專(zhuān)利名稱(chēng)：控制分層通信環(huán)境中多個(gè)通信層的操作的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信領(lǐng)域，尤其涉及使用用于處理要發(fā)送的信息和/或處理所接收的信息的協(xié)議層的通信系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)無(wú)線通信環(huán)境中，由于例如無(wú)線鏈路的通信鏈路的動(dòng)態(tài)行為，所以提供可靠的高質(zhì)量服務(wù)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性任務(wù)。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須處理由時(shí)變資源實(shí)用性，衰減錯(cuò)誤，中斷或切換導(dǎo)致的傳輸質(zhì)量的不可預(yù)測(cè)變化。針對(duì)超越第三代系統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(B3G)，由于期待B3G系統(tǒng)涵蓋具有不同傳輸特征的異構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以這種動(dòng)態(tài)行為會(huì)受到不利影響。然而，期待下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向客戶提供可靠和透明的服務(wù)，以便能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多樣性的無(wú)縫使用。
B3G中服務(wù)和應(yīng)用供應(yīng)不僅要考慮網(wǎng)絡(luò)的密度，而且要考慮作為新業(yè)務(wù)模型的應(yīng)用多樣性，其中期待這些新業(yè)務(wù)模型允許第三方提供商在運(yùn)營(yíng)商服務(wù)平臺(tái)的頂層使用先進(jìn)開(kāi)放接口提供其應(yīng)用。為了應(yīng)對(duì)例如可由變化的用戶偏好或變化的用戶環(huán)境產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)改變應(yīng)用需求，運(yùn)營(yíng)商會(huì)需要?jiǎng)討B(tài)改變系統(tǒng)參數(shù)以便響應(yīng)變化的需求的能力。
通常，常規(guī)通信系統(tǒng)使用被安排為用于信息處理的協(xié)議堆棧的多個(gè)通信層。圖4示出了包括多個(gè)分層排列的通信層的協(xié)議堆棧。圖4中示出的現(xiàn)有協(xié)議堆棧技術(shù)在Andrew Tannenbaum，ComputerNetworks，第4版，F(xiàn)rancis Hall，2003年中公開(kāi)。
協(xié)議堆棧包括物理層901，排列在物理層901之上的數(shù)據(jù)鏈路層903，排列在數(shù)據(jù)鏈路層903之上的網(wǎng)絡(luò)層905，排列在網(wǎng)絡(luò)層905之上的傳送層907及排列在傳送層907之上的應(yīng)用層911。
一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)用層用于管理要發(fā)送的信息。例如，信息包括作為要通過(guò)通信信道發(fā)送的信息的媒體數(shù)據(jù)流，例如視頻數(shù)據(jù)流?？蛇x地，信息可以包括要通過(guò)通信信道發(fā)送的、包括視頻和音頻信息的多媒體數(shù)據(jù)流。此外，應(yīng)用可以包括電子郵件等等。換言之，應(yīng)用層用于把要發(fā)送的應(yīng)用轉(zhuǎn)換成可發(fā)送信息流。
應(yīng)用層911直接與用于提供傳送服務(wù)的傳送層907通信，使得信息能夠被發(fā)送到依賴(lài)于用于通信的物理網(wǎng)絡(luò)的目的信宿。例如，傳送層向信息數(shù)據(jù)流追加傳送協(xié)議數(shù)據(jù)單元(TPDU)，以便保持所有通信網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的端到端通信。端到端通信是指例如傳送層907直接與在目的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)傳送層通信。
傳送層907直接與用于處理由傳送層907提供的信息幀的網(wǎng)絡(luò)層905通信，使得端到端通信(即兩個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)體之間的通信)成為可能。
網(wǎng)絡(luò)層905向包括數(shù)據(jù)鏈路層903和物理層901的鏈路層提供網(wǎng)絡(luò)層幀，其中數(shù)據(jù)鏈路層903和物理層901可以包括例如介質(zhì)訪問(wèn)控制子層的多個(gè)子層。
鏈路層用于管理通過(guò)通信信道進(jìn)行的、對(duì)用位表示的信息的傳輸。例如，數(shù)據(jù)鏈路層903用于把前向糾錯(cuò)編碼或前向檢錯(cuò)編碼應(yīng)用于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀(分組)的重新傳輸，及例如通過(guò)發(fā)送確認(rèn)幀來(lái)確認(rèn)每個(gè)幀的正確接收。此外，數(shù)據(jù)鏈路層903可以用于調(diào)度要在例如多用戶環(huán)境中發(fā)送的幀。調(diào)度是指在預(yù)定時(shí)隙發(fā)送幀(發(fā)送時(shí)間幀)。
數(shù)據(jù)鏈路層903直接與物理層901通信，其中物理層901用于進(jìn)一步通過(guò)例如使用基于要發(fā)送的信息對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制方案來(lái)執(zhí)行調(diào)制，編碼由數(shù)據(jù)鏈路層903提供的流。
圖4中示出的協(xié)議堆棧的實(shí)施例對(duì)應(yīng)于在上述參考文檔中描述的TCP/IP參考模型(TCP＝傳輸控制協(xié)議，IP＝網(wǎng)際協(xié)議)。為了方便，應(yīng)當(dāng)注意，圖4中示出的協(xié)議堆棧也對(duì)應(yīng)于額外具有兩個(gè)層(即，排列在應(yīng)用層901和傳送層907之間的會(huì)話層和表示層)的OSI參考模型(OSI＝開(kāi)放系統(tǒng)互連)。
