网络环境下视频报文重要性的研究

文章旨在研究网络环境下视频报文的重要性,分析了H264/AVC标准编码形成的视频流在无线信道上传输时,不同丢包率条件下,包含不同报文(包含I、P、B条带的NAL单元)的数据包丢失时对视频质量造成的损伤。视频流按照RFC3984协议经过RTP打包,网络环境使用NS-3仿真器进行模拟,使用基于结构相似性(SSIM)标准质量评价。仿真发现,在相同丢包率条件下,包含不同类型条带的数据包重要性为I、P、B条带依次升高;随着丢包率的增加,不同数据包丢失造成的视频质量下降速度为B、P、I条带的数据包视频质量下降速度依次降低。此结论较之现有的研究更加符合实际情况,为视频传输的不等差错保护以及网络带宽资源分配等问题的研究提供了较为准确、符合实际的依据。     

基于数据冗余的BDS长报文传输机制改进算法?

北斗卫星导航系统（ Beidou Satellite Navigation System，BDS）只能传输字节受限的短报文，对于长报文需要通过分包和多次重传改善报文传输的成功率，这样会造成系统平台数据发送延误和网络拥塞。提出一种基于数据冗余的数据分包传输机制，该传输机制以数据包为处理对象，采用异或运算得到冗余包，编码简单，编码解码速度快。通过Matlab仿真，证明基于冗余编码机制比无冗余编码单次发送机制的数据接收成功率高15％以上，两次发送对多包的数据接收成功率有较大提高。     

基于RTP协议H．264视频流传输QoS保证的研究

提出一个Linux环境下基于RTP/RTCP的H.264视频流传输的方案,在Linux中调用V4L(VideofourLinux)的API函数采集视频流,经X264压缩,RTP/RTCP协议打包进行传输。并通过RTCP的RR(接收方报告)包反馈信息和吞吐量公式来计算近似带宽,以起始帧量化参数start-qp为视频编码的调节参数,由近似带宽来控制视频编码的参数调整,达到控制输出码率的目的,实现对视频传输的QoS(QualityofService)保证。     

基于DM642的X264移植及优化

X264算法需要经过移植和优化才能满足实时处理的要求。文中首先分析了如何向DM642平台上移植X264代码,通过存储器优化、线性汇编改写等一系列优化措施实现了摄像头实时采集视频、编码及显示。最后完成了采集、回放独立编码运行于后台的Ping-Pong机制。实验表明,对CIF格式视频编码性能由优化前不足0.5帧/s达到20帧/s以上,此时PSNR下降不足3 dB。     

一种多核微处理器互连接口的设计与性能分析

并行是提高计算机性能最主要的方法,随着集成电路生产工艺的不断发展,除了在单个芯片内集成更多的处理器核外,通过集成高速互连网络接口构建多路并行系统一直是提高高性能计算机并行性的主要方式。提出了一种面向多核微处理器的互连接口的设计方案,基于精简的PCI-E总线协议,采用高速串行数据传输技术,支持Cache一致性报文和大块数据传输报文,能够用于实现4个处理器的直接互连。模拟结果表明,优化设计的互连接口每个接口能够实现64Gbps的双向最大有效带宽,最小传输延迟为120ns,能够较好平衡不同报文类型对带宽和传输延时的要求。     

基于PROTOBUF的火力指挥报文编解码的研究与实现

传统的火力指挥信息系统传输时采用固定格式的报文。固定的报文格式虽然容易实现,但是大量的冗余信息会占用本以受限的带宽。为了解决该问题,提出了基于PROTOBUF的编解码方法。该方法同对象化的编解码、可变报文格式(VMF)编解码方法相比,能有效提高编解码的效率,也更加契合火力指挥战术报文的使用。最终实验结果也证明了本方法的有效性。     

BSC信道下线性分组码的差错概率下界分析

针对BSC信道,提出了一种线性分组码的最大似然译码差错概率下界的计算方法.根据最大似然译码算法原理,首先将译码差错概率转化为差错事件的联合概率,基于改进的Dawson-Sankoff界的优化准则,推导出BSC信道下线性分组码差错冗余事件的判决准则,最后得到差错概率下界的计算表达式.该下界只依赖于码字的Hamming重量...     

