基于比例积分微分控制技术的无线视频传输优化方法

摘要

本发明涉及基于比例积分微分控制技术的无线视频传输优化方法，属于无线视频通信领域。该方法包括：初始化；对将要传输的视频内容进行信源编码，根据冗余信息值对信源编码后的视频信息进行信道编码；并通过通信网络进行传输到客户端；客户端对接收到的视频信号进行解码播放，并通过后向信道对服务器端进行信息反馈；服务器端在收到客户端的反馈信号后，计算无线信道的丢包率，并根据丢包率实时更新抗差错的冗余信息值；用更新后的冗余信息值对视频数据进行编码、并打包发送。本发明可提高无线信道误码率小尺度变化时传输效率，能够抵抗天气、地形、干扰和移动速度对于无线视频通信的影响，为不同要求的用户提供不同质量的服务。

主权项

1、一种基于比例积分微分控制技术的无线视频传输优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)对服务器端进行初始化；2)服务器端对将要传输的视频内容进行信源编码，根据冗余信息值对信源编码后的视频内容进行信道编码；3)信道编码后的视频内容通过无线信道进行传输到客户端；4)客户端对接收到的视频内容进行解码播放，并根据接收到的数据包的状态，进行差错探测，得到正确或是错误的探测结果，同时把正确接收确认信号和错误接收确认信号，通过后向信道对服务器端进行信息反馈；5)服务器端在收到客户端的反馈信息后，计算无线信道的丢包率，并根据丢包率实时更新抗差错的冗余信息值；6)用更新后的冗余信息值，重复执行步骤2)—6)，对视频内容进行编码、并打包发送；所述步骤1)中对服务器端进行初始化的具体实现方法为：首先发送一段时间的无冗余保护数据包，对客户端的反馈信息进行统计，得到当前无线信道的丢包率值，然后根据该丢包率值对服务器端的参数进行初始化；所述步骤5)更新抗差错的冗余信息值的具体方法包括以下步骤：(51)采用限定记忆法计算信道丢包率：采用时刻t之前收到的S个反馈信息统计信道丢包率，得到时刻t的信道丢包率perobs(t)，并将perobs(t)作为观测值；具体计算公式如下：$\mathrm{perobs}\left(t\right)=\frac{1}{s}\underset{i=n_t}{\overset{n_t-s+1}{\Sigma }}m\left(i\right)$式中，n_t＝max{k|t_k<t}t表示当前时刻，k表示第k个数据包，则t_k表示第k个数据包的反馈信息到达的时刻，n_t表示到t时刻为止最后到达的数据包的反馈信息；(52)根据步骤(51)得到的观测值perobs(t)与预期控制的丢包率目标值perobj，计算t时刻丢包率的偏差e(t)：e(t)＝perobs(t)-perobj；(53)对冗余信息值进行调整：即计算原有的冗余信息值的改变值Δr：$\mathrm{\Delta r}=\frac{1}{\delta }(e+I+D)$$I=\frac{1}{T_I}{\int }_0^t\mathrm{edt}$$D=T_D\frac{d_e}{d_t};$式中：δ为比例带，取正值或负值；T_I为积分时间；T_D为微分时间；I为积分参数，D为微分参数；对上述公式加以离散化，得到t时刻冗余信息值r(t)作为新的冗余信息值：$r\left(t\right)=r(t-w)+\frac{1}{\delta }(e\left(t\right)+I\left(t\right)+D\left(t\right));$式中：w表示调整的时间间隔；t时刻的积分参数I，微分参数D采用迭代计算如下：$I\left(t\right)=I(t-w)+\frac{1}{T_I}e\left(t\right)$D(t)＝T_D(e(t)-e(t-w))。