隨著汽車工業(yè)和移動通信技術的高速發(fā)展,車聯(lián)網（IoV）中的視頻業(yè)務在娛樂、道路安全等方面都將發(fā)揮更加重要的作用。由于無線信道條件的動態(tài)變化特性和無線頻譜資源、計算資源及存儲資源的有限性,為車輛提供高質量,低時延和低抖動的視頻服務是一個巨大的挑戰(zhàn)。本文研究車聯(lián)網中基于視頻業(yè)務的頻譜資源、計算資源和存儲資源的分配問題,以最大化用戶的視頻體驗質量。具體工作如下:（1）本文提出一種車聯(lián)網中基于直播視頻轉碼和傳輸?shù)馁Y源分配方案。與現(xiàn)有研究在視頻流建模時只考慮視頻比特率不同,考慮到不同類型的視頻轉碼需要不同的計算資源,本文將比特率和視頻類型都考慮在內。通過聯(lián)合優(yōu)化車輛調度,比特率選擇,計算和頻譜資源分配,以最大程度地提高所有車輛的視頻質量,并降低時延和質量抖動。由于IoV中的無線信道和可用資源都具有馬爾科夫特性,上述聯(lián)合優(yōu)化問題被建模為馬爾科夫決策過程（MDP）。本文采用基于最大熵的“Soft Actor-Critic”算法解決此MDP問題。最后,大量仿真結果表明,與其他強化學習（RL）算法相比,該算法在學習效率,探索能力和穩(wěn)定性等方面都更加出色。（2）本文提出一種車聯(lián)網中基于可伸縮視頻編碼（SV... 

【文章來源】：山西大學山西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

霧節(jié)點與車輛之間的SINR分布圖

第二章車聯(lián)網視頻傳輸與強化學習研究7而影響通信的時空分布。因此，車聯(lián)網的系統(tǒng)架構如圖2.2所示。RSU(有存儲、計算、通信功能)和公交車(有計算、通信功能)為霧節(jié)點，來自車輛的視頻請求會在此處進行判斷，如果本地有滿足請求的視頻資源會直接下發(fā)給車輛，反之從云平臺申請，經過霧節(jié)點的轉碼等手段進行處理后發(fā)放。另外，私家車可以與公交車進行V2V通信，從而減輕RSU的通信壓力，釋放資源，保證視頻的傳輸。圖2.2車聯(lián)網系統(tǒng)架構圖2.1.2車聯(lián)網信道模型現(xiàn)如今車聯(lián)網中的信道模型主要分為兩種，一種是基于2003年由IEEE提出的IEEE802.11p通信標準，另一種是D2D通信模式[58]。對于802.11p來說，針對的是專用短距離(DSRC)通信，采用正交頻分復用技術，將信道分為多個平行的子信道使用，它的覆蓋范圍在1000米左右,可以克服多徑衰落。子信道之間會相互競爭，采用了可以避免沖突的載波監(jiān)聽多路訪問(CarrierSenseMultipleAccess.CSMA)技術。每個節(jié)點在競爭接入信道時，都會事先偵聽是否有其他的節(jié)點正在進行數(shù)據(jù)傳輸，如果信道處于空閑，則進行數(shù)據(jù)傳輸，否則需要等到該節(jié)點傳輸結束時再接入。因此，通信經常會發(fā)生碰撞和造成資源浪費。此外，頻分多址復用在進行信道劃分時，會將可用的頻段分為七個子信道，其中一個信道為控制信道(CCH)，另外六個信道為服務信道(SCH)。因此，基于802.11p協(xié)議的信道模型，同時可以服務的車輛較少。在LTE-V系統(tǒng)中，采用D2D的通信模式時，車輛可以選擇V2I通信，也可以選

車聯(lián)網中基于視頻業(yè)務的資源分配研究8擇V2V通信。對于V2I來說，其工作頻段為2GHz，而V2V工作在5.9GHz，因此兩者之間不存在同頻干擾。與802.11p相比，D2D有更高的頻譜使用效率，在有限的帶寬資源條件下，服務的車輛更多。此外，由于LTE已在全球成功部署，因此使用LTE-V2X設計，集成范圍和市場規(guī)模都是更大的。2.2視頻傳輸技術2.2.1視頻轉碼技術如今，越來越多的終端設備(例如智能手機，平板電腦，高清電視)被使用，而且很多的視頻源來自非專業(yè)人事，如游戲玩家，在線課程的老師，活動現(xiàn)場的主持人等。視頻服務器往往可以為用戶提供多種格式的視頻，如AVI、MP4、RM、RMVB、MOV、VOB、MPEG、DAT、MKV、FLV、3GP等。提供的視頻編碼率可以從低清64Kbps、384Kbps,到高清的2Mbps、8Mbps,甚至是超清的20Mbps。同時，用戶終端的播放服務器也是多種形式的。為了滿足不同網絡條件和不同終端格式的要求，需要對視頻轉碼之后在傳輸。如圖2.3所示，視頻庫會存放來自直播、用戶上傳的小規(guī)模視頻，以及大量的視頻服務平臺的視頻，在收到不同用戶請求的不同視頻之后，編碼器會根據(jù)要求對視頻以視頻段的形式編碼，然后云分發(fā)中心會將不同碼率和格式的視頻分別發(fā)放給每個終端。圖2.3視頻轉碼中心生產流程圖在視頻生成過程中，廣播公司或用戶會捕獲視頻，對其進行編碼，然后將其上傳到視頻提供商，將這個視頻流稱為視頻源。由編碼器處理過后用于交付給用戶的稱為目標視頻。通常，在將視頻源轉碼為目標視頻的過程中，目標視頻的碼率往往會等于或低于視頻源的碼率。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]5G蜂窩車聯(lián)網組網性能研究[J]. 王君,紀曉東,張欣然,溫曉然,佟佳俊.  電信科學. 2020(01)
[2]車聯(lián)網中RSU動態(tài)接入選擇問題的研究[J]. 張穎,李培嵩,熊偉.  控制工程. 2019(11)
[3]基于5G的車聯(lián)網體系架構及其應用研究[J]. 劉琪,洪高風,邱佳慧,蘇偉,溫琦麗.  移動通信. 2019(11)
[4]基于分簇結構的車聯(lián)網認知頻譜分配機制[J]. 薛玲玲,樊秀梅.  計算機科學. 2019(09)
[5]基于5G網絡的自動駕駛研究[J]. 施媛媛,鄔小魯,馮霏,蔡嘉.  信息通信. 2019(08)
[6]車聯(lián)網中基于霧計算的最小化功率開銷任務卸載策略[J]. 劉通.  中國電子科學研究院學報. 2019(07)
[7]面向車聯(lián)網的車載智能終端及其實現(xiàn)探究[J]. 劉澄.  數(shù)字技術與應用. 2019(06)
[8]車聯(lián)網協(xié)作通信移動接入點選擇算法[J]. 王麗君,顏佳,韓濤,鄧德祥.  華中科技大學學報(自然科學版). 2019(06)
[9]車聯(lián)網異構網絡資源管理優(yōu)化研究[J]. 袁子葉,葛萬成.  信息通信. 2019(05)
[10]SDN中基于機器學習的網絡流量分類方法研究[J]. 李兆斌,韓禹,魏占禎,劉澤一.  計算機應用與軟件. 2019(05)



本文編號：3465667