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【2h】

Non-stationary Resource Allocation Policies for Delay-constrained Video Streaming: Application to Video over Internet-of-Things-enabled Networks

机译：延迟约束视频的非平稳资源分配策略   流媒体：通过物联网网络应用于视频

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摘要

Due to the high bandwidth requirements and stringent delay constraints ofmulti-user wireless video transmission applications, ensuring that all videosenders have sufficient transmission opportunities to use before their delaydeadlines expire is a longstanding research problem. We propose a novelsolution that addresses this problem without assuming detailed packet-levelknowledge, which is unavailable at resource allocation time. Instead, wetranslate the transmission delay deadlines of each sender's video packets intoa monotonically-decreasing weight distribution within the considered timehorizon. Higher weights are assigned to the slots that have higher probabilityfor deadline-abiding delivery. Given the sets of weights of the senders' videostreams, we propose the low-complexity Delay-Aware Resource Allocation (DARA)approach to compute the optimal slot allocation policy that maximizes thedeadline-abiding delivery of all senders. A unique characteristic of the DARAapproach is that it yields a non-stationary slot allocation policy that dependson the allocation of previous slots. We prove that the DARA approach is optimalfor weight distributions that are exponentially decreasing in time. We furtherimplement our framework for real-time video streaming in wireless personal areanetworks that are gaining significant traction within the newInternet-of-Things (IoT) paradigm. For multiple surveillance videos encodedwith H.264/AVC and streamed via the 6tisch framework that simulates theIoT-oriented IEEE 802.15.4e TSCH medium access control, our solution is shownto be the only one that ensures all video bitstreams are delivered withacceptable quality in a deadline-abiding manner.
机译：由于多用户无线视频传输应用的高带宽要求和严格的延迟约束，确保所有视频提供者在其延迟期限到期之前有足够的传输机会来使用是一个长期的研究问题。我们提出了一种新颖的解决方案，该解决方案无需假定详细的数据包级别的知识即可解决此问题，而在资源分配时这是不可用的。取而代之的是，我们将每个发送者的视频数据包的传输延迟截止期限转换为在考虑的时间范围内单调递减的权重分布。较高的权重被分配给具有较高的截止期限交付可能性的插槽。给定发送方视频流的权重集，我们提出了一种低复杂度的延迟感知资源分配（DARA）方法，以计算最佳时隙分配策略，该策略最大程度地延长了所有发送方的最后期限。 DARA方法的独特之处在于，它会产生一个非固定的时隙分配策略，该策略取决于先前时隙的分配。我们证明了DARA方法对于随着时间呈指数下降的权重分布是最佳的。我们进一步实现了用于无线个人局域网中实时视频流的框架，该框架在新的物联网（IoT）范式中获得了极大的关注。对于通过H.264 / AVC编码并通过6tisch框架进行流传输的多个监视视频，该6tisch框架模拟了面向IoT的IEEE 802.15.4e TSCH媒体访问控制，我们的解决方案被证明是唯一能够确保所有视频比特流在规定期限内以可接受的质量交付的解决方案守法。

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