王海東

（1.太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院 太原 030024；2.西安交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院 西安 710049）

1 引言

IEEE 802.11無線局域網(wǎng)絡(luò) （wireless local area network，WLAN）被廣泛應(yīng)用于企業(yè)、學(xué)校、酒店、商場(chǎng)等各種領(lǐng)域。相比其他無線網(wǎng)絡(luò)，如 GSM、UMTS、WiMAX、LTE等，IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、靈活、部署成本低、擴(kuò)展能力強(qiáng)等。視頻業(yè)務(wù)是WLAN所承載的重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型，如何在WLAN中高質(zhì)量地傳輸視頻數(shù)據(jù)是一項(xiàng)需要迫切解決的問題。

IEEE 802.11無線局域網(wǎng)的媒體接入控制（MAC）層具有基本的服務(wù)質(zhì)量 （quality of service，QoS）功能。IEEE 802.11 MAC層的協(xié)議框架如圖 1所示。DCF（distributed coordination function）協(xié)議是IEEE 802.11MAC層的基本協(xié)議，在DCF的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展出了PCF、HCCA、EDCA和MCCA。其中，HCCA和EDCA提供了基本的QoS支持，HCCA提供基于參數(shù)的QoS，EDCA提供基于優(yōu)先級(jí)的QoS。

圖1 IEEE 802.11 MAC層協(xié)議框架

分布式協(xié)調(diào)功能（DCF）是IEEE 802.11MAC層協(xié)議的基礎(chǔ)，其基本思想是“先聽后說”，包括兩個(gè)策略，分別為載波偵聽多路訪問（carrier sensemultiple access，CSMA）機(jī)制和沖突避免（collision avoidance，CA）機(jī)制[1]。為了增加WLAN對(duì)QoS的支持，IEEE 802.11工作組在IEEE 802.11e中引入了混合協(xié)調(diào)功能（hybrid coordination function，HCF）。HCF定義了兩種信道訪問機(jī)制：基于競(jìng)爭(zhēng)的信道訪問機(jī)制被稱為 EDCA（enhanced distributed channel access）；基于輪詢的信道訪問機(jī)制被稱為HCCA （HCF controlled channel access）。IEEE 802.11e MAC 層引入了 TXOP（transmission opportunity）機(jī)制。TXOP是一個(gè)時(shí)間間隔，在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，STA（station，站點(diǎn)）有權(quán)一直傳輸數(shù)據(jù)。如果STA通過競(jìng)爭(zhēng)的方式獲得TXOP，則稱為EDCA-TXOP；如果通過輪詢控制的方式獲得TXOP，則稱為HCCA-TXOP。

EDCA在一個(gè)STA上定義了4種訪問類型（access categories，AC）， 分別被標(biāo)識(shí)為AC_VO（voice）、AC_VI（video）、AC_BE（besteffort）和 AC_BK（background）。這 4 種AC通過設(shè)置不同的參數(shù)集實(shí)現(xiàn)不同信道的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先級(jí)。

每個(gè) AC的參數(shù)集包括 AIFS[AC]、AIFSN[AC]、CWmin[AC]、CWmax[AC]和 TXOPlimit[AC]。帶有 EDCA 功能的 STA同樣需要偵聽無線信道，如果信道空閑時(shí)間持續(xù)一個(gè)AIFS（arbitration interframe space）時(shí)間間隔，則啟動(dòng)退避計(jì)數(shù)器，即AIFS等同于DCF協(xié)議中的DIFS。AIFS的計(jì)算式如下：

AIFS[AC]SIFS+AIFSN[AC]×aSlotTime,AIFSN[AC]≥2 （1）

其中，AIFSN[AC]是一個(gè)大于2的整數(shù)，CWmin[AC]和CWmax[AC]是每個(gè)AC競(jìng)爭(zhēng)窗口的最小值和最大值，TXOPlimit[AC]規(guī)定了每個(gè)AC的TXOP持續(xù)時(shí)間。

HCCA 引入了混合協(xié)調(diào)器（hybrid coordinator，HC），HC 一般由AC擔(dān)任，通過輪詢的方式給STA分配信道訪問時(shí)間。