H.264/SVC的编码依赖问题研究

H.264/SVC(Scalable Video Coding)使用了多种预测编码机制,极大地提高了分级编码的编码性能,同时也引入了复杂的编码依赖关系,给编码器的优化控制带来了极大的难度。因此,有必要研究这种不可忽视的编码依赖关系。在介绍H.264/SVC的主要预测编码机制的基础上,分析归纳出H.264/SVC的编码依赖关系主要来源于帧间预测、层间帧内预测和层间残差预测,然后针对这三种预测机制的特点,结合文献[1]提出的帧间依赖关系,基于实验数据,建立了编码依赖模型,得到了用编码依赖测度表达的编码依赖关系。最后,将时域依赖模型应用到H.264/SVC基本层码率控制中,实验数据表明时域依赖模型能够提高码率控制的性能。     

AWGN信道下线性分组码的差错概率下界分析

提出了一种线性分组码的最大似然译码(ML-decoding)差错概率下界的计算方法。差错概率的下界优化实质上是对联合事件概率下界的优化,算法结合改进的Dawson-Sankoff界的优化准则,提出了AWGN信道下线性分组码差错冗余事件的判决准则,得到了误码率下界的计算表达式。该表达式只依赖码字的Hamming重量分布与信噪比,较之类deCaens界与类KAT界,本算法得到的下界更紧,计算量更低。针对LDPC等线性分组码的数值结果证明了算法的优越性能。     

基于北斗短报文的远海实时精密单点定位

针对远海精密导航与定位费用高昂的问题,提出利用北斗短报文传输多模全球导航卫星系统的实时服务数据,实现远海实时精密单点定位。为了降低通信成本和硬件成本,本研究对实时服务数据进行简化,弥补了北斗短报文带宽的不足;为了克服北斗短报文频率低的缺点,采取了实时精密星历预报的方法,来获取分钟间隔以外时刻的卫星轨道位置和钟差改正。对基于北斗短报文的远海实时精密单点定位的数据处理过程进行了仿真模拟。后期处理实测海洋观测数据,对定位性能进行测试,可实现水平方向厘米级定位,竖直方向精度为10~20 cm。该方法为低成本的远海实时定位提供了技术参考。     

流间网络编码中的自适应通知报文发送机制

流间网络编码机制需要借助通知报文来确定编码机会,现有的机制一般采用"τ间隔通知机制",但对通知间隔τ的选取及其导致的开销并未进行分析。通过分析"τ间隔通知机制"所产生的通信开销及其对编码机会和吞吐量的影响,提出一种自适应通知报文发送机制。在自适应通知报文发送机制中,无线节点根据局部网络的流量自适应地确定发送间隔,且通知报文仅携带最近2个通知间隔侦听到的数据包信息,在保证编码机会的情况下降低通知报文中携带的信息量和通知报文的发送频度,从而降低附加开销和冲突。网络模拟器仿真实验结果表明:自适应通知报文发送机制能有效地减少通知报文发送的额外带宽开销,取得比采用"τ间隔通知机制"的流间编码机制更高的吞吐量。     

多核网络分组处理系统的数据分段卸载发送机制

为摆脱对商用网卡的依赖，降低软硬件复杂度，提出通用多核网络分组处理系统，构建面向大报文高速分组转发应用的软硬件协同数据分段卸载发送机制，并实现原型系统。该机制基于轻量级输入输出的软硬件协同多核分组处理系统，以降低大报文切分、拷贝开销以及软硬件复杂度为目的，把实现切分报文、封装报文头以及校验功能中硬件实现复杂的部分卸载到驱动中，将分段报文数据拷贝缩减为新报文头的拷贝，结合链式直接内存存取技术，为多核实现高速的大报文分组转发提供有效的解决方案。基于国产通用多核和高性能现场可编程门阵列平台进行发送性能测试。测试结果表明：采用数据分段卸载发送机制能大幅提升报文发送性能，有效解决大报文引发的多核网络分组处理性能下降的问题。     

基于HEVC帧内硬件编码器的架构及算法

针对战场视频情报的编解码,提出了一种基于HEVC标准的帧内编码器的硬件结构及算法实现,支持分辨率为2160@30fps视频的实时帧内编码操作。编码器基于码域的bin计数和基于变换域的失真估计简化率失真分析,可以对大量帧内预测模式进行筛选。同时建立单独的4×4块重构回路,以支持帧内4×4模式;不同尺寸的块交叉处理以补偿重构回路的延时。编码器的实现使用了TSMC-90 nm芯片的1 086 k门以及52 kB片上内存。在2160p@30fps视频序列下,相比于HM软件,BD-Rate均值为5.46%。     