圖4中所述的網(wǎng)際協(xié)議堆棧期待被用作B3G系統(tǒng)和應(yīng)用的基本平臺(tái)。然而，為了實(shí)現(xiàn)良好的傳輸質(zhì)量，在變化的傳輸環(huán)境內(nèi)，可用網(wǎng)絡(luò)資源的有效使用是必要的，以便使例如將來(lái)的通信系統(tǒng)或應(yīng)用適應(yīng)變化的傳輸特征和應(yīng)用需求。例如，在頻率選擇通信信道的情況下，要發(fā)送的數(shù)據(jù)位流的適當(dāng)編碼是必要的，以使得預(yù)定位差錯(cuò)概率，即10-6，未被增加。為此，物理層可以被用于例如使調(diào)制方案適應(yīng)當(dāng)前信道特征。因此，通過(guò)調(diào)整決定相應(yīng)通信層的操作模式的相應(yīng)參數(shù)，能夠在協(xié)議堆棧的所有協(xié)議層上執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)整。
通常，例如對(duì)于在非分層環(huán)境中只執(zhí)行一個(gè)服務(wù)的系統(tǒng)，例如POTS系統(tǒng)(普通舊電話服務(wù))，在這樣的系統(tǒng)中以垂直方式執(zhí)行針對(duì)例如視頻流的具體應(yīng)用的系統(tǒng)優(yōu)化。
在例如無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)的分層通信系統(tǒng)中，通常針對(duì)預(yù)期的最壞情況的環(huán)境(最壞狀況)獨(dú)立優(yōu)化某些層，這導(dǎo)致例如在可用帶寬，與某個(gè)位差錯(cuò)概率相關(guān)的可達(dá)到數(shù)據(jù)速率等等方面對(duì)可用通信資源的低效使用。
在現(xiàn)有系統(tǒng)中，在不考慮層間相關(guān)性的情況下執(zhí)行層內(nèi)調(diào)整。在P.A.Chou和Z.Miao，″Rate-Distortion Optimization Streaming ofPacketized Media″，Technical Report MSR-TR-2001-35，MicrosoftResearch，Microsoft Corporation，2001年2月中，公開(kāi)了一種通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中媒體幀調(diào)度由應(yīng)用層執(zhí)行，其中只考慮傳送視頻和音頻信息的媒體幀的互相關(guān)性。在M.Kalman，E.Steinbach，and B.Girod，″R-D Optimized Media Streaming Enhanced with AdaptiveMedia Playout″，International Conference on Multimedia and Expo，ICME 2002，Lausanne，2002年8月中，描述了一種自適應(yīng)媒體播放模式，其中音頻數(shù)據(jù)(例如語(yǔ)音)和視頻數(shù)據(jù)的播放速度隨著信道狀況而變化。在S.Saha，M.Jamtgaard，J.Villasenor，″Bringing the wirelessInternet to mobile devices″，Computer，vol.34，issue 6，pp.54-58，2001年6月中描述了一種自適應(yīng)中間層，其使用媒體數(shù)據(jù)的代碼轉(zhuǎn)換以便使當(dāng)前使用的編碼方案適應(yīng)變化的信道狀況。在H.Imura等人，″TCPover Second(2.5G)and Third(3G)Generation Wireless Networks ″，IETF RFC 3481，2003年2月中描述了一種無(wú)線TCP協(xié)議堆棧，其區(qū)分由于網(wǎng)絡(luò)阻塞造成的分組丟失和由于無(wú)線鏈路上的清除造成的丟失。在F.H.Fitzek和M.Reisslein，″A prefetching protocol forcontinuous media streaming in wireless environments″，IEEE Journalon Selected Areas in Communications，vol.19，no.10，pp.2015-2028，2001年10月中描述了一種數(shù)據(jù)鏈路層重發(fā)，其中考慮了延遲約束。所探討的已知區(qū)分服務(wù)(DIFFSERV)基于媒體分組中建立的優(yōu)先級(jí)，使得更重要的媒體分組被優(yōu)選地調(diào)度。另外，如例如IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)中描述的，物理層上的自適應(yīng)調(diào)制及編碼是已知的。
然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的方案受這樣的事實(shí)的影響，即在滿足優(yōu)化目標(biāo)方面，只優(yōu)化一個(gè)層。例如，為了提高傳輸質(zhì)量，物理層可以用于根據(jù)例如當(dāng)前信道衰減的當(dāng)前信道狀況自適應(yīng)地調(diào)整發(fā)送功率。換言之，上述現(xiàn)有技術(shù)的方案依賴(lài)于確定相應(yīng)通信層的操作模式的僅一個(gè)參數(shù)集合的優(yōu)化。
為了更有效地利用資源，可以執(zhí)行兩個(gè)層的調(diào)整。在K.Stuhlmuller，N.Farber和B.Girod，″Analysis of video transmissionover lossy channels″，IEEE Journal on Selected Area inCommunication，vol.18，no.6，pp.1012-1032，2000年6月，和T.Fingscheidt，T.Hindelang，R.V.Cox，N.Seshadri，″JointSource-Channel(De)Coding for Mobile Communications″，IEEETransactions on Communications，Vol.50，No.2，pp.200-212，2002年2月中，描述了源和信道編碼方案。調(diào)整方案基于根據(jù)就傳輸質(zhì)量而言的信道狀況對(duì)源速率及編碼速率的調(diào)整。更具體地，公開(kāi)了一種允許進(jìn)行源速率的計(jì)算及信道速率的計(jì)算的分析公式。