圖2 HCCA輪詢調(diào)度

如圖2所示，給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的HCCA-TXOP輪詢調(diào)度示例，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中有3個(gè)數(shù)據(jù)流需要輪詢分配TXOP時(shí)間（i，j，k），并且輪詢調(diào)度的時(shí)間周期是 SI（service interval）。

IEEE 802.11的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議雖然引入了一些QoS技術(shù)，但沒有充分考慮視頻業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。視頻業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在傳輸要求上有很大的不同。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以降低誤碼率、提高系統(tǒng)吞吐量等作為網(wǎng)絡(luò)的主要指標(biāo)；而視頻傳輸?shù)闹饕繕?biāo)是提高視頻在用戶終端的播放質(zhì)量，而不同的視頻應(yīng)用也對(duì)播放質(zhì)量和傳輸時(shí)延有特別的要求。

再者，由于最新的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)（如MPEG系列或H.26x系列）都采用了預(yù)測(cè)編碼機(jī)制，以消除冗余和提高壓縮效率，這恰好給視頻數(shù)據(jù)的碼流直接引入了很強(qiáng)的依賴性。在接收端，解碼器一般采用一定的錯(cuò)誤消隱機(jī)制抵抗網(wǎng)絡(luò)傳輸中的分組丟失與誤碼。所謂錯(cuò)誤消隱，是指利用視頻數(shù)據(jù)中相鄰視頻幀或宏塊對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，提高視頻播放的質(zhì)量。因此，視頻數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的錯(cuò)誤有一定的容錯(cuò)性，但對(duì)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性有更為嚴(yán)格的要求。由此可見，單純地降低誤碼率已經(jīng)不能很好地滿足視頻業(yè)務(wù)的需求，將視頻業(yè)務(wù)的內(nèi)容特征和無線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)狀態(tài)有效地結(jié)合到一起，建立以提高視頻感受質(zhì)量為最終目的、以合理配置無線網(wǎng)絡(luò)資源為手段的跨層優(yōu)化結(jié)構(gòu)，成為無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)睦硐肽繕?biāo)，這種技術(shù)也可以被稱為質(zhì)量驅(qū)動(dòng)的視頻傳輸控制技術(shù)。

2 無線網(wǎng)絡(luò)中質(zhì)量驅(qū)動(dòng)的視頻傳輸控制算法

隨機(jī)分組丟失可能導(dǎo)致視頻質(zhì)量的嚴(yán)重惡化[2]，因此如果在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)帶寬受限或資源緊缺，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的調(diào)度器應(yīng)該優(yōu)先傳輸重要的視頻分組，以最大限度地提高終端用戶的視頻質(zhì)量。

然而如何準(zhǔn)確、有效且低復(fù)雜度地度量一個(gè)視頻分組的重要性或失真大小，仍然是一個(gè)開放性的問題，也是視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

SVC[3]技術(shù)是解決這個(gè)問題的有效手段之一，但SVC編碼算法本身過于復(fù)雜，因此在實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用中很少采用。另一方面，失真分析也是解決這個(gè)問題的主要思路[4,5]，但視頻編碼壓縮技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得視頻分組或視頻幀的失真分析變得非常困難。為了最大程度地提高壓縮效率，現(xiàn)代編碼標(biāo)準(zhǔn)（如MPEG系列或H.26x系列）使用了很多先進(jìn)的壓縮技術(shù)[6]，如幀間預(yù)測(cè)、幀內(nèi)預(yù)測(cè)、亞像素預(yù)測(cè)等。這些先進(jìn)的技術(shù)固然有效地提高了壓縮編碼的效率，但也使得視頻流比特之間產(chǎn)生了很大的相關(guān)性和依賴性，不同的比特對(duì)視頻終端顯示的影響程度也大不相同。另外，錯(cuò)誤消隱機(jī)制在解碼器中的使用，也對(duì)失真分析的效果產(chǎn)生了影響。這些失真估計(jì)的算法從碼流中獲取一些壓縮編碼的信息，如一個(gè)視頻分組中SKIP宏塊和Intra-Coded宏塊的數(shù)目、一個(gè)視頻幀被后續(xù)視頻幀參考的次數(shù)、運(yùn)動(dòng)矢量的統(tǒng)計(jì)信息等。然后從統(tǒng)計(jì)層面構(gòu)造這些編碼信息與失真度量的函數(shù)關(guān)系。不難看出，這些方法都需要全部或部分解碼視頻流數(shù)據(jù)。因此，過高的復(fù)雜度仍然是制約這類算法在IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的關(guān)鍵障礙。

