无线多媒体传感器网络拥塞感知的流控制机制

为研究和改进无线多媒体传感器网络实时传输视频数据的性能,首先深入分析和研究在无线传感器网络环境下实时传输MPEG视频流存在的主要问题与性能瓶颈,通过分析端到端吞吐量与视频帧发送速率之间的关系,以IFQ队列长度作为反应网络拥塞程度的重要指标.在此基础上,提出一种基于跨层设计的拥塞感知通信流量控制机制,其基本思路是根据MPEG编码视频序列的特点,当无线链路质量变差,通信拥塞可能出现时,发送节点主动丢弃部分对接收方播放质量不太重要的低优先级视频帧数据,以降低通信负载,增加高优先级视频帧的成功传送概率.为验证该策略的效果,分别设置了简单与复杂场景下的视频传输实验,分析了在多种视频帧发送速率下平均端到端时延,丢包率,可解码帧率等参数指标的变化.实验结果证明,这一策略可以改进视频流在接收方的播放质量,同时减少不必要的能耗.仿真实验结果表明该策略有效克服了性能瓶颈,提高了无线多媒体传感器网络实时多媒体传输的服务质量.

多维可扩展流体系结构研究与评测

MASA(Multiple-dimension scalable Stream Architecture)是一种可在多个维度扩展的流体系结构.本文对该体系结构的扩展性进行了深入探讨,分析了簇内、簇间和多核扩展的VLSI资源开销,并通过一组测试程序评测了MASA的性能.结果表明,三个扩展维度形成有利互补,使得MASA流体系结构可支持扩展到单片内集成上千个ALU.

使用GPU技术的数据流分位数并行计算方法

数据流实时、连续、快速到达的特点决定了数据流的实时处理能力。在处理低维数据流时经常使用分位数信息来描述数据流的统计信息,利用图形处理器(GPU)的强大计算能力和高内存带宽的特性计算数据流分位数信息,提出了基于统一计算设备架构(CUDA)的数据流处理模型和基于该模型的数据流分位数并行计算方法。实验证明,该方法在提供不低于纯CPU分位数算法相同精度的条件下,使数据流分位数的实时计算带宽得到了显著的提高。

基于GOP分帧协作的多媒体多流并行传输机制

针对移动多媒体通信的可靠性和并行多流的实时性保障问题,通过组建GOP分帧协作网络,提出了多媒体多流并行动态传输机制。首先,基于多媒体流结构和视频帧优先级与吞吐率、可解码帧率和信道质量的关系,提出了GOP分帧协作传输网络的构建和动态调整方案。其次,基于动态多媒体的状态分析了多媒体流数、信道质量、可解码帧率和误码率的变化规律,结合用户侧需求和通信距离,提出了基于GOP分帧协作的动态多媒体多流并行传输机制。最后,仿真实验证明了所提方案在实时性、并行效率和可靠性等方面具有良好表现,非常适合于并行大规模多媒体实时通信。

一种基于流计算的铁路车流推算架构模型研究

车流推算是铁路编制每日调度工作计划、进行日常车流组织的基础性工作。我国铁路车流输送距离长,运输组织复杂,车流状态变化频繁。通过分析车流推算过程及计算应用的处理特点,提出一种基于流计算的车流推算架构模型,将推算过程分解为多个子任务流进行并行处理。通过采用微应用计算架构,充分利用流计算在计算密集性、多级并行性、局域性的优势,可以实现实时车流推算和车流分析,以保证车流推算处理结果的及时性和有效性。

采用Trimedia/Nexperia DSP的流结构模式实现G.723.1实时语音编解码

G.723.1协议是将音频信号压缩到5.3Kb/s和6.3Kb/s2种码率的音频编解码协议，主要应用在多媒体通信中的音频压缩。介绍一种基于Trimedia/NexperiaDSP的流结构TSSA（TrimediaStreamingSoftwareArchitecture）实现应用在可视电话中的G.723.1实时语音编解码。

面向分组密码的四维度并行处理架构研究

通过对分组密码算法加密特征的分析,将分组密码算法的并行性划分为分组内同操作并行性、分组内异操作并行性、分组间同操作并行性和分组间异操作并行性等四维度并行性,并根据此提出了基于Amdahl定律的分组密码四维度并行处理模型FDPM.该模型能够指导分组密码处理架构设计,为架构资源配置和并行性开发提供整体建议.以FDPM为依据,提出了一种面向分组密码的可重构流处理架构RCSA,该架构能够有效开发分组密码处理的并行性,在提高密码处理性能的同时也能提高资源利用率.通过算法映射结果分析,证明了FDPM模型的正确性与RCSA架构的高效性.

多媒体基准测试程序中的流并行性分析

在分析多媒体基准测试程序Mediabench特征的基础上,以Imagine流处理器为例讨论了流体系结构对多媒体应用所提供的软硬件支持,并且利用流编程模型对多媒体应用中存在的流并行性进行了详细的剖析,最后通过对3个典型的多媒体应用进行流并行程序设计,在Imagine的时钟精确模拟器Isim上测试得到了多媒体应用在流体系结构上可以获得的加速性能。

云计算环境下实时流媒体业务的性能研究

由于虚拟化环境不同于常规的物理集群,流媒体业务迁移至云中后会遇到问题。针对这一现象,搭建私有云环境,部署流媒体系统,进行一系列性能测试和研究。实验结果表明,在引入了虚拟化环境后,由于无法有效进行资源隔离以及共存虚拟机的存在,流媒体业务的性能明显下降,分析结果为进一步深入研究云环境下如何有效提高流媒体业务的性能奠定了很好的基础。

Legendre序列快速生成的CUDA实现

序列设计在信息安全,无线通信等诸多领域中有着重要应用。在流密码系统中,要求产生的随机序列具有理想的随机复杂度度量如线性复杂度,k阶相关复杂度等。其中Legendre序列具有这些理想的随机性质。实用中序列的生成速度也是很重要的考虑因素。探讨了大素数周期的Legendre序列生成的相关算法,并运用统一计算设备架构平台(CUDA)对其进行优化以加快序列的生成速度。实验结果表明,运用CUDA进行序列的并行生成,序列的生成速度有数量级的提高。

面向多密码业务流快速处理的硬件实现方案

针对安全领域中海量数据密码服务请求造成的高并发、加解密运算随机交叉现象,提出并实现一种关联业务数据迁移的流数据并行处理系统。通过构造特定的通信作业包,利用进程号、业务号、算法标识等属性信息区分来自不同链接数据流的不同业务请求,在算法核前端增设关联内容可寻址存储器(CAM),实现关联作业包的并行查找,快速定位;算法核后端增设关联FIFO,降低业务数据交叉情况下关联作业包管理需要的存储容量,增加关联存储空间利用率。在多种不同应用同时请求密码运算服务的场景下,该系统可以实现对交叉业务数据的正确处理,避免输入数据流阻塞现象的发生,实现业务数据的不间断高速处理。