随着多媒体技术与无线通信技术的快速发展,无线多媒体通信已成为通信领域研究热点之一。然而当前大多数无线网络均是尽力而为式的体系架构,往往不能保障通信服务质量,特别是多媒体通信对时延、带宽等均提出了较高的要求。因此,高效的系统调度与资源分配就成为无线多媒体通信系统亟待解决的问题之一。目前,无线多跳网络中的多媒体传输问题仍然是一个开放式课题。本文以无线多媒体通信为主线,研究了无线通信及相关多媒体信息处理一些关键技术,内容涉及速率控制、最佳路由、差错控制、安全认证、信息重建、信源信道联合编码等,并提出了一些新的思想和方法。主要工作如下:(1)在跨层设计的系统框架下,研究多媒体码流的最优多径路由问题。在建立统一的凸集优化模型基础上,提出了一个分布式跨层解决方案。首先,我们建立一个媒体传输失真模型用来刻画信源端的压缩失真和无线传输过程中的丢包失真。其次,充分考虑当前信道状态,建立媒体失真、多径路由以及速率控制之间的函数关系,设计出失真最小的最优多径路由的目标函数。最后,利用跨层信息共享机制,运用最优化工具提出适合于无线网络在线操作的分布式最优联合算法。(2)研究了在无线通信环境下多媒体通信的差错控制和安全认证机制。首先,在分析和比较了常见的差错控制和抗误码技术基础上,提出一种灵活的基于认证图形的认证方法,该方法针对在网络带宽一定的情况下,权衡考虑网络开销、计算复杂度以及时延等各方面的性能;其次,引入联合信源信道编码框架,充分考虑解码器差错掩盖的能力,运用前向纠错码对信源码流进行非平衡误差保护;最后,根据不同认证需求和当前信道状态,确定信源编码、信道编码和认证编码的最优速率分配方案以获得最好的多媒体传输质量。(3)提出了一种针对无线通信环境下视频序列的超分辨率重建方案。其核心思想是综合考虑错误隐藏和媒体重建技术,并将他们联合运用到无线环境中。首先,根据不同的无线网络状况利用三维等级小波编码器设计出非固定的编码数;然后,依据码流的优先级对无线传输的码流进行非平衡误差保护;其次,根据小波编码器的特点,设计出简单高效的估计器在接收端估计出丢失的小波系数;最后,充分利用相邻帧及帧内的隐藏信息,根据压缩视频的特点,设计合理的凸集,运用凸集投影的方法,实现视频序列超分辨率重建。(4)研究了异构环境中多媒体速率分配的问题,其主要研究内容是运用跨层设计的思想解决不同的媒体流在不同的无线多跳网络下资源最优分配的问题。首先,利用可用比特率、往返时延等网络参数以及媒体流率-失真的特性,建立一个统一的媒体失真模型;其次,在失真模型的框架下,建立码流速率与系统失真之间的函数关系式,将最优速率分配问题表示成一个凸集最优的问题,即:最优化分配各个码流速率使得整个系统的失真最小;然后,运用近似分段逼近理论来转化并此简化速率分配问题使之成为一传统分段优化问题;最后,运用启发式算法得到在资源受限的网络情况下分布式速率分配方案。最后对论文进行了总结和对以后的研究进行了展望。