視頻分組的優(yōu)先級(jí)劃分是度量重要性的簡(jiǎn)單方法，但其以降低精確性為代價(jià)。I、P、B幀的優(yōu)先級(jí)劃分是最簡(jiǎn)單的方法，即優(yōu)先級(jí)排序?yàn)镮>P>B。通過利用視頻流的壓縮編碼信息[7]，可以提高優(yōu)先級(jí)劃分的準(zhǔn)確性，但也相應(yīng)地提高了計(jì)算復(fù)雜度。研究表明，在精確度要求不高的場(chǎng)合，基于優(yōu)先級(jí)的方法也能有效提高視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。但如果使用一定的數(shù)學(xué)模型精確求解最優(yōu)方法時(shí)，簡(jiǎn)單的優(yōu)先級(jí)劃分不能勝任。簡(jiǎn)言之，視頻分組重要性度量的核心在于尋找精確度與復(fù)雜度之間的平衡點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)視頻傳輸最主要的特征就是時(shí)延限制。一個(gè)實(shí)時(shí)視頻流的數(shù)據(jù)分組必須在一個(gè)規(guī)定的時(shí)延內(nèi)到達(dá)用戶接收端，如果超過這個(gè)時(shí)延限制，即使該視頻分組被正確接收，也不能解碼和顯示[8]，這個(gè)時(shí)延限制可以被稱為deadline。

內(nèi)容感知和時(shí)延感知的調(diào)度算法是提高實(shí)時(shí)視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。這個(gè)問題被關(guān)注了很多年，針對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸，很多學(xué)者提出了先進(jìn)的算法和策略。EDF（earliest-deadline-first）算法是有線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)應(yīng)用的最優(yōu)調(diào)度算法[9]，但其并沒有考慮無線環(huán)境的時(shí)變性，也沒有考慮視頻內(nèi)容，因此并不適用于無線網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸。參考文獻(xiàn)[10]提出一種媒體流的率失真優(yōu)化的報(bào)調(diào)度算法，該算法在調(diào)度過程中考慮反饋信息和視頻的統(tǒng)計(jì)特征。參考文獻(xiàn)[2]提出一種多視頻流協(xié)作傳輸框架，該框架不僅要平衡不同視頻流之間的碼率和失真，也要平衡一個(gè)視頻流內(nèi)的碼率與失真。在參考文獻(xiàn)[11]中，把無線網(wǎng)絡(luò)中視頻分組的調(diào)度問題描述為一個(gè)動(dòng)態(tài)規(guī)劃框架，并且提出一種新的調(diào)度算法，綜合考慮了信道特征、分組時(shí)延限制和分組重要性。然而，這些算法都是針對(duì)一般無線網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度算法，并沒有考慮IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)特性和相關(guān)協(xié)議。

前向糾錯(cuò)（forward error correction，F(xiàn)EC）和自動(dòng)重傳請(qǐng)求（automatic retransmission request，ARQ）是抵抗無線信道傳輸錯(cuò)誤的一般策略。IEEE 802.11協(xié)議也使用了重傳機(jī)制，當(dāng)數(shù)據(jù)分組發(fā)送失敗后，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)重傳過程并將競(jìng)爭(zhēng)窗口的大小翻倍。如果重傳的次數(shù)超過一個(gè)上限值，則丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)分組。但I(xiàn)EEE 802.11協(xié)議并沒有定義如何設(shè)置合適的最大重傳次數(shù)。