在W.Yuan，K.Nahrstedt，S.Adve，D.Jones，R.KravetsDesignand Evaluation of a Cross-Layer Adaptation Framework for MobileMultimedia Systems，to appear inSPIE/ACM Multimedia Computingand Networking Conference(MMCN)2003中，公開(kāi)了一種功率控制及發(fā)送數(shù)據(jù)速率的優(yōu)化。在S.Toumpis，A.GoldsmithPerformance，Optimization，and Cross-Layer Design of Media Access Protocols forWireless Ad Hoc Networks，IEEE International Conference onCommunications(ICC)，2003中，描述了自組織網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)層及物理層優(yōu)化。
然而，把跨層設(shè)計(jì)應(yīng)用于優(yōu)化目的的現(xiàn)有技術(shù)概念受這樣的缺點(diǎn)的影響，即在通信系統(tǒng)內(nèi)，只有某個(gè)優(yōu)化方案被考慮用于層內(nèi)調(diào)整。而且，現(xiàn)有技術(shù)方案不考慮層間相關(guān)性，這導(dǎo)致可用資源的低效利用。
此外，可以使用已知信道的調(diào)度以便根據(jù)信道條件的函數(shù)來(lái)選擇媒體分組的發(fā)送時(shí)間。
以上指示的現(xiàn)有技術(shù)描述了優(yōu)化的方法。然而，以上指示的現(xiàn)有技術(shù)文檔未公開(kāi)使得能夠使用不同類(lèi)型的跨層調(diào)整機(jī)制的方案。
現(xiàn)有技術(shù)方案的其它缺點(diǎn)是所公開(kāi)的優(yōu)化模式不靈活。由于上述現(xiàn)有技術(shù)方案只考慮優(yōu)化一個(gè)或兩個(gè)特定參數(shù)，例如功率控制及傳輸數(shù)據(jù)速率，所以沒(méi)有考慮其它優(yōu)化情形以便完全利用可用通信資源。
由于當(dāng)前系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)未設(shè)計(jì)用于跨層調(diào)整，在Prehofer，W.Kellerer，R.Hirschfeld，H.Berndt及K.kawamura，″An ArchitectureSupporting Adaptation and Evolution in Fourth Generation MobileCommunication Systems″，Journal of Communications and Networks(JCN)，Vol.4，No.4，2002年12月中描述了使用跨層調(diào)整概念的開(kāi)放可編程通信系統(tǒng)。然而，可編程平臺(tái)只存在于每個(gè)系統(tǒng)層次中。每個(gè)平臺(tái)包括穩(wěn)定和最小平臺(tái)基礎(chǔ)，其允許協(xié)調(diào)的配置和可以增加或移除的附加平臺(tái)部件。然而，最后列出的現(xiàn)有技術(shù)文檔未公開(kāi)確定控制可編程平臺(tái)的操作模式的參數(shù)的構(gòu)思。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是對(duì)使用用于處理要發(fā)送的信息的通信層的通信系統(tǒng)中的有效跨層調(diào)整方案提供構(gòu)思。
通過(guò)如權(quán)利要求1所述的用于控制多個(gè)通信層的操作的設(shè)備，或通過(guò)如權(quán)利要求20所述的用于處理要發(fā)送的信息的通信設(shè)備，或通過(guò)如權(quán)利要求21所述的用于處理所接收信號(hào)的通信設(shè)備，或通過(guò)如權(quán)利要求22所述的用于控制多個(gè)通信層的操作的方法，或通過(guò)如權(quán)利要求23所述的用于處理要發(fā)送的信息的方法，或通過(guò)如權(quán)利要求24所述的用于處理接收的信號(hào)的方法，或通過(guò)如權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即當(dāng)通過(guò)聯(lián)合仿真描述特定通信層的行為的抽象模型而聯(lián)合確定用于確定特定通信層的操作模式的參數(shù)時(shí)，能夠有效控制多個(gè)通信層。尤其是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)抽象模型，可以找到最優(yōu)參數(shù)，使得可以?xún)?yōu)化針對(duì)例如傳輸質(zhì)量的優(yōu)化目標(biāo)而言，以及在考慮例如位誤差概率的信道特性時(shí)的通信層性能。
本發(fā)明的方案提供了聯(lián)合優(yōu)化多個(gè)通信層以便實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的構(gòu)思。尤其是，在多用戶環(huán)境中，通信系統(tǒng)用于通過(guò)通信信道發(fā)送第一用戶信號(hào)和第二用戶信號(hào)。第一用戶信號(hào)可以包括要發(fā)送的例如視頻流的信息，其中某種質(zhì)量的傳輸是必要的，以便降低信號(hào)畸變。因此，第二用戶流可以包括要發(fā)送的信息。在這種情況下，優(yōu)化目標(biāo)是聯(lián)合優(yōu)化用于處理信息的通信層的性能及用于發(fā)送的通信層的性能。尤其是，用于管理或處理信息的通信層可以是先前討論的應(yīng)用層。因此，用于管理通過(guò)通信信道傳輸?shù)耐ㄐ艑涌梢园ńY(jié)合圖4中的現(xiàn)有技術(shù)協(xié)議示出的物理層。
