煤矿物联网中自适应FEC的丢包恢复研究

煤矿井下巷道由于长距离多跳、环境影响等因素造成了井下无线传感器网络数据传输可靠性较差。提出自适应FEC的丢包恢复策略,该策略基于指数加权移动平均法估计信道的丢包率自适应地调整冗余,以簇为单位进行编译码转发,与其他自适应FEC算法相比,该策略计算过程简单,自适应精度较高。理论分析和仿真实验表明,该策略在长距离多跳网络中能以较少的冗余数据最大限度的恢复丢包,从而减少节点重传次数,提高了煤矿物联网的可靠性和实时性。

随机丢包的无迹卡尔曼滤波估计以及性能分析

在工程应用中,无线网络控制系统多为非线性系统。由于长距离传输和通信网络不可靠等原因,系统传感器的测量值可能在传输过程中丢失,影响精度估计以及系统性能。文中研究一类受相关噪声和传感器测量值丢失影响的非线性离散随机系统的无迹卡尔曼滤波问题。通过引入一个服从伯努利分布且条件概率已知的随机变量来描述随机发生的传感器测量值丢失现象。文中提出了一种对数据进行补偿的算法,并使用标准数值软件对所得结果进行验证。结果表明,经过算法补偿后的滤波能够较好地估计系统,可以减少传感器测量值丢失对滤波器性能的影响,增加估计的准确性。

图像信号的多描述编码方法

鉴于数据在不可靠信道传输时 ,可能会发生数据包丢失或出错的问题 ,因此在图像与视频信号传输中如何解决由此而产生的图像质量严重下降问题已成为近年来的一个重要研究课题 ,而多描述编码作为一种可选的解决方案已开始受到关注。由于多描述编码是将信号分解为多个独立的码流 ,并通过不同的信道进行传输 ,因而可在较高压缩效率下增强信号的稳健性。在对目前的图像多描述编码文献进行分析和综合的基础上 ,首先阐述了多描述编码的历史和信息论背景 ;然后对图像多描述编码方法进行了分类 ,即分为基于量化、基于变换和基于空间扩展的多描述编码等几类 ,并对各种方法的数学模型以及适用情况等进行了讨论 ;

针对IPv4协议的容错解码算法研究

在易错网络中传输IP(因特网协议)数据包时,除了网络拥塞之外,信道误码也容易导致数据包丢失。丢包对信源恢复会造成较大影响。为了降低误码导致的丢包率,该文研究了IPv4协议解码的可靠性问题,分析了IPv4(因特网协议版本4)协议各字段之间的相关性,建立了IPv4协议容错解码的理论模型,利用最大后验概率推导出容错解码的准则。在该基础上提出一种以分段方式估计协议字段的算法,实验结果表明该算法大大增强了IPv4协议解码的纠错能力。

大坝廊道无线传感器网络节点铺设方法

为了满足灌浆工程中智能化监控的要求,了解无线传感器网络在复杂环境下灌浆数据传输的质量情况,对2.4 GHz无线信号在大坝灌浆廊道中的传播特性进行了研究.利用现场实验测试网络性能,指出廊道环境、数据传输时延、多跳跳数及采样率对节点能耗和无线传感器网络链路质量的影响,并提出基于信号强度的、动态n值的线性节点铺设方法.该方法在链路质量降低情况下可通过铺设冗余节点和测试丢包率等方法调整节点位置,使链路快速得到恢复.通过能耗分析、丢包率测试、定位误差测量等实验对动态n值相对于固定n值在数据传输网络中的性能进行了分析.实验证明:在恶劣施工条件下,基于信号强度、动态n值的线性节点铺设方法适用于灌浆廊道通信.

基于前向纠错技术的视频差错恢复方法

目前在IP分组网中进行视频图像的传输正被日益广泛的应用(如:视频电话、视频会议)。但是,由于IP分组网固有的特点,IP分组包丢失的现象不可避免并极大地影响了视频传输的服务质量。该文采用前向纠错技术(FEC,For-wardErrorCorrection),并对视频传输序列的编解码方式进行改进,实现了一种基于前向纠错技术的视频差错控制和恢复方法。使用这种方法,改善了因分组包丢失对视频传输质量带来的影响。