面向多核网络分组处理系统的线程亲和缓冲区管理机制

基于通用多核架构的网络分组处理系统性能受到诸如分组IO开销高、多核共享内存及进程调度竞争大、页表缓冲表项失效率高等问题的困扰。为此提出一种基于通用多核网络分组处理系统、面向高速分组转发应用的线程亲和缓冲区硬件管理机制,并在网络专用协处理引擎上实现。该机制采用无中断的线程亲和调度策略,将包含控制信息与缓冲区地址信息的描述符和分组数据按照分组处理的线程号链式地对应加载在多个地址连续的共享缓冲区中。基于通用多核和现场可编程门阵列平台进行报文转发测试,实验结果表明,采用线程亲和缓冲区管理机制能使平均报文转发处理性能提升12.4%,有效地降低IO开销和TLB表项失效率。     

基于广义码重分布的交织类型盲识别研究

针对非协作通信领域中交织序列的交织类型识别问题,在对低码率线性分组码的分组交织和卷积交织序列进行深入分析的基础上,基于广义的码重分布法首次解决了截获序列的交织类型盲识别问题。该方法首先对截获序列按不同长度进行分组计算码重,利用分组交织和卷积交织后序列的不同码重分布特性,进一步计算广义码重分布距离来区分序列的交织类型。仿真结果表明该方法能快速识别交织类型,并具有较好的容错性能。     

视频监视前景图像估计的盲源提取方法

在视频图像运动检测的背景消减方法中，场景图像或帧可建模为前景图像和背景图像的叠加或线性混合。然而，实际中图像的背景和前景往往相关，常用的主成分分析和独立分量分析等方法难以实现准确提取。为此，将视频图像的前景提取建模为盲源提取问题，提出了一种基于均方交叉预测误差的盲源提取方法，可以从相关的源视频图像中提取期望的前景图像，并将该方法扩展应用于基于基本模型和特征背景模型的背景消减方案中。基于人工和实际视频的实验验证了盲源提取背景消减方法的可行性和有效性。     

基于DCT的帧内视频编码器的缓存控制技术

提出一种基于ＤＣＴ的帧内视频编码器的缓存控制技术。它根据视频图像各种子块的比例及其相应的Ｒ－Ｑ曲线确定量化因子，通过再编码，调整子块Ｒ－Ｑ曲线的拟合参数使其自适应视频图像的场景变化。同时本文提出了一个简单有效的图像子块分类方法，分类结果基本上与根据编码子块所需比特数分类子块的结果相一致。此法用于缓存控制的额外计算量小，并能扩展应用于Ｈ．２６１、ＭＰＥＧ等视频编码标准中。模拟结果表明，此法在视频序列的场景发生变化时，再编码次数少，输出码率恒定。     

基于AOS包业务模型的最优帧长与吞吐量性能

分析了影响AOS包业务吞吐量性能的因素及帧长度对系统吞吐量性能的影响,建立了包复用效率及差错信道下吞吐量的数学模型,通过仿真验证数学模型的可靠性。并进一步得出差错信道下使系统吞吐量性能最大的最优帧长度配置。研究结果为以吞吐量性能为指标,通过信道状态自适应调节帧长来优化AOS协议提供了理论依据。     

基于并行流水的转发引擎设计与性能分析

光通信技术对核心路由器报文转发能力不断提出更高的要求。10Gbps光传输技术已经使现有的各种软硬件路由查找方法成为核心路由器转发能力的瓶颈,而更高性能的光传输技术则已经突破了存储器访问速度的极限,使得基于单片存储器的路由转发方法无法应付未来日益增长的需求。在硬件存储器价格非常低的前提下,提出一种使用多个存储器并行流水查找的硬件转发实现结构。通过使用Internet上真实报文数据进行的性能模拟可以看出,随着并行度的增加,整个转发结构可以获得近似于线性的性能加速比。     

JTIDS数据链在部分频带干扰下的性能分析

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,简称JTIDS)采用组合调制体制和多层编码体系保证报文传输的可靠性。分析了JTIDS数据链在莱斯衰落信道环境下的抗干扰性能,并通过仿真分析了该系统在部分频带干扰下的符号误码率和报文丢失率。仿真结果显示,由于JTIDS系统将RS编码、交织等多种编码技术和DS/FFH MSK调制技术相结合,使其在复杂信道环境下保持较低的符号误码率及报文丢失率,满足数据链报文传输可靠性的要求。