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摘 要： 摘 要：目前，通信網(wǎng)絡(luò)的不可靠傳輸、信號易衰落和被干擾等特點使其無法滿足未來無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的要求。因此，設(shè)計一套魯棒性較高的多媒體傳輸和差錯控制技術(shù)是當前多媒體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。由于理論上網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)能夠使數(shù)據(jù)速率達到信道容量的最高值，
摘 要：目前，通信網(wǎng)絡(luò)的不可靠傳輸、信號易衰落和被干擾等特點使其無法滿足未來無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的要求。因此，設(shè)計一套魯棒性較高的多媒體傳輸和差錯控制技術(shù)是當前多媒體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。由于理論上網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)能夠使數(shù)據(jù)速率達到信道容量的最高值，所以網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)成為解決多媒體傳輸關(guān)鍵問題的必要手段。筆者主要基于網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，對無線多媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進行了簡單的探討。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù),無線多媒體,技術(shù)發(fā)展
一、網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)簡介
網(wǎng)絡(luò)編碼融合了編碼與路由信息交換等多種技術(shù)，以傳統(tǒng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對接收的數(shù)據(jù)包重新進行編碼融合，能夠增加單次的信息傳輸量，顯著提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼w性能。
在新的結(jié)構(gòu)體系下，通過網(wǎng)絡(luò)編碼能夠達到理論上的數(shù)量傳輸最大量，隨著我國無線傳輸速率和質(zhì)量要求的提高，人們對無線網(wǎng)絡(luò)編碼的研究也越來越重視。網(wǎng)絡(luò)編碼雖然是一種新的技術(shù)，但是不會對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備及相應(yīng)協(xié)議產(chǎn)生較大修改。同時，還能夠顯著改善無線傳輸?shù)哪芰坷眯屎屯掏铝浚沟脗鬏數(shù)陌踩院涂煽啃远嫉玫搅吮ＷC。
將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于多媒體技術(shù)中并不簡單，需要對無線網(wǎng)絡(luò)的特點和多媒體傳輸?shù)囊蠛吞匦赃M行綜合分析，例如數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩说蕉搜舆t、帶寬容量、視頻比特率和信道誤碼率等。因此，根據(jù)實際要求設(shè)計合理的網(wǎng)絡(luò)編碼方案十分重要。在具體實施過程中，要對采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)后的多媒體傳輸延遲、復(fù)雜度和魯棒性等多個因素進行綜合權(quán)衡。
科技網(wǎng)推薦：《高科技與產(chǎn)業(yè)化》雜志創(chuàng)辦以來，得到各有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)、科技界、經(jīng)濟界作者的大力支持。一批包含作者心血、有深度有力度有影響的文章不斷見諸于本刊之上，為國內(nèi)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展做出了重要的貢獻。進入21世紀以來，為適應(yīng)高科技產(chǎn)業(yè)化事業(yè)的發(fā)展，本刊開始進行重大改革，核心是：面向市場、面向企業(yè)讀者，直擊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化 約稿內(nèi)容：針對高新技術(shù)發(fā)展前景、產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀的特點和人們所關(guān)心的問題，從發(fā)展趨勢、創(chuàng)新能力、市場需求、以及體制、機制、政策等方面進行深入分析。本刊編輯部特別希望專家學者就信息、生物與農(nóng)業(yè)、先進制造與自動化、新材料、新能源、資源與環(huán)境、海洋等高技術(shù)領(lǐng)域未來的發(fā)展趨勢及市場需求、產(chǎn)業(yè)化前景進行分析預(yù)測;特別希望經(jīng)濟學者從經(jīng)濟學和經(jīng)濟發(fā)展的角度，分析高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化在國民經(jīng)濟發(fā)展中所處的位置、市場需求、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、金融資本市場以及融資與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化之間的關(guān)系;希望專業(yè)人士總結(jié)分析高科技上市公司在證券市場的表現(xiàn)、經(jīng)營業(yè)績及其發(fā)展?jié)摿Γㄖ行∑髽I(yè)版高科技上市公司的運營情況等等。高新園區(qū)、孵化器等是國內(nèi)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要基地。本刊編輯部熱盼通過調(diào)查研究的案例分析文章，從一個產(chǎn)品、一個企業(yè)或者一個企業(yè)家的成長或盛衰史來推出自己的觀點。
二、網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線多媒體技術(shù)發(fā)展中的應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)編碼能夠提高無線傳輸系統(tǒng)的性能，在網(wǎng)絡(luò)吞吐量的提高、節(jié)點能耗的降低和網(wǎng)絡(luò)魯棒性的增強等多個方面效果明顯，是多媒體傳輸技術(shù)的有力支持。