基于带宽估计的无线TCP拥塞控制

针对在无线网络中,由于链路本身的特性,丢包存在拥塞丢包及无线误码丢包两种不同情况,但出现丢包时,传统TCP协议不会分析丢包原因,而盲目地进行拥塞窗口(cwnd)及慢启动门限值(ssthresh)的调整,引起数据发送速率波动较大,导致TCP吞吐量下降的问题。为了改善无线网络传输性能,提出了一种基于带宽估计的无线TCP拥塞控制算法。该算法通过在每往返时延(RTT)确认的发送数据量来实时估计带宽,为获得更准确的估计值,计算过程中对RTT及带宽估计值进行了滤波平滑处理。在此基础上,计算出带宽利用率来分析丢包原因及拥塞程度,并据此对拥塞控制参数进行自适应动态调整。运用NS-2完成实验,从拥塞窗口、抖动、平均吞吐量等方面等经典的TCP版本进行比较,仿真结果表明,算法对拥塞控制参数的调整更加平滑,提高了系统吞吐量,增强了无线网络的传输性能。

H.264/AVC网络视频的丢包失真评估

针对新一代压缩编码标准H.264/AVC所使用的新编码技术在网络传输时误码对视频质量的影响,提出一种无参考的H.264/AVC网络视频的丢包失真评估方法.首先对信道误码引起的视频失真进行了分析,然后确定H.264/AVC编码新特性对空时域误码传播及误码掩盖的影响,进而提出一种无参考的H.264/AVC网络视频的丢包失真评估方法.该方法计算复杂度低,适合对实时传输的视频进行质量监控.实验结果表明,使用该方法得到视频序列的MSE(mean square error)与使用全参考视频质量评估方法得到视频序列的MSE具有很好的一致性,相关性超过0.85.

基于蚁群优化的无线传感器网络路由优化算法

针对无线传感器网络节点功耗受限,无线信道容易受环境干涉等特点,提出一种低功耗、信道质量敏感的无线传感器网络路由优化算法COR,COR算法基于节点剩余能量、无线信道质量统计参数等变量,通过修改启发因子方程以及信息素更新方程,采用改进蚁群算法选择剩余能量高、信道质量较好的路径进行数据的路由转发,可有效降低数据传输功耗,平衡网络中节点的功率消耗,延长网络生命周期。仿真实验表明,COR算法网络消耗能量仅为传统ACO(Ant Colony Optimization)算法的73%,具有较高的实用价值。

基于对数量化的网络时滞系统的稳定性与可镇定条件

研究了基于对数量化器的网络时滞系统的稳定性和可镇定条件,在研究中分析了测量信号的量化,以及量化后的数据经过非完美的频道传播时有数据损失的情况。针对量化误差和数据损失,设计了控制器和观测器并使得闭环系统渐近稳定。最后,数值仿真例子验证了此方法的有效性和可行性,得出了量化误差、数据丢包概率与控制器增益矩阵的关系。

信道自适应UEP技术在H.264视频通信系统中的应用

在进行基于H.264标准的视频通信系统设计时,为提高编码视频流的抗误码性能以及编码器的编码效率,提出了一种信道自适应非平等误码保护UEP技术。该技术可根据反馈的信道状态信息自适应地确定H.264编码视频流在网络适配层NAL中的工作模式,在丢包信道中结合人眼的视觉特性重新对编码视频信息进行分区并分别采用不同优先级的误码保护。仿真实验表明,在有效提高H.264视频通信系统中解码器输出重构视频图像视觉质量的同时,进一步降低编码器端数据包的打包开销,从而提高编码器的编码效率。

基于交互式抗误码技术的H.263编解码器

目前,在IP分组网中进行视频图像的传输正被日益广泛地应用。但是,由于IP分组网固有的特点IP分组包丢失的现象不可避免并极大地影响了视频传输的服务质量。本文通过对一种使用连续更新来阻止差错传播（RESCU）的交互式抗误码技术进行改进,实现了一种新的交互式抗误码方法。同时,我们根据这种方法实现了一种具有良好差错恢复能力的H.263编解码器,从而改善了因分组包丢失对视频传输质量带来的影响。

传感网中基于能量有效的多参数数据重构方法

为了更好地抵制网络能量快速消耗和降低不可靠链路对无线传感器网络系统数据收集的影响以提高数据重构精度,提出了一种基于能量有效的多参数数据重构方法(Multi-parameter Data Reconstruction Method based on Energy Efficient,MDR)。利用移动智能计算给出传感器节点之间多跳函数关系以确定传感器节点之间比例关系;通过稀疏矩阵设计一种低相干性的观测矩阵,抑制数据丢包率对整个传感网系统的影响,提高汇聚节点数据重构精度;通过基于数据转发策略确认机制实现簇间数据传输的高可靠性,完成了节点间多路径路由数据的可靠交付。仿真实验表明,在数据丢包率为40%的情况下,MDR的数据重构精度误差仍小于5%;在与其他算法比对时,其数据转发次数降低了10.36%,平均网络能耗降低了13.29%,从而验证了该算法的有效性和实效性。