根據(jù)本發(fā)明，通信層通過(guò)確定例如確定第一通信層的操作模式的第一參數(shù)集合和確定第二通信層的操作模式的第二參數(shù)集合而被聯(lián)合優(yōu)化。然而，由于層間相關(guān)性，通過(guò)特定通信層執(zhí)行的操作的復(fù)雜度和要執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)，所以特定通信層的操作模式不能被分析描述。為了克服這個(gè)問(wèn)題，可以使用模擬特定通信信道的行為(或特征)的抽象模型。在2003年Andrew Tanenbaum，Computer Networks，第四版，Prentice Hall中公開(kāi)了由狀態(tài)圖表示的抽象模型。然而，其中公開(kāi)的抽象模型通常被用于模擬單個(gè)通信層。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)聯(lián)合仿真至少兩個(gè)協(xié)議層的行為來(lái)確定最優(yōu)參數(shù)集合，必須根據(jù)模擬要優(yōu)化的協(xié)議層的特定特征的抽象模型來(lái)優(yōu)化所述參數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)當(dāng)前信道狀態(tài)條件和優(yōu)化目標(biāo)動(dòng)態(tài)地找到最優(yōu)參數(shù)集合。因此，在自適應(yīng)優(yōu)化協(xié)議堆棧以便實(shí)現(xiàn)不同傳輸環(huán)境中的多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)方面，可以實(shí)現(xiàn)靈活性。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通信層被聯(lián)合優(yōu)化。因此，由于執(zhí)行在考慮層間相關(guān)性時(shí)的全局優(yōu)化，所以例如可用帶寬的可用通信資源可以完全或幾乎完全地被開(kāi)發(fā)利用。
由于協(xié)議層的當(dāng)前狀態(tài)的信息或當(dāng)前信道條件的信息可被所有通信層得到，所以本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以?xún)?yōu)化任何協(xié)議層。因此，避免了現(xiàn)有技術(shù)方案均存在的無(wú)效垂直信息傳送問(wèn)題。因此，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)，信道特性等等，保證最佳優(yōu)化結(jié)果的任何通信層可以被優(yōu)化以便實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
用于優(yōu)化使用通信層(協(xié)議層)的通信系統(tǒng)(即B3G系統(tǒng))的優(yōu)化方案是跨層設(shè)計(jì)。在這里考慮從應(yīng)用參數(shù)到物理傳輸?shù)膮f(xié)議堆棧的若干層。圖5示出通信系統(tǒng)的實(shí)施例，其中演示了針對(duì)一個(gè)具體應(yīng)用以垂直方式根據(jù)跨層優(yōu)化而進(jìn)行的通信系統(tǒng)優(yōu)化。
圖5中示出的系統(tǒng)包括發(fā)送器1001(基站)和接收器1003。發(fā)送器1001把協(xié)議堆棧應(yīng)用于處理要發(fā)送的應(yīng)用(信息)。協(xié)議堆棧1005包括應(yīng)用層，傳送層，網(wǎng)絡(luò)層和包括例如介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)和物理層(PHY)的鏈路層。因此，接收器1003使用協(xié)議堆棧1007處理作為由發(fā)送器1001發(fā)送的發(fā)送信號(hào)的一個(gè)版本的接收信號(hào)。因此，協(xié)議堆棧1007(接收協(xié)議堆棧)包括鏈路層，IP層(對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層)，TCP/UDP層(對(duì)應(yīng)于傳送層)和應(yīng)用層。
圖5還演示了端到端通信原理，其中例如傳送層和TCP/UDP層的對(duì)應(yīng)層彼此通信。
為了針對(duì)具體應(yīng)用優(yōu)化系統(tǒng)，例如執(zhí)行自底向上的信息傳送。例如，鏈路層提取信道特性作為物理約束參數(shù)，例如信噪比(SNR)或最大可能發(fā)送功率。物理約束參數(shù)接著被傳送到應(yīng)用層，在應(yīng)用層中執(zhí)行使用實(shí)時(shí)譯碼和編碼方案(編碼器(codec))的視頻流。換言之，應(yīng)用層使實(shí)時(shí)編碼器適應(yīng)物理約束參數(shù)，使得能夠?qū)崿F(xiàn)視頻流所需的傳輸質(zhì)量。
因此，應(yīng)用層可以通知鏈路層有關(guān)服務(wù)質(zhì)量(QOS)要求(例如與某個(gè)服務(wù)相關(guān)的某個(gè)位差錯(cuò)概率)的信息。在這種情況下，鏈路層可以使用更加全面的編碼方案，使得服務(wù)質(zhì)量要求被滿足。
圖5中描述的本發(fā)明的跨層調(diào)整技術(shù)基于跨越協(xié)議堆棧的傳統(tǒng)層的層間信息交換，用于使系統(tǒng)部分適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境。如上所述，信息沿兩個(gè)方向在協(xié)議堆棧中上、下穿行?？鐚有畔⒔粨Q是指應(yīng)用從下層(例如鏈路層)接收關(guān)于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)條件和影響傳輸質(zhì)量的可預(yù)測(cè)事件，即切換的信息。因此，下層可以接收如上所述關(guān)于應(yīng)用的當(dāng)前傳輸要求的信息。