[12]提出一種基于時(shí)間的自適應(yīng)重傳（time-based adaptive retry，TRA）算法，在應(yīng)用層根據(jù)視頻分組的重要性給每一個(gè)視頻分組分配一個(gè)重傳時(shí)間門限（retransmission deadline），在WLAN的MAC層，系統(tǒng)根據(jù)這個(gè)重傳門限確定視頻分組的重傳或丟棄。仿真實(shí)驗(yàn)表明，TRA算法優(yōu)于固定重傳次數(shù)策略和無限重傳次數(shù)策略。參考文獻(xiàn)[13]針對(duì)視頻流在WLAN中的傳輸，提出一種自適應(yīng)的跨層重傳限制（cross-layer packet retry limitadaptation）算法，該算法估計(jì)每個(gè)視頻分組的傳輸時(shí)間，在聯(lián)合考慮視頻分組的傳輸時(shí)間和重要性的基礎(chǔ)上，給每個(gè)視頻分組分配重傳限制。

FEC算法一般可以分成分組層的FEC（PFEC）和字節(jié)層的FEC（BFEC），PFEC有較強(qiáng)的錯(cuò)誤恢復(fù)能力，但引入了較大的時(shí)延和抖動(dòng)；BFEC的糾錯(cuò)能力較弱，但時(shí)延和抖動(dòng)低。參考文獻(xiàn)[14]提出了一種自適應(yīng)的子分組層FEC（sub-packet FEC，SPFEC）算法。SPFEC算法的基本思想是根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的信道狀況，調(diào)整編碼塊的大小。仿真實(shí)驗(yàn)表明，SPFEC算法在實(shí)時(shí)視頻傳輸時(shí)的性能優(yōu)于PFEC和BFEC。非平等錯(cuò)誤保護(hù)（unequal loss protection，ULE）是視頻通信中的基本策略，其基本思想是給重要性不同的數(shù)據(jù)分組分配不同的冗余編碼。參考文獻(xiàn)[15]針對(duì)可分級(jí)編碼（SVC）視頻流，提出了一種內(nèi)容自適應(yīng)的優(yōu)先級(jí)劃分策略，然后用ULE策略給予不同的保護(hù)，提高了WLAN中視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。FEC和ARQ機(jī)制都會(huì)引入額外的時(shí)延。另外，上述算法沒有考慮如何減少WLAN中的沖突概率，也沒有考慮MAC層隊(duì)列中的分組調(diào)度問題。

3 基于輪詢調(diào)度的視頻傳輸控制算法

HCCA協(xié)議是一種基于輪詢的信道訪問控制協(xié)議。這個(gè)協(xié)議需要AP站點(diǎn)輪詢地給每一個(gè)STA分配TXOP時(shí)間。HCCA協(xié)議最關(guān)鍵的參數(shù)是輪詢時(shí)間SI和每個(gè)STA的TXOP時(shí)間，協(xié)議推薦的TXOP計(jì)算式為：

其中，[X]表示向上取整，ρi是數(shù)據(jù)流的發(fā)送速率，Li是數(shù)據(jù)分組的大小，Ri是網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，O是數(shù)據(jù)傳輸中的其他額外時(shí)間開銷。但式（2）僅適用于CBR（constant bit rate）數(shù)據(jù)流，而視頻流一般是 VBR（variable bit rate）數(shù)據(jù)流，因此并不適用于視頻流的傳輸。

參考文獻(xiàn)[16]提出了公平 HCF（fair HCF，F(xiàn)HCF）調(diào)度算法，F(xiàn)HCF算法通過利用VBR流的平均速率以及對(duì)其瞬時(shí)速率與平均速率的偏差進(jìn)行估計(jì)，再結(jié)合MAC層隊(duì)列長(zhǎng)度的估算TXOP時(shí)間。仿真實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)HCF算法不僅能夠?qū)?shí)時(shí)視頻傳輸提供更好的QoS支持，而且能夠保證多個(gè)CBR流或VBR流之間的公平性。在參考文獻(xiàn)[17]中，為了更好地在WLAN中傳輸時(shí)延受限的SVC視頻流，筆者提出了一個(gè)基于HCCA的準(zhǔn)入控制算法，該算法將需要傳輸?shù)腟VC視頻流分割為幾個(gè)傳輸子流（sub-flow），然后利用一個(gè)簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃（linear programming）模型為每一個(gè)子流分配TXOP時(shí)間，以達(dá)到最大化利用無線信道的目的。

