随着无线通信网络从只传输语音、低速数据业务的窄带网络发展成为可以支撑语音、高速分组数据以及视频等多媒体业务的宽带网络,无线多媒体通信网络已成为一种推动社会公共服务发展的平台,移动用户对无线视频业务需求尤为突出。但是,由于无线信道具有时变性和差错的突发性,高压缩比视频码流对信道差错很敏感的特性,这些都对传输高质量的视频业务产生很大的影响。因此,研究在无线环境下,提高视频通信质量的无线传输技术和高效的视频编码技术,具有重要的理论和实践意义。本论文主要研究MIMO-OFDM系统中,在确保视频业务的延迟约束的条件下,提高视频编码效率的编码方式和改善视频质量的无线传输技术,并在算法的复杂度和视频重建质量之间进行合理折中。论文的主要研究内容如下:(1)研究了视频对象分割算法,该算法是基于内容的视频编码系统中的关键技术。由于视频对象的准确提取是基于感兴趣区域的可伸缩视频编码技术的前提,因此论文提出了满足实时性需求且分割效果精确的自动视频分割算法;此外,还提出一种半自动视频对象跟踪算法,可以在非实时要求环境下,对慢速运动和快速运动的视频对象都能进行较好的跟踪。通过仿真显示,与其它算法相比,本文提出的视频对象分割算法精度高,复杂度较低,对在较大范围内运动变化的视频对象都有比较好的跟踪效果。(2)研究MIMO系统中空时编码叠加算法对分层视频信源的不等错误保护。针对高信噪比条件下,推导出Alamouti空间分集编码和V-BLAST空间复用编码的中断概率闭式表达式,通过分析两种空时编码的中断概率交点与数据速率的单调特性,设计出空时编码叠加算法,对分层视频信源中重要性不同的数据采用不同的空时编码方式,用来实现对视频数据的不等错误保护传输;同时采用功率分配的方法,可以保证达到最优的视频质量。仿真结果显示采用叠加算法重建的视频质量优于单独的Alamouti或V-BLAST编码的方案。(3)研究多用户OFDMA视频系统中,对跨层资源分配与分层正交幅度调制(HQAM)整体进行联合优化的算法。针对多用户OFDMA无线视频系统,提出了把应用层视频内容特征与物理层无线信道响应特性相结合的跨层资源分配方案,以达到优化视频传输整体性能的目的。通过对跨层优化模型和算法进行分析,并推导出在确保视频总失真达到最小时的带宽分配定理,以该定理为基础,提出跨层优化迭代算法。该算法可以对各用户进行功率和子载波资源的最优分配;同时,根据分配给各用户子载波的信道质量,提出了基于子载波分类的QAM-HQAM联合调制算法,以实现对各用户视频的不等错误保护传输。在对视频传输跨层优化的过程中,QAM-HQAM联合调制算法可以合理地选择分层调制参数,既能保证提升多用户OFDMA系统中所有用户的整体性能,也能保证单个用户在解码端重建视频质量的鲁棒性。(4)研究MIMO-OFDM系统中信道估计和检测算法。提出了一种基于导频符号插入的OFDM信道估计算法,根据时频多项式模型,利用窗口中心点处的信道估值对相邻子载波信道信息进行估计,由于采用连续的多项式估值方式,该算法不会损失高频分量,也不会发生频率泄露,因此具有很好的抗误码性能。其次,研究了改进搜索半径的球译码算法,并结合最大期望(EM)迭代算法对MIMO-OFDM系统进行联合检测,仿真显示联合检测算法在迭代次数较少的情况下就可以快速收敛,可以获得理想的信道估值和检测结果。