基于空时预编码技术的H.264传办输方案

摘要

随着科学技术的进步，移动多媒体通信在全球范围内得到了迅猛发展，人们对多媒体业务的需求也不断增长。如何显著提高移动通信系统中的频谱效率，以满足日益增长的通信容量的需求，成为世界范围内广泛关注和急需解决的问题。研究表明，多输入多输出（MIMO：Multiple-input Multiple-output）技术可以有效缓和上述矛盾。所谓MIMO 技术是指在系统的发端和收端采用多元天线阵列，以此获得空间复用和分集增益，在无需耗费额外功率和带宽的条件下大大增加了信道容量，并且能显著提高传输链路质量，空时码（STC：Space-time Coding）则充分挖掘MIMO 系统容量，是改善整个系统误码性能的有效手段。另一方面，如何提高多媒体信号的压缩率，以提升通信系统传输效率也成为多媒体通信中亟待解决的问题。H.264/AVC (Advanced Video Coding)为新一代视频压缩编码标准，因其出色的编码效率及其对各种网络的较强适应能力受到了国内外科研工作者的广泛重视。H.264 有着优异的压缩性能，并且码流差错恢复能力强，除此之外，它还具有良好的网络适应性，能够很好的适应无线网络的各种应用等。因此，MIMO 系统与H.264/AVC的结合将会极大的提高多媒体通信的可靠性。本文的研究工作从空时编码技术出发，围绕视频传输的关键技术展开，深入分析了H.264 码流分割方案及常用的空时编码方法，并在此基础上提出了基于空时预编码技术的H.264 传输方案。具体来说，本文做了如下几方面的研究工作：（1）H.264 码流分割策略。为了实现数据的不等差错保护，本文针对H.264编码器生成码流的不同部分对图像重建质量的作用不同，将码流分为两部分：一部分包括序列参数集SPS(Sequence Parameter Set）、图像参数集PPS(PictureParameter Set)和I 帧或IDR 帧（Instantaneous Decoding Refresh），余下数据为另一部分。（2）提出了基于预编码技术的空时编码系统，与传统STBC 系统相比，该系统可获更高的分集增益，检测复杂度适中，且随着信噪比的增加，其性能优势更加明显，并在此基础上提出了一种基于预编码技术的H.264/AVC 空时编码方案，该方案可以保证提升高优先级码流性能的同时不改变低优先级码流的抗误码性能，进而提高系统整体性能。仿真结果表明，提出的方案能够在不提高系统总功率的前提下获得更高的分集增益。与传统的基于MIMO 系统的H.264/AVC 传输方案相比，提出的方案具有更强的抗干扰能力。（3）简要分析了分组空时编码（GSTBC：Group Space Time Block Code）系统并进行了仿真实验，该系统实现了分集与传输速率之间的折衷，具有很好的实用性。仿真结果证明，对于分组空时编码系统而言，将天线两两组合，每个组合均使用STBC 编码是一种较好的方式，此法既保证了较高的传输速率，较好的系统性能，而且接收机算法的复杂度也较低。此外，本文对空时网格码（STTC:Space-Time Trellis Code）和全速率全分集（FDFR：Full Diversity Full Rate）空时码的构造机理做了简要阐述。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第二章 H.264 码流传输方案

第三章 MIMO 信道特性及系统容量

第四章 空时编码基本理论

第五章 基于预编码技术的H.264 空时编码方案

第六章 小结与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表或录用的文章