无线多跳网络中SVC视频流传输的分布式优化方法.pdfVIP

第46卷 第 1期 天津大学学报 (自然科学与工程技术版) Vbl_46 NO．1 2013年 1月 JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology) Jan．2013 无线多跳网络中SVC视频流传输的分布式优化方法 由 磊，雷建军，王丕超 (72津大学电子信息工程学院，天津 300072) 摘 要：针对无线 多跳 网络承载多媒体服务所面临的可扩展性、能量有效性和服务质量保证的挑战，研究了多个可 伸缩编码 (scalablevideocoding，SVC)视频流在无线多跳 网络中传输的分布式跨层优化问题．在分析网络资源分配约 束和 SVC视频 内容 自适应模型的基础上，把 SVC视频的传输问题表达为一个视频质量和网络功率消耗的跨层权衡 优化问题．基于对偶问题的可分解性和次梯度求解方法，提 出了一个可分布式实现的 SVC视频优化传输算法．该分布 式算法避免 了控制开销的全 网传播 ，通过节点的局部信息交换和独立解决相应子 问题，达到底层资源分配和上层 SVC视频传输内容选择的最优匹配．仿真结果表明该算法可以快速收敛到最优解，并能实现 SVC视频的平均传输质 量和 网络总功率消耗 的最优权衡 ． 关键词：无线多跳网络；可伸缩编码 ；分布式优化；次梯度算法 中图分类号：TN919．8 文献标志码 ：A 文章编号：0493—2137(2013)01—0073．06 DistributedOptimizationM ethodforSVCStreamingin W irelessM ulti—HopNetworks YouLei，LeiJianjun，WangPichao (SchoolofElectronicInformationEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China) Abstract：Tomeetthechallengesofthescalability，energyefficiencyandservicequality guaranteeforwireless multi-hopnetworks(WMN)insupportingmultimedia，thedistributedscalablevideocoding(SVC)streamingover suchnetworkswithcross—layerdesignispresented．A cross—layertrade—offoptimizationbetweenthevideoqualityand thepowerconsumptionoftheWMN isformulatedwith constraintsofthenetworkresource(bandwidthand power)allocationandtheadaptationmodelofSVCvideos．Basedonthedecompositionandsubgradientmethodofthe dualproblem，across—layeroptimizationalgorithm ofrSVC streamingthatcanbeimplementedinadistributedman— nerisproposed．Thedistributedalgorithm iscapableofavoidingthediffusionofcontroloverheadsoverthewhole newt ork，andachieveoptimalmatchingoftheresourceallocationinthelowernewtorklayerandthecontentextrac- tionoftheSVC videosthrough locali