课题基金 / 基金详情

QoS保障的视频流媒体认知无线传输的控制建模与策略优化

批准号:
62073115
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
江琦
依托单位:
学科分类:
控制理论与技术
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
江琦

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
面向高动态的复杂认知无线环境,研究可伸缩视频流媒体具有可靠QoS保障的传输控制建模、性能分析与策略优化方法。采用结合认知信道配置、发射功率控制、调制编码选择和视频编码调节的跨层协同的资源自适应管控,构成视频传输的QoS保障和性能优化机制。构建事件驱动的部分可观Markov控制过程的系统分析模型,有效描述信道感知和状态估计具有随机误差的认知无线视频传输系统的动态演化并保留可用于自适应优化的动态信息。基于事件性能势建立一阶矩和二阶中心矩测度的性能灵敏度分析体系,为多种类型的QoS保障提供严谨的性能分析和优化框架。结合在线辨识满足统计型约束的策略空间,提出基于随机学习的快速求解带约束优化问题的在线自适应算法,切实提高优化控制在线实现的可行性。项目研究为5G通信中需求快速增长的视频流媒体认知无线传输提供有效的优化控制方案,促进高动态异构无线网自适应资源管理中一类具有共性的关键技术问题的解决。
英文摘要
This research investigates the modeling, performance analysis, and policy optimization for QoS-guaranteed scalable video streaming over cognitive radio (CR) in complex dynamic environments. Combined with CR channel allocation, transmit power control, adaptive modulation and coding, and video encoding adjustment, a cross-layer resource adaptive management scheme is presented for CR video streaming. An analytical model based on event-driven partially observable Markov control processes is introduced to formulate the control of CR video streaming. It efficiently captures the dynamics evolution of CR systems with random errors in channel sensing and state estimation, and conserves more available dynamics information that could be exploited for adaptive optimization. Performance sensitivity analysis based on event potentials is established for mean and variance criterions, aiming to provide a rigorous analysis and optimization framework for provisioning multi-type QoS perceived to user experience. Combined with online identification of the subspace of policies satisfying the statistical constraints, stochastic learning based adaptive algorithms are developed to directly solve the constrained optimization problems. This research provides an efficient control and optimization scheme for QoS-guaranteed CR video streaming to address the dramatically increasing demands in 5G communications, and contributes to the solutions of a class of common and key technical problems in adaptive resource management of highly dynamic heterogenous wireless networks.
QoS保障的认知无线视频传输是5G通信中高效利用紧缺的频谱资源以提供需求急剧增长的视频应用服务的一项关键技术。认知无线环境的复杂性和需要保障的QoS指标的多样性对优化控制提出了迫切要求。本项目面向复杂应用环境中具有QoS保障的可伸缩视频流媒体认知无线传输,从系统与控制角度进行控制建模、性能分析和自适应策略优化研究。(1)结合链路层的认知无线信道配置、传输层的调制编码选择和发射功率控制、流量层的SVC编码调节,提出跨层资源协同管控的QoS保障机制。(2)提出事件驱动的部分可观Markov控制过程模型,为状态信息不完全精确可知的系统动态提供有效描述,并充分保留可用的系统动态信息用于自适应优化。针对用户体验敏感的QoS指标的特点,基于事件性能势建立以一阶矩和二阶中心矩为测度的性能灵敏度分析框架,拓展Markov控制过程性能分析的理论体系,为多种类型QoS的保障提供严谨的理论分析和优化框架。(3)采用结合在线辨识满足约束策略空间的随机学习优化方法,提出快速直接求解带约束优化问题的在线自适应策略优化算法,满足环境自适应和计算实时的应用需求,为优化控制的在线实现提供可行方案。(4)对混杂QoS保障的认知无线可伸缩视频单播和自适应组播、多跳无线中继实时视频传输、UAV辅助的保密中继传输、移动边缘计算的自适应资源管控等相关研究热点问题提出了切实可行的优化控制方案。项目研究有助于促进高动态异构无线网络资源配置中一类具有共性的关键技术问题的解决,推动相关理论探索和应用研究的深入开展。
无线接入网QoS保证的节能控制建模与协同策略优化
  • 批准号:
    61374158
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    江琦
  • 依托单位:
国内基金
海外基金