參考下列附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的其它實(shí)施例，其中圖1示出基于本發(fā)明的第一實(shí)施例、用于控制多個(gè)通信層的操作的發(fā)明設(shè)備的模塊圖；圖2示出基于本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例、用于控制多個(gè)通信層的操作的設(shè)備的實(shí)施例；圖3演示多用戶調(diào)度環(huán)境中的發(fā)明傳輸時(shí)間安排；圖4示出協(xié)議堆棧的實(shí)施例；圖5演示跨層方案；圖6A示出了具有不同時(shí)間排列的多用戶調(diào)度；圖6B示出了3個(gè)已測(cè)量視頻中的一組圖片的大小(根據(jù)分組)；圖7示出了所考慮的通信系統(tǒng)的模塊圖；圖8示出了聯(lián)合層優(yōu)化的發(fā)明系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；圖9示出了3個(gè)已測(cè)量視頻中的一組圖片的MSE；圖10對(duì)比信噪比示出了幀差錯(cuò)率；圖11示出情景1的性能比較；圖12示出情景2的性能比較；圖13示出情景3的性能比較；及圖14示出不3種調(diào)查的情景的性能改進(jìn)比較。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，示出了包括第一通信層101和第二通信層103的協(xié)議堆棧。為了控制第一通信層101和第二通信層103的操作模式，控制多個(gè)通信層(協(xié)議堆棧包括的)的操作的發(fā)明設(shè)備包括具有第一輸入107，第二輸入109，第一輸出111和第二輸出113的提取器105。第一通信層101通過(guò)第一輸入107連接到提取器105，借此第二通信層103通過(guò)第二輸入109連接到提取器105。第一輸出111和第二輸出113被連接到用于確定優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置115。用于確定的裝置115還包括輸入117和輸入119。另外，用于確定的裝置115包括輸入123，第一輸出125和第二輸出127。第一輸出125和第二輸出127被連接到用于提供優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置129。用于提供的裝置129具有連接到第一通信層101的第一輸出131和連接到第二通信層103的第二輸出133。
此外，圖1中示出的設(shè)備包括用于提供優(yōu)化目標(biāo)、連接到用于確定優(yōu)化參數(shù)集合的裝置(115)的輸入(123)的裝置(135)。
圖1中示出的設(shè)備還包括用于提供通信信道的特性的裝置135。用于提供特性的裝置135被連接到第二通信層103。用于提供特性的裝置135的輸出被連接到用于確定優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置115的輸入117。
另外，圖1的設(shè)備包括用于向確定優(yōu)化第一和第二參數(shù)集合的裝置115提供第一抽象模型和第二抽象模型的裝置137。更具體地，用于提供第一抽象模型和第二抽象模型的裝置137具有連接到用于確定的裝置115的輸入119的輸出。
圖1中示出的設(shè)備用于控制多個(gè)通信層的操作，其中僅通過(guò)例子的方式，描述第一通信層101和第二通信層103。分層通信系統(tǒng)用于通過(guò)通信信道向遠(yuǎn)程接收器發(fā)送信息。通過(guò)第一參數(shù)集合確定第一通信層101的操作。相應(yīng)地，第二參數(shù)集合確定第二通信層的操作模式。為了控制第一通信層101和第二通信層103的操作，本發(fā)明的提取器105提取第一通信層的第一參數(shù)集合和第二通信層的第二參數(shù)集合以確定第一和第二通信層的當(dāng)前狀態(tài)。為了從多個(gè)通信層中訪問(wèn)兩個(gè)或更多通信層，通過(guò)確定優(yōu)化參數(shù)集合的裝置115控制提取器105，使得只有某些通信層被聯(lián)合優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。所提取的第一和第二參數(shù)集合被提供給用于確定優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置115以實(shí)現(xiàn)協(xié)議堆棧的優(yōu)化操作模式。根據(jù)模擬第一通信信道101的行為的第一抽象模型，模擬第二通信信道103的行為的第二抽象模型，由用于提供信道特性和就數(shù)據(jù)速率或比特差錯(cuò)率而言、例如傳輸質(zhì)量的優(yōu)化目標(biāo)的裝置135提供的信道特性，用于確定的裝置115用于確定第一通信層101使用的優(yōu)化第一參數(shù)集合和第二通信層103使用的第二優(yōu)化參數(shù)集合。
用于確定的裝置115從用于提供第一和第二抽象模型的裝置137接收第一和第二抽象模型。例如，用于提供第一和第二抽象模型的裝置137包括用于存儲(chǔ)不同通信層的多個(gè)不同抽象模型的存儲(chǔ)單元。尤其是，第一抽象模型模擬第一通信層的特征(行為)，其中可考慮層間相關(guān)性。由第一抽象模型模擬的第一通信層的特征取決于包括例如關(guān)于所使用的編碼方案的信息的第一參數(shù)集合。相應(yīng)地，第二抽象模型根據(jù)第二參數(shù)集合模擬第二通信層的特征。
如上所述，抽象模型可以包括描述相應(yīng)操作模式的狀態(tài)圖。更具體地，第一抽象模型包括具有狀態(tài)和另一種狀態(tài)及狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的第一狀態(tài)圖。相應(yīng)地，第二抽象模型包括具有狀態(tài)和另一種狀態(tài)及狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的第二狀態(tài)圖。狀態(tài)圖可以被實(shí)現(xiàn)成例如Markov模型，Petri網(wǎng)等等。通常，第一狀態(tài)框圖模擬第一通信層的參數(shù)相關(guān)行為。相應(yīng)地，第二狀態(tài)圖模擬第二通信層的參數(shù)相關(guān)行為。參數(shù)相關(guān)性表示例如兩個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變或某種狀態(tài)下產(chǎn)生的輸出基本上由相應(yīng)參數(shù)集合確定。
為了確定優(yōu)化第一和第二參數(shù)集合，用于確定的裝置115可以從用于提供第一抽象模型和第二抽象模型的裝置137中選擇用于優(yōu)化的抽象模型。由于抽象模型的仿真可以通過(guò)用于確定的裝置115執(zhí)行，所以用于優(yōu)化的第一和第二抽象模型可以被確定。