1.多媒體組播
多媒體組播技術(shù)能夠充分利用無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，使得流媒體業(yè)務(wù)的速率和質(zhì)量得到了很大的提高。同時，網(wǎng)絡(luò)編碼又能夠提高組播網(wǎng)絡(luò)吞吐量和傳輸?shù)目煽啃裕匀藗儗α髅襟w組播中網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用機制進行了廣泛的研究。目前，基于流媒體在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)組播中的低帶寬率和高誤碼率特點，已經(jīng)提出一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的組播優(yōu)化模型。該技術(shù)能夠使得無線多媒體傳播得到最大的組播速率和有效的差錯控制。另外，學者們還對基于優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)編碼視頻組播技術(shù)進行了研究，應(yīng)用多入度、多層的組播樹模型，保證了無線視頻組播系統(tǒng)中優(yōu)先級網(wǎng)絡(luò)編碼的有效性。在此基礎(chǔ)上，又通過對無線碼率的分配和路由進行優(yōu)化，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)視頻組播技術(shù)的分布式優(yōu)化，保證了接收節(jié)點可用帶寬的最大化，從而獲得了最佳視頻傳輸效果。
2.多媒體廣播
多媒體廣播是一種特殊的組播形式，由于無線網(wǎng)絡(luò)在物理層上本身具有廣播特性，所以對流媒體廣播傳輸?shù)膶崿F(xiàn)非常便捷。利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)對無線流媒體的廣播服務(wù)進行優(yōu)化，已經(jīng)成為目前無線多媒體技術(shù)的研究熱點。對于單跳網(wǎng)絡(luò)中的實時廣播，一種合理的方案是在得知哪些數(shù)據(jù)包丟失以后，不對丟失的數(shù)據(jù)包本身進行簡單的重傳，而是對數(shù)據(jù)包的一個線性編碼組合進行重傳。這樣就可以同時恢復(fù)多個數(shù)據(jù)包，從而能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源傳輸數(shù)據(jù)。 multi-homed移動終端多媒體業(yè)務(wù)，可以應(yīng)用協(xié)作對等修復(fù)NC-CPR技術(shù)來提高MBMS的業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。這種技術(shù)使用了結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)編碼方案，通過強制編碼的系數(shù)矩陣結(jié)構(gòu)化，使網(wǎng)絡(luò)終端在接收不到滿意的無關(guān)數(shù)據(jù)包時，還能夠獲取部分解碼。這種編碼方案能夠顯著提高多媒體傳播的魯棒性，對優(yōu)化視頻或游戲的傳輸質(zhì)量具有重要的意義。
3.多媒體單播
通過網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)還能夠顯著提高無線流媒體單播服務(wù)的效率和質(zhì)量。例如，針對多路單播數(shù)據(jù)流，可以采用基于機會主義的網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。這樣對提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量具有重要意義。在上述轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)中，基于無線網(wǎng)絡(luò)的特點，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都對通信范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進行偵聽，并定期向鄰居廣播以通知其緩存的數(shù)據(jù)內(nèi)容。這樣通過每個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)編碼，就可以使更多節(jié)點利用該編碼數(shù)據(jù)包，從而有效提高信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。而overlay網(wǎng)絡(luò)，則可以基于網(wǎng)絡(luò)編碼進行多源視頻的協(xié)作傳輸，該技術(shù)主要是通過一種非系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)來提高無線多媒體傳輸數(shù)據(jù)的分集性能。這對具有源分集與路徑分集特征的分布式網(wǎng)絡(luò)信息傳輸具有顯著的提升效果。同時，還可以將無線網(wǎng)中通過中間節(jié)點進行信息交換的兩個節(jié)點看作兩個方向相對的單播會話。這樣基于無線網(wǎng)物理層的廣播特征，就可以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)實現(xiàn)無線節(jié)點的信息交換，從而有效提高無線網(wǎng)絡(luò)中的多媒體信息傳播速率。這對優(yōu)化流媒體的傳輸質(zhì)量具有重要作用。
4.視頻會議
網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高效、穩(wěn)定的多方無線視頻會議。具體實施過程中，通過將各節(jié)點的視頻數(shù)據(jù)與鄰居節(jié)點偵聽到的數(shù)據(jù)結(jié)合起來進行網(wǎng)絡(luò)編碼，然后將生成的數(shù)據(jù)包發(fā)送到基站。如果某節(jié)點無法直接從偵聽到的數(shù)據(jù)中提取源數(shù)據(jù)，則可以請求基站發(fā)送更多數(shù)據(jù)以協(xié)助解碼。而基站在接到請求后，計算所有請求節(jié)點的最大值，并應(yīng)用廣播的方式傳輸數(shù)據(jù)。這種方式能夠有效保證多方無線視頻會議數(shù)據(jù)信息傳輸過程中的質(zhì)量和速率，保證了信息傳播的有效性，能夠滿足視頻會議的基本要求。
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