跨层设计技术是近几年无线传感器网络中视频传输的研究热点之一,作为改善传统网络分层结构不优化、提高网络灵活性的一种有效手段,跨层设计被应用在无线传感器网络中,用以提高视频传输质量。论文以视频传输中的编码机制和视频帧的映射分配策略为研究对象,并利用NS2仿真软件进行分析。首先,分析了无线传感器网络中的媒体访问控制(Media Access Control, MAC)协议,指出了802.11e在提高多媒体服务质量(Quality of Service, QoS)上的改进之处,即提供优先级不同的差分服务。然后,分析了MPEG-4视频编码标准,介绍了该编码标准中视频帧重要性的差异。在此基础上,阐述了应用层-MAC层的跨层映射设计思想,即：联合考虑视频传输中视频帧重要性的不同和MAC层队列优先级的不同。之后,介绍了两种经典的跨层映射算法。在跨层映射算法的研究过程中,本文提出了一种基于双概率选择的映射算法(Dual Probability Selection Mapping Algorithm,DPSMA),该算法可以自适应改变映射机制中判决门限的大小,减小先前算法中偶然性发生的概率,提供更灵活、更公平的映射策略。为了验证改进映射算法的有效性,本文利用NS2建立网络仿真平台,分别采用双节点通信和多节点同时通信两种网络,在每种网络结构下分两组实验,分别是纯视频流传输和多种数据流同时传输,从网络的包投递率、时延、峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)和实时画面传输质量等方面,对比分析了改进的映射算法与其他算法的网络性能。仿真结果表明该映射算法能够有效地降低丢包率,提高视频传输的峰值信噪比,更好地保障重要视频帧的传输以及自适应MAC层队列的变化,改善了无线传感器网络的性能。