无线VBR视频流传输的功率控制：从优化到强化学习
信息论
2019-04-02 v1 机器学习
math.IT
摘要
本文研究通过无线链路传输可变比特率（VBR）视频的功率控制问题。我们采用一个包含发送端（如基站）向配备播放缓冲区的接收端（如移动用户）发送 VBR 视频数据的系统模型，该模型用于动态自适应视频流应用。在此设定下，我们考虑以下两个目标来分析功率控制策略：1）最小化发送功耗；2）最小化通信会话的传输完成时间。为无中断播放视频，功率控制策略还需满足将 VBR 视频数据送达移动用户而不引起播放缓冲区下溢或上溢的要求。我们确定了一种定向注水算法作为最优离线策略，该算法对必要性最优条件给出了简洁明了的解释。随后，基于短时间窗内的信道状态信息（CSI）预测，提出了两种用于功率控制的在线策略。我们采用动态规划来实现最优离线策略以及最小化通信会话发送功耗的初始在线功率控制策略。接着，针对第二种在线功率控制策略采用了基于强化学习（RL）的方法。仿真结果表明，相比最小化视频流传输时长的策略，最小化总功耗的最优离线功率控制策略可带来显著的节能效果。我们还证明，除非信道高度相关，否则 RL 算法的表现优于基于动态规划的在线分组注水（GWF）策略。
引用
@article{arxiv.1904.00327,
title = {Power Control for Wireless VBR Video Streaming: From Optimization to Reinforcement Learning},
author = {Chuang Ye and M. Cenk Gursoy and Senem Velipasalar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.00327},
year = {2019}
}