未来无线网络QoE感知的节能技术研究

【摘要】：视频业务给无线网络带来了两方面的挑战：用户对业务质量更高的体验要求和无线网络能耗的快速增长,在确保视频业务质量的前提下降低网络的能耗是未来无线网络亟待解决的问题。本文针对未来无线网络用户体验(Quality of Experience, QoE)感知的节能技术这一范畴,从视频业务QoE感知技术和降低网络能耗等方面进行了研究。 在视频业务QoE感知技术的研究上,通过分析视频业务的特点以及其业务质量影响因素,并结合实际应用场景,提出了一种基于视频帧特性的QoE感知模型。文中基于MPEG压缩编码特性和视频帧之间的独立性,研究帧结构和丢帧率对视频业务QoE的影响。通过仿真分析可知,所提出的QoE感知模型能有效评估丢帧率对视频业务QoE的影响,在实时视频传输这一场景下有很强的实用性。 在降低网络能耗的研究上,提出了一种结合视频包重传和调制编码策略,并通过监测实时QoE值进行参数调配的节能方法。针对未来无线网络慢衰落信道条件下实时视频传输这一场景,建立了最低能耗这一目标函数和相应的QoE约束条件,分别推导了视频帧的丢帧率算法和视频帧级传输能耗模型,采用迭代优化算法对所建立的能耗目标函数进行了求解。仿真表明,当业务质量要求越高、视频帧越大时,节能效果越好。由于未来无线网络视频业务具有数据量大,业务体验质量要求高等特点,因此本文提出的方法能够有效降低视频传输时的网络能耗。 【关键词】：未来无线网络 QoE 节能 视频传输 丢帧率
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.8
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.1.1 移动网络的发展历程9-11
• 1.1.2 未来无线网络面临的挑战11
• 1.1.3 本文研究意义11-12
• 1.2 研究现状12-14
• 1.2.1 无线网络的节能技术12-13
• 1.2.2 QoE感知的节能技术13-14
• 1.3 论文主要贡献14
• 1.4 论文结构安排14-17
• 第二章 未来无线网络及其关键技术17-26
• 2.1 未来无线网络概述17-20
• 2.1.1 设计原则17-18
• 2.1.2 性能指标18
• 2.1.3 应用场景18-20
• 2.2 未来无线网络关键技术20-24
• 2.2.1 多天线技术20-21
• 2.2.2 动态频谱接入技术21-22
• 2.2.3 动态传输技术22-23
• 2.2.4 SDN技术23-24
• 2.2.5 NFV技术24
• 2.3 未来无线网络面临的能耗和QoE问题24-25
• 2.3.1 网络能耗分析24
• 2.3.2 业务体验质量分析24-25
• 2.4 小结25-26
• 第三章 未来无线网络中视频业务QoE感知方法研究26-43
• 3.1 无线网络中视频业务特点26-28
• 3.1.1 视频业务特点26-27
• 3.1.2 视频失真27-28
• 3.2 视频业务QoE评估方法28-32
• 3.2.1 QoE主观评价法28-29
• 3.2.2 QoE客观评价法29-31
• 3.2.3 基于像素域的感知方法31-32
• 3.3 基于视频帧特性的业务质量评价方法32-37
• 3.3.1 MPEG图像群组33-34
• 3.3.2 基于帧特性的QoE感知模型34-37
• 3.4 仿真结果及性能分析37-42
• 3.4.1 实验网络及其编码参数设置37-38
• 3.4.2 Q和EMSE对比分析38-39
• 3.4.3 Q的影响因素分析39-42
• 3.5 小结42-43
• 第四章 未来无线网络中QoE感知的节能技术研究43-59
• 4.1 基于QoE感知的视频传输节能方案43-44
• 4.2 业务质量算法研究44-47
• 4.3 传输能耗模型研究47-49
• 4.4 理论推导及实现49-51
• 4.4.1 基于QoE感知的传输参数集49
• 4.4.2 基于迭代优化的节能算法49-51
• 4.5 仿真结果及性能分析51-57
• 4.5.1 截至时间对传输能耗的影响52-54
• 4.5.2 视频帧大小对传输能耗的影响54-56
• 4.5.3 用户体验质量对节能效果的影响56-57
• 4.6 小结57-59
• 第五章 总结与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文和申请的发明专利66

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