用于確定的裝置115接收第一參數(shù)集合和第二參數(shù)集合，并且把第一參數(shù)集合插入到第一抽象模型中，并且把第二參數(shù)集合插入到第二抽象模型中，并且通過(guò)根據(jù)信道特性、優(yōu)化目標(biāo)和由第一和第二參數(shù)集合確定的第一和第二通信層的當(dāng)前狀態(tài)聯(lián)合仿真第一抽象模型和第二抽象模型來(lái)聯(lián)合確定第一優(yōu)化參數(shù)集合和第二參數(shù)集合，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
用于確定優(yōu)化參數(shù)集合的裝置115還可以包括分析器，其用于根據(jù)用于信令的信道特性，分析使用第一參數(shù)集合的第一抽象模型，以及分析使用第二參數(shù)集合的第二抽象模型，從而在優(yōu)化目標(biāo)不能使用第一參數(shù)集合和第二參數(shù)集合實(shí)現(xiàn)時(shí)，將確定優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合。
此外，用于確定優(yōu)化參數(shù)集合的裝置115可以用于確定必須被優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)的通信層。
為了向相應(yīng)通信層提供優(yōu)化參數(shù)集合，圖1中示出的發(fā)明設(shè)備包括用于向第一通信層提供優(yōu)化第一參數(shù)集合和向第二通信層提供優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置129。優(yōu)選地，用于提供優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置可以包括用于與第一通信層和第二通信層接口的協(xié)議接口。
如上所述，用于確定優(yōu)化參數(shù)集合的裝置115用于考慮信道特性。第二通信層可以是用于管理通過(guò)通信信道對(duì)信息的傳輸?shù)膮f(xié)議層。例如，第二通信層103包括還被用于提取通信信道的特性的物理層，其是常規(guī)通信系統(tǒng)中使用的常見(jiàn)技術(shù)。用于提供通信信道的特性的裝置135被連接到用于接收通信信道的特性的第二通信層103。優(yōu)選地，用于提供特性的裝置135包括用于與物理層接口的協(xié)議層接口。通過(guò)用于提供特性的裝置135向用于確定的裝置115提供的信道特性可以是位誤差概率，或/和與位誤差概率相關(guān)的通道數(shù)據(jù)速率，或/和傳輸延遲，或/和與位誤差概率相關(guān)的發(fā)送功率，或/和信道相干時(shí)間，或/和信道相干帶寬。
如上所述，優(yōu)化目標(biāo)可以包括傳輸質(zhì)量的優(yōu)化。在這種情況下，用于確定的裝置115用于通過(guò)仿真使用第一抽象模型的第一通信層的行為和使用第二抽象模型的第二通信層的行為，聯(lián)合確定優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合，其中第一參數(shù)集合和第二參數(shù)集合是初始參數(shù)，使得抽象模型的仿真可以從相應(yīng)通信層的當(dāng)前狀態(tài)開(kāi)始進(jìn)行。
例如，第一通信層用于編碼信息以提供具有與畸變相關(guān)的信息速率的信息信號(hào)。第一通信層可以是例如所討論的、與現(xiàn)有技術(shù)協(xié)議堆棧相關(guān)的應(yīng)用層?；兠枋隽税l(fā)送和接收信息之間的差異。基于(已知)速率畸變理論，可以使用與某個(gè)畸變或某個(gè)畸變分布相關(guān)的最小信息速率發(fā)送信息，以便能夠在接收器中重構(gòu)信息。
例如，第一通信層用于編碼信息以提供信息信號(hào)，其中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。因此，第二通信層用于編碼信息信號(hào)以獲得通過(guò)通信信道傳輸?shù)陌l(fā)送信號(hào)。例如，第二通信層包括先前描述的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。優(yōu)選地，發(fā)送信號(hào)具有與例如10-6的某個(gè)位誤差概率相關(guān)、支持信息速率的數(shù)據(jù)速率。在這種情況下，優(yōu)化目標(biāo)包括傳輸質(zhì)量的優(yōu)化，此優(yōu)化是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的，即編碼信息以使得最小可達(dá)到信息速率被實(shí)現(xiàn)，以便畸變分布不超出，并且編碼信息信號(hào)以獲得具有數(shù)據(jù)速率的發(fā)送信號(hào)，借此位誤差概率不超出，以便在接收器能夠重構(gòu)信息。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，用于確定的裝置115用于聯(lián)合確定用于編碼信息以獲得具有與畸變相關(guān)的信息速率的信息信號(hào)的優(yōu)化第一參數(shù)集合，及用于編碼信息信號(hào)以獲得具有支持信息速率的數(shù)據(jù)速率的發(fā)送信號(hào)的優(yōu)化第二參數(shù)集合。
如上所述，發(fā)明概念也可以被應(yīng)用于多用戶傳輸模式情況下的協(xié)議層的優(yōu)化。在這種情況下，基于多用戶環(huán)境，信息包括與第一用戶相關(guān)的第一信息和與第二用戶相關(guān)的第二信息。優(yōu)化目標(biāo)是例如第一信息(即第一用戶)和第二信息(即第二用戶)的優(yōu)化傳輸質(zhì)量。第一通信層在這種情況下用于編碼第一信息以獲得與第一用戶相關(guān)的第一信息信號(hào)和與第二用戶相關(guān)的第二信息信號(hào)。相應(yīng)地，第二通信層接著用于編碼第一信息信號(hào)和第二信息信號(hào)以獲得要通過(guò)通信信道發(fā)送的復(fù)合信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，用于確定的裝置115用于聯(lián)合確定第一通信層編碼第一信息和第二信息所使用的優(yōu)化第一參數(shù)集合，及第二通信層編碼第一信息信號(hào)和第二信息信號(hào)以?xún)?yōu)化第一信息和第二信息的傳輸質(zhì)量所使用的優(yōu)化第二參數(shù)集合。
