挥等多个领域得到越来越广泛的应用.但是,如何保证无线视频的传输质量,是亟待解决的一个关键问题.已有多路径视频传输研究忽略了信道变化和路径间千扰.针对该问题,提出一种基于率失真预测的多路径选择优化算法.该算法不仅分析了网络拥塞对传输质量的影响,而且考虑了路径传输干扰等影响因素.首先,通过对无线信道建模,计算干扰条件下MAC层数据包碰撞概率和处理时间:其次,将无线节点建模为M/M/I/K排队系统,利用排队论预测网络拥塞导致的延迟和丢包;最后,通过建立视频传输与MAC层性能以及网络拥塞之间的率失真函数关系,预测传输路径的视频失真.并以预测失真为尺度,选择失真近似最小的多路径作为路由.通过在NS-2网络模拟环境中的大量实验,验证了模型的有效性.仿真分析结果表明,该算法能够显著提高无线多跳网络中的视频传输质量.

英文摘要:

With the increase in bandwidth and computing power of wireless devices, video applications over wireless ad-hoc networks are expected to become widespread in intelligent vehicles, emergency communication, and battlefield command. However, a crucial problem is how to select the best paths for video streaming of qualify-on-service (QoS) in multi-hop wireless networks. Most of the existing research done on this topic tend to ignore the impacts of time- varying channel and ,wireless interference on the quality of multi-path video streaming. This paper proposes an optimized multi-path selection algorithm which takes not only network congestion into account, but also interference. Packet collision and delay in a MAC layer is predicted using the interference model. Each node is modeled as an M/M/I/K queuing system. Packet delay and loss, due to congestion, are predicted using the queuing theory. The distortion of path is defined as a function of packet losses and delays along the path. The paths with the minimum estimated distortion are selected as the optimal routings. Extensive experiments in NS-2 simulation environment have been carried out. The experimental results show that this algorithm achieves a certain level of satisfaction in the QoS of video streaming.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609