การส่งสัญญาณวิดีโอที่มีอัตราบิตต่ำบนเครือข่ายไร้สายแบบจุดต่อจุด

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้พิจารณาการเข้ารหัสวิดีโอ QCIF ที่มีความละเอียด 176 X 144 จุดแบบอัตราบิตตํ่าสำหรับการส่งบนช่องสัญญาณไร้สาย เนื่องจากแบนวิดท์ที่มีอยู่สำหรับการส่งข้อมูลตามมาตรฐานโทรศัพท์ไร้สายยุคที่ 3 ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตราการส่งสูงสุดถึง 2 Mbps การเข้ารหัสจึงควรจะสามารถปรับเปลี่ยน ให้สอดคลองกับช่องสัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงตามเวลาได้ เพื่อให้สัญญาณวิดีโอมีคุณภาพดีที่สุดในขณะใดๆ ด้วยธรรมชาติของการส่งข้อมูลบนเครือข่ายไร้สาย คุณภาพของสัญญาณที่ส่งขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยไม่ว่าจะเป็น ระยะทางระหว่างผู้ส่งกับผู้รับหรือความเร็วของโทรศัพท์เคลื่อนที่เมื่อเทียบกับสถานีฐาน ในกรณีนี้เราจะพิจารณาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอัตราบิตผิดพลาดตามเวลาที่มีต่อสัญญาณวิดีโอที่เข้ารหัสแล้ว เนื่องจากความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในช่องสัญญาณมีลักษณะเป็นช่วงๆ ระบบขนส่งข้อมูลที่ใช้จึงต้องมีส่วนควบคุมความผิดพลาด ที่จะไม่เพิ่มส่วนหัวสำหรับป้องกันความผิดพลาดมากจนเกินไป วิทยานิพนธ์นี้จึงนำเสนอการปรับปรุงระบบเข้ารหัสสัญญาณวิดีโอให้สอดคล้องกับอัตราบิตผิดพลาดของช่องสัญญาณในขณะใดๆ โดยข้อมูลของอัตราบิตผิดพลาดของช่องสัญญาณจะได้รับมาระดับที่พักข้อมูลชั่วคราวของระบบควบคุมความผิดพลาดแบบ ARQ (Automatic Repeat reQuest) มาตรฐานวิดีโอที่ใช้คือ มาตรฐาน H.263 ของ ITU-T ซึ่งสอดคล้องกับการเข้ารหัสวิดีโอแบบอัตราบิตตํ่า ในมาตรฐานดังกล่าว การเข้ารหัสสัญญาณวิดีโอจะประกอบด้วยพารามิเตอร์จำนวนมากเพื่อให้ผู้ออกแบบระบบสามารถเข้ารหัสวิดีโอได้สอดคล้องกับบริการที่ใช้งาน ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการปรับพารามิเตอร์การเข้ารหัส 3 ตัว ประกอบกับเทคนิคการเลือกใช้อินทราเฟรม เพื่อปรับเปลี่ยนอัตราบิต โดยสามารถเลือกคงคุณภาพในส่วนของความคมชัดหรือความต่อเนื่องของสัญญาณภาพได้ ผลการทดลองที่ได้แสดงถึงความสามารถทั้งในด้านการส่งซึ่งได้อัตราเฟรมสูงสุดถึงร้อยละ 80 ถึง 90 ของอัตราเฟรม สูงสุดสำหรับสัญญาณวิดีโออัตราบิตตํ่า และคุณภาพก็อยู่ในระดับร้อยละ 80 ถึง 90 ของอัตราบิตสูง โดยวัดจากค่าอัตราส่วนกำลังสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนและความหนาแน่นเฟรมที่แสดงผล รวมทั้งความยืดหยุ่นของระบบที่มีต่อเวลาที่ใช้ส่งสัญญาณรวมทั้งระดับคุณภาพของสัญญาณที่เวลาต่างๆ ทั้งในช่วงเวลาลดทอนสั้นและยาว