H.263的差错恢复视频编码及其在IP网络传输中的应用

以H.263++为主要依据,详细介绍了H.263标准中的差错恢复技术,着重探讨了差错恢复视频编码技术在基于分组的网络(IP网)视频传输中的应用。

基于北斗卫星导航系统的报文传输协议研究

为了拓展北斗卫星导航系统短报文通信在海战场指挥控制领域中的应用,针对北斗短报文通信信道窄、可靠性差以及通信频次受限等问题,对北斗短报文传输协议进行了研究。借鉴计算机网络中传输控制协议的思想,设计了一种定时反馈重传机制加数据冗余编码的长报文传输协议,提高了数据传输的可靠性。进行了仿真试验,表明该方法可以在一定范围内解决丢包恢复问题,提高信息的传输成功率和抗误码性能。

实现基于RTCP协议的参考图象法的探讨

目前视频图象在 IP分组网中的传输正被日益广泛地应用 (如 :视频电话、视频会议 ) .但是 ,由于 IP分组网固有的特点 ,致使 IP分组包丢失的现象不可避免 ,并极大地影响了视频传输的服务质量 .由于参考图象选择法RPS(Reference Picture Selection)是一种较好的视频图象差错复原的方法 ,因此 ,为了改善因分组包丢失而对视频传输带来的质量下降问题 ,利用 RTCP协议提供反馈信息和利用参考图象选择法进行视频图象复原 ,实现了一种在 IP分组网中进行视频传输的差错控制机制 .实践证明 ,通过这种方法不仅可减小因分组包丢失而对视频图象信息带来的损害 ,而且可提高视频图象的传输质量 ,此方法适用于基于分组网的视频传输系统 .

可分级视频编码差错控制技术综述

H.264/AVC视频压缩标准相比于H.263和MPEG-4,H.264,其压缩性能提高了近一倍,但H.264/AVC局限于传统的单层编码模式,即便在编解码两端添加差错控制措施,仍不足以达到在高丢包率信道下流畅清晰观看视频的要求。分析了SVC(可分级视频编码)在高丢包率信道下的容错性,较为详细地介绍了目前SVC中提出的一些容错编码以及差错掩盖的方法,并介绍了SVC差错控制技术的发展。

广播网络中基于补丁流的丢包恢复机制研究

现有的数字广播网络由于没有回传通道,发送端无法知悉传输过程中的丢包状况。接收端处在广播网络的不同位置,常常因处于小区边缘或受障碍物遮挡等原因造成信号减弱,从而导致丢包率提高。该文提出了一种基于pFEC(patching ForwardError Correction,补丁FEC)的丢包恢复机制,来解决单向广播网络的丢包问题。该方法利用蜂窝移动网络的双向信道来传输补丁流,提供自适应的FEC来降低丢包率。这种方式可以在广播业务中为不同位置的用户提供不同的丢包恢复能力。理论建模及仿真结果显示,在蜂窝移动网络丢包率不高的情况下,pFEC机制能够有效应对个别用户突发的丢包,从而提高广播业务整体的可靠性和服务质量。

克服无线网络中丢包的实时视频传输方案

针对无线网络视频传输中的丢包问题提出了一种综合应用离散片层和分级编码的方法,并给出了这种方法在无线网络信道模型上的传输效果。这种方法能够在丢包发生时同时降低带宽并提高抗误码性能,在不过多消耗服务器端资源的条件下一并解决两种原因所导致的丢包现象。

基于传感器的GPU集群功耗收集监控系统

图像处理器(GPU)集群因其高性能的特性而被广泛应用,但随着GPU规模的增大,其高功耗问题会降低系统的可靠性。为此,提出一种GPU集群功耗收集系统,并设计基于ZigBee无线传感器网络的GPU集群功耗收集监控网络,同时构建收集通信协议和数据库存储系统,通过运行该系统可有效避免通信冲突。实验结果表明,该监控系统可以精确地测量集群中各个GPU的功耗,系统测量误差和丢包率分别低于1%和0.005%。