例如，第二通信層用于使用優(yōu)化第二參數(shù)集合調(diào)度第一信息信號(hào)和第二信息信號(hào)。在這個(gè)上下文中，調(diào)度是編碼的某個(gè)形式。因此，在第一時(shí)間幀內(nèi)發(fā)送第一信息信號(hào)及在第二時(shí)間幀內(nèi)發(fā)送第二信息信號(hào)，其中例如通過(guò)發(fā)送復(fù)合信號(hào)所需的時(shí)間幀確定第一和第二時(shí)間幀。優(yōu)選地，用于確定的裝置115用于確定優(yōu)化第一參數(shù)集合以獲得具有與第一畸變相關(guān)的第一信息速率的第一信息信號(hào)，并且獲得具有與第二畸變相關(guān)的第二信息速率的第二信息信號(hào)。同時(shí)，用于確定的裝置115用于確定第二參數(shù)集合以獲得具有支持第一信息速率和第二信息速率的數(shù)據(jù)速率的復(fù)合信號(hào)。換言之，第一通信層用于處理要發(fā)送的信息，及第二通信層用于用戶調(diào)度。
基于本發(fā)明，例如媒體數(shù)據(jù)調(diào)度的信息調(diào)度也可以在優(yōu)化協(xié)議堆棧的操作模式時(shí)執(zhí)行。在這種情況下，與第一用戶相關(guān)的第一信息包括第一子信息和第二子信息。用于確定的裝置115還用于確定第一通信層有選擇地編碼第一子信息和第二子信息以獲得第一信息信號(hào)所使用的第一優(yōu)化參數(shù)集合。例如，用于確定的裝置115用于確定用來(lái)在第一信息信號(hào)內(nèi)調(diào)度第一子信息和第二子信息的優(yōu)化第一參數(shù)集合，使得第一子信息和第二子信息位于第一信息信號(hào)中的不同位置。換言之，在傳輸幀內(nèi)的不同時(shí)刻發(fā)送第一子信息和第二子信息。
如上所述，用于確定優(yōu)化參數(shù)集合的裝置115可以根據(jù)第一和第二通信層的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行操作?；诒景l(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，用于確定優(yōu)化的第一和第二參數(shù)集合的裝置115還用于監(jiān)視由第一系數(shù)集合(即當(dāng)前使用的系數(shù))確定的第一通信層的當(dāng)前狀態(tài)，及由第二系數(shù)集合(即當(dāng)前使用的系數(shù))確定的第二通信層的當(dāng)前狀態(tài)，并且提供當(dāng)前狀態(tài)信息。狀態(tài)信息可以例如指示不能使用第一和第二參數(shù)集合實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，以便確定優(yōu)化第一和/或第二參數(shù)集合。用于確定的裝置115用于進(jìn)行必須優(yōu)化和替換的參數(shù)集合的判定。
如上所述，發(fā)明概念也可以通過(guò)信息調(diào)度和用戶調(diào)度用于協(xié)議堆棧的優(yōu)化。例如，信息包括與第一用戶相關(guān)的第一信息和與第一用戶相關(guān)的第二信息，與第二用戶相關(guān)的第三信息和與第二用戶相關(guān)的第四信息。第一通信層用于調(diào)度第一信息和第二信息以獲得與第一用戶相關(guān)的第一信息信號(hào)。
另外，第一通信層用于調(diào)度三信息和第四信息以獲得與第二用戶相關(guān)的第二信息信號(hào)。第二通信層用于調(diào)度第一信息信號(hào)和第二信息信號(hào)以獲得用于傳輸?shù)恼{(diào)度多用戶流。用于確定的裝置115用于聯(lián)合確定第一通信層提供第一信息信號(hào)和優(yōu)化第二信息信號(hào)所使用的優(yōu)化第一參數(shù)集合，及第二通信層提供調(diào)度多用戶信號(hào)所使用的第二參數(shù)集合，以便實(shí)現(xiàn)例如傳輸質(zhì)量的優(yōu)化的、每個(gè)用戶的優(yōu)化目標(biāo)。
為了向相應(yīng)通信層提供相應(yīng)優(yōu)化參數(shù)集合，本發(fā)明的設(shè)備包括用于向第一通信層101和向第二通信層103提供優(yōu)化的第一和第二參數(shù)集合的裝置129。用于提供優(yōu)化參數(shù)集合的裝置129可以包括用于與第一通信層和第二通信層接口的協(xié)議接口。例如，第二通信層包括物理層。在這種情況下，用于提供優(yōu)化參數(shù)集合的裝置129通過(guò)相應(yīng)物理層接口與物理層接口。通常，物理層負(fù)責(zé)例如幅度調(diào)制的調(diào)制。因此，第二參數(shù)集合或優(yōu)化第二參數(shù)集合可以包括確定所使用調(diào)制方案的調(diào)制參數(shù)子集?；诒景l(fā)明，用于確定的裝置115還用于通過(guò)例如確定所使用的調(diào)制參數(shù)的子集控制物理層的操作模式。
因此，第二通信層可以包括數(shù)據(jù)鏈路層，其使用確定所使用的前向差錯(cuò)編碼方案的編碼參數(shù)子集進(jìn)行前向差錯(cuò)編碼。在這種情況下，裝置115還用于確定物理層所使用的編碼參數(shù)子集以便實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
優(yōu)選地，用于控制多個(gè)通信層的操作的發(fā)明設(shè)備被集成在處理基于發(fā)送協(xié)議發(fā)送的信息的通信設(shè)備內(nèi)。發(fā)送協(xié)議可以包括多個(gè)協(xié)議層以處理要發(fā)送的信息，其中信息由例如CD的信息源提供。為了控制多個(gè)協(xié)議層，發(fā)明通信設(shè)備包括用于基于以上描述控制多個(gè)通信層的操作的設(shè)備。另外，為了基于協(xié)議層處理信息，發(fā)明通信設(shè)備還包括處理信息的處理器。處理器可以是網(wǎng)絡(luò)處理器。
圖2示出控制多個(gè)通信層的操作的設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例。