參考文獻(xiàn)[18]提出了支持QoS的面向優(yōu)先級(jí)的自適應(yīng)控制 （priority-oriented adaptive control with QoS guarantee，POAC-QG）協(xié)議，POAC-QG協(xié)議通過AP站點(diǎn)收集其他STA的QoS需求參數(shù)，然后利用這些參數(shù)計(jì)算SI和TXOP時(shí)間。仿真實(shí)驗(yàn)表明，POAC-QG協(xié)議能夠完全代替HCCA協(xié)議，而且有較少的視頻分組時(shí)延和抖動(dòng)。參考文獻(xiàn)[19]提出了一種基于測(cè)量的動(dòng)態(tài)TXOP（measurement-base dynamic TXOP，MBDTXOP）調(diào)度算法，主要思想是通過對(duì)VBR數(shù)據(jù)流的流量預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)調(diào)整TXOP時(shí)間。相似的算法在參考文獻(xiàn)[20,21]中也有詳細(xì)的研究。

根據(jù)HCCA協(xié)議需要一個(gè)HC實(shí)現(xiàn)TXOP時(shí)間的分配和調(diào)度功能，在實(shí)際的應(yīng)用中HC一般由AP擔(dān)任?；贖CCA協(xié)議的跨層算法一般通過實(shí)時(shí)獲取應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和物理層等的信息，計(jì)算最優(yōu)的SI時(shí)間和TXOP時(shí)間。但AP之間沒有協(xié)調(diào)功能，如果IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)被高密度地部署，則每個(gè)AP無線覆蓋的重疊區(qū)域會(huì)非常多。使用HCCA協(xié)議后，這些覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的數(shù)據(jù)分組沖突和碰撞，最終導(dǎo)致通信失敗，如圖3所示。因此，HCCA協(xié)議及其改進(jìn)算法沒有被大規(guī)模地應(yīng)用。

圖3使用HCCA協(xié)議后覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸示意

4 基于競(jìng)爭(zhēng)的視頻傳輸控制算法

DCF協(xié)議和EDCA協(xié)議都是基于競(jìng)爭(zhēng)的信道訪問機(jī)制，能夠有效地避免多AP信號(hào)重疊覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)分組沖突和碰撞。參考文獻(xiàn)[22]提出在標(biāo)準(zhǔn)的DCF協(xié)議中，AP節(jié)點(diǎn)和其他STA節(jié)點(diǎn)有相同的信道訪問優(yōu)先權(quán)，這樣會(huì)導(dǎo)致實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的上行數(shù)據(jù)（從STA到AP）和下行數(shù)據(jù)（從AP到STA）的不平衡。因此，筆者提出一種新的算法，在給定下行傳輸帶寬比例的條件下，求出AP節(jié)點(diǎn)上最優(yōu)的競(jìng)爭(zhēng)窗口大小，實(shí)現(xiàn)上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的公平傳輸。為了提高系統(tǒng)的吞吐量，很多學(xué)者提出了不同的算法和機(jī)制，包括改進(jìn)退避算法[23]、設(shè)置合適的競(jìng)爭(zhēng)窗口大小[24]、在相鄰小區(qū)使用不同的通信頻率[25]、使用令牌機(jī)制[26]等。但這些算法并沒有充分考慮視頻數(shù)據(jù)的內(nèi)容信息。

