為了驗證我們所提出來的跨層可調性視訊傳輸機制的優點，我們使用網路 模擬器 Qualnet 4.0 [12]進行可調性視訊傳輸的模擬並且將我們所提出的跨層 架構與 EDCA (基礎層與增強層 slices 共用一個存取類別) 加以比較。
5.1 可調性視訊傳輸模擬架構
圖 5-1 可調性視訊傳輸模擬流程
如上圖 5-1，進行可調性視訊傳輸的模擬可分成幾個步驟：首先，我們在 encoder configure file 內設定相關的參數 (參考表 5-1)使得 encoder 根據設定 產生 SVC bitstream。
17
表 5-1 encoder configure
產生 SVC bitstream 之後，我們使用 JSVM 8.0 [11]提供的 BitStream bitstream 進行 discard 與 truncate 的動作，即可產生 resultant SVC bitstream。
最後 decoder 對 resultant SVCbitstream 進行解碼就能得到模擬結果的 YUV file。
5.2 模擬環境與參數設定
我們在 Qualnet 4.0 進行 unicast 可調性視訊傳輸模擬，QAP 與 QSTAs 皆 使 用 PHY 802.11b ，QAP 與 QSTAs 的 鏈結頻 寬是 2Mb/s 。QAP 與
18
QSTA1 建立可調性視訊傳輸並傳送 background traffic 到 QSTA1、QSTA3 與 QSTA5，主要目的是要增加 virtual collision (不同存取類別的 backoff time 同 時結束) 發生的機會。其餘的 QSTAs(QSTA2 與 QSTA4) 則傳輸 background traffic 到 QAP 來增加網路負載 (network loading)。
可調性視訊封包與 background traffic (CBR = 300 kbps) 封包的大小為 1000 bytes，模擬的時間為 12.5 secs。進行可調性視訊傳輸時，每一個 NAL Units 皆包含 RTP/UDP/IP Header 其大小為 12 + 8+ 20 = 40 bytes。圖 5-2 說 明了我們進行可調性視訊傳輸模擬的環境設定，QAP 的媒介存取控制層參數 的設定請參考表 5-2。
圖 5-3 模擬環境
19
表 5-2 QAP MAC Layer Parameter
5.3 模擬結果與分析
為了對跨層可調性視訊傳輸架構 (Cross-layer Arch.) 與 EDCA 進行效能 比較，統計基礎層封包 Packet Loss Rate (PLR) 的情況，並將傳輸完成的視訊 與原始視訊計算 PSNR 值。在 5.3.4 擷取部份實際的視訊畫面進行比較，而 5.3.5 則透過長時間的視訊傳輸模擬來驗證 Cross-layer Arch. 的可行性。
5.3.1 Packet Loss Rate (PLR)
每個 NAL Unit 會被切割成數個大小為 1000 Bytes 的封包進行傳送，我 們針對傳送每個基礎層畫面 (Frame) 傳送端的封包數與接收端的封包數進行 比較，得到 Packet Loss Rate 結果。如下圖 5-4 與圖 5-5，在不同 Queue size 的情形下 Cross-layer Arch. 皆能提供基礎層的封包極佳的保護，避免了基礎 層封包遺失 (PLR = 0 %)。而 EDCA 因為基礎層與增強層的封包放在同一個 存取類別 (AC2)，在存取類別佇列大小有限的情況下，基礎層封包遺失的情況 十分嚴重。
20
圖 5-4 基礎層 Packet Loss Rate 比較 (Queue size = 25600)
圖 5-5 基礎層 Packet Loss Rate 比較 (Queue size = 50000)
21
5.3.2 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)
PSNR 是一種客觀的視訊評估方式，將傳輸後的視訊畫面和原始視訊畫面 Cross-layer Arch. 的接收端視訊品質除了部分失真外，大部分皆與原始視訊品 質相同 (Avg. PSNR = 39.6634 db)；這是因為透過 Cross-layer Arch. 進行可調
22
圖 5-6 PSNR 數值比較(Queue size = 25600)
圖 5-7 PSNR 數值比較(Queue size = 50000)
23
從上述的模擬結果可以發現，使用 EDCA 的傳輸方式接收端無法順利得 到完整且高品質的視訊結果。JSVM 8.0 [11] 在 Decoder 端提供 frame loss 錯 誤修補 (error concealment) 的功能，可將遺失的空間可調性與時間可調性 (尚 未支援噪訊比可調性) 的 Frame 進行修補的動作。有關錯誤修補 (error concealment) 的詳細介紹請參考 [22]與 JSVM 8.0 [11]。經過畫面修補的 EDCA 傳輸結果如下圖 5-8 與圖 5-9，雖然 decoder 端提供了錯誤修補的機 制但仍然比 Cross-layerArch. 提供視訊品質差。
圖 5-8 使用 Error Concealment (Queue size = 25600)
24
圖 5-9 使用 Error Concealment (Queue size = 50000)
5.3.3 影片實際撥放結果
除了客觀的比較 Cross-layer Arch. 與 EDCA 的 PSNR 值，也希望能從使 用者主觀判斷來比較。下圖 5-10，擷取第 89 畫面至第 93 畫面進行比較發現 Cross-layer Arch. 的確有較佳的視訊傳輸能力。
圖 5-10 實際撥放結果
5.3.4 長時間模擬
為了要驗證所提出的 Cross-layer Arch. 其傳輸能力表現並非是在系統初
25
始的情況，我們使用連續六個 Foreman (288 x 6 = 1728frames) 並根據相同的模 擬設定來進行長時間模擬。如下圖 5-11，模擬的結果證明了 Cross-layer Arch.
在不同的視訊長度條件皆能有優異的視訊傳輸能力。
圖 5-11 長時間模擬結果
26