DCF協(xié)議沒有任何QoS機(jī)制，EDCA協(xié)議在MAC層定義了 4個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，分別是 AC_VO、AC_VI、AC_BE和AC_BK，對(duì)應(yīng)于語音業(yè)務(wù)流、視頻業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流和背景流。參考文獻(xiàn)[27]針對(duì)WLAN中帶數(shù)據(jù)分割（data partitioning）的H.264視頻流的傳輸，提出一種跨層的傳輸框架（cross-layer architecture，CL-ARCH）。H.264 首次引入了數(shù)據(jù)分割技術(shù)[6]，視頻數(shù)據(jù)分組可以分成視頻參數(shù)集（parameter set）、IDR（instantaneous decoding refresh picture）幀、數(shù)據(jù)分割類型A、數(shù)據(jù)分割類型B和數(shù)據(jù)分割類型C。CL-ARCH根據(jù)視頻分組的重要性，把不同類型的視頻分組分別映射到AC_VO、AC_VI和AC_BE。參考文獻(xiàn)[28]提出了一種跨層的動(dòng)態(tài)映射算法，以提高H.264視頻在WLAN中的傳輸速率。在這種動(dòng)態(tài)算法中，MAC層調(diào)度器根據(jù)MAC層隊(duì)列的長(zhǎng)度和視頻分組的重要性，把視頻分組映射到3個(gè)不同的隊(duì)列。參考文獻(xiàn)[29]也使用了類似的思想提高視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。參考文獻(xiàn)[30]提出了一種細(xì)粒度的優(yōu)化映射算法，即根據(jù)視頻分組的優(yōu)先級(jí)和當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)建立一個(gè)線性優(yōu)化模型，并求解出最優(yōu)的映射方案，進(jìn)一步提出視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。參考文獻(xiàn)[31]提出了一種時(shí)延感知的傳輸框架（deadline-aware transmission framework，DATF），DATF不僅進(jìn)行了類型映射，還估計(jì)了每個(gè)視頻分組的傳輸時(shí)延，并將可能超時(shí)的分組主動(dòng)丟棄。

本質(zhì)上，EDCA協(xié)議通過減少競(jìng)爭(zhēng)窗口的大小來提高它的優(yōu)先級(jí)，如果網(wǎng)絡(luò)中存在較多高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流，就會(huì)導(dǎo)致沖突的增加和網(wǎng)絡(luò)性能的降低，如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)中存在較多高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流時(shí)的場(chǎng)景

另外，IEEE 802.11系列協(xié)議已經(jīng)支持多速率技術(shù)，因此也是視頻傳輸領(lǐng)域的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)[32]針對(duì)多速率無線局域網(wǎng)提出了一種準(zhǔn)入控制機(jī)制，通過度量當(dāng)前的帶寬和接入新節(jié)點(diǎn)后的影響來確定是否接入。參考文獻(xiàn)[33]也進(jìn)行了相似的研究。參考文獻(xiàn)[34]提出了一種改進(jìn)的分布式協(xié)作 （enhanced high-performance distributed coordination function，EHDCF）算法，克服了傳統(tǒng)DCF協(xié)議在多速率條件下低速率節(jié)點(diǎn)影響高速率節(jié)點(diǎn)性能的問題。參考文獻(xiàn)[35]研究了時(shí)延敏感應(yīng)用在多速率WLAN中的公平性問題，并通過測(cè)量節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整MAC層參數(shù)。參考文獻(xiàn)[36]研究了多速率WLAN中的視頻多播問題，提出了一種質(zhì)量差別性多播（quality-differentiatedmulticast，QDM）協(xié)議，該協(xié)議通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率適應(yīng)視頻碼率的變化。總體而言，多速率無線局域網(wǎng)中的視頻傳輸問題仍處于研究的起步階段，也是未來研究的熱點(diǎn)。

5 結(jié)束語

高質(zhì)量的傳輸視頻數(shù)據(jù)是IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中的迫切需求之一。本文介紹了基于IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的質(zhì)量驅(qū)動(dòng)的視頻傳輸控制算法。EDCA和HCCA是IEEE 802.11協(xié)議棧定義的兩種基本的QoS機(jī)制，但并沒有考慮視頻數(shù)據(jù)的一些特點(diǎn)。目前，研究人員在EDCA和HCCA協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了很多質(zhì)量驅(qū)動(dòng)的視頻傳輸控制算法，但還沒有有效地克服這兩種協(xié)議固有的缺陷：EDCA協(xié)議簡(jiǎn)單，但多用戶條件下會(huì)降低系統(tǒng)性能；HCCA單小區(qū)性能較佳，但多小區(qū)的AP之間沒有協(xié)調(diào)。在充分利用視頻數(shù)據(jù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將兩種協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來提高視頻傳輸質(zhì)量是未來IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)中質(zhì)量驅(qū)動(dòng)的傳輸控制算法的研究目標(biāo)和方向。希望本文的研究有助于相關(guān)領(lǐng)域的研究人員更好地理解WLAN中視頻傳輸所面臨的挑戰(zhàn)和問題。

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