圖2中示出的設(shè)備包括具有輸入203，205，207，輸入209和輸出211的跨層優(yōu)化器201。第一接口213被連接在協(xié)議堆棧1005的應(yīng)用層和跨層優(yōu)化器的輸入203之間。第一接口213具有連接到塊215的輸入的輸出。塊215具有連接到跨層優(yōu)化器的輸入205的輸出，該優(yōu)化器是面向應(yīng)用的優(yōu)化器。
此外，第二接口217被連接在協(xié)議層1005的鏈路層和跨層優(yōu)化器201的輸入209之間。第二接口217還包括連接到第二塊219的輸入的輸出，其中第二塊219具有連接到跨層優(yōu)化器的輸入207的輸出。
跨層優(yōu)化器201的輸出211被連接到具有連接到應(yīng)用層的第一輸出和連接到鏈路層的第二輸出的判定單元222。
第一接口213用于提取應(yīng)用層的參數(shù)(即第一參數(shù)集合)，以便執(zhí)行例如源速率調(diào)度的多媒體調(diào)度。由接口213提取的參數(shù)被提供給包括例如源畸變分布和延遲約束的第一塊215。
因此，第二接口217用于從鏈路層提取針對(duì)例如發(fā)送速率調(diào)度的多用戶調(diào)度的參數(shù)，并且向第二塊219和跨層優(yōu)化器201提供參數(shù)抽象。第二塊219提供包括多用戶發(fā)送數(shù)據(jù)速率、信道相干時(shí)間或分組損失率(Pe)的信息?？鐚觾?yōu)化器通過(guò)仿真抽象模型確定優(yōu)化參數(shù)集合。判定單元222用于向相應(yīng)通信層提供優(yōu)化參數(shù)集合。
如圖2所述，參數(shù)抽象根據(jù)只是例子的Markov on/off模型的參數(shù)化來(lái)執(zhí)行，Markov on/off模型是用于確定優(yōu)化參數(shù)集合的抽象模型。
發(fā)明設(shè)備和相應(yīng)方法通過(guò)由駐留在服務(wù)平臺(tái)層的優(yōu)化器部件(對(duì)應(yīng)于控制多個(gè)通信層的操作的設(shè)備)來(lái)執(zhí)行協(xié)同、模擬及判定功能的方式，在無(wú)線環(huán)境的實(shí)時(shí)應(yīng)用中引入用戶感知質(zhì)量的改進(jìn)。尤其是，優(yōu)化器部件可以執(zhí)行下面任務(wù)監(jiān)視所選擇的系統(tǒng)層的狀態(tài)信息，維護(hù)使?fàn)顟B(tài)信息易管理的適當(dāng)抽象模型，抽象模型的動(dòng)態(tài)分析，基于這些模型聯(lián)合優(yōu)化參數(shù)，動(dòng)態(tài)判定新參數(shù)設(shè)置在哪個(gè)系統(tǒng)層是必要的，饋送參數(shù)以便在相應(yīng)層控制系統(tǒng)，如果不可能向所有層同時(shí)提供參數(shù)或在所有層同時(shí)使用參數(shù)，則返回初始狀態(tài)。
此外，本發(fā)明的判定的特征在于在考慮當(dāng)前設(shè)置和歷史記錄的情況下進(jìn)行參數(shù)修改的判定，以避免系統(tǒng)狀態(tài)的不必要抖動(dòng)。
本發(fā)明的優(yōu)化器部件能夠通過(guò)執(zhí)行如上所述的協(xié)同和模擬任務(wù)，實(shí)現(xiàn)和支持跨層優(yōu)化的不同算法。例如，本發(fā)明的跨層優(yōu)化支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的更高利用，其允許支持與現(xiàn)有技術(shù)方案相比相同的系統(tǒng)中的更多同時(shí)用戶。在用戶數(shù)量相同的情況下，可以提高傳輸質(zhì)量。此外，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶中更平均分配的用戶感知質(zhì)量。此外，本發(fā)明方案提供動(dòng)態(tài)調(diào)整的可能性以同時(shí)適應(yīng)變化的傳輸特征和應(yīng)用需求。概括地，本發(fā)明的概念提供了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商節(jié)省成本及更好地滿足用戶和接受服務(wù)的可能性。
再次參照?qǐng)D2中示出的實(shí)施例，示出了駐留在分層通信系統(tǒng)的應(yīng)用支持中間件中的優(yōu)化器部件的可能實(shí)現(xiàn)，其中，通過(guò)例子的方式，演示了視頻流應(yīng)用和鏈路層傳輸控制的跨層調(diào)整。在這里，描述了在應(yīng)用層上的視頻數(shù)據(jù)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化和鏈路層上的多用戶調(diào)度。目標(biāo)是在有效地使用無(wú)線資源時(shí)，最大化用戶感知的端到端質(zhì)量。視頻數(shù)據(jù)調(diào)度是判定必須在何時(shí)發(fā)送一個(gè)流會(huì)話內(nèi)的數(shù)據(jù)分段的處理，同時(shí)多用戶調(diào)度確定例如在指定時(shí)間、頻率或代碼時(shí)，允許哪個(gè)用戶使用信道。
尤其是，圖2中示出的實(shí)施例演示發(fā)明優(yōu)化器部件的任務(wù)，其中從所選擇的系統(tǒng)層，尤其是從應(yīng)用層和從包含介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)層和物理層(PHY)的鏈路層收集狀態(tài)信息。在這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)指定具有對(duì)總體質(zhì)量有不同影響的不同類(lèi)型媒體幀的傳輸順序，注意多媒體調(diào)度，即源數(shù)據(jù)(信息)的調(diào)度。另外，本發(fā)明的方案也考慮源速率的選擇。由于存在無(wú)數(shù)組合可能，所以?xún)?yōu)化器部件提供了參數(shù)的抽象以便保持具有顯著影響的組合，并且通過(guò)仿真抽象模型快速分析一個(gè)具體組合的影響。在這個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)組合，維護(hù)源速率畸變分布的實(shí)現(xiàn)。
執(zhí)行鏈路層的類(lèi)似抽象，其中通過(guò)例子的方式，考慮可能傳輸時(shí)間調(diào)度的所選定情況。圖3示出縮減到7種情況的多用戶調(diào)度系統(tǒng)中不同的傳輸時(shí)間安排，例如具有3個(gè)用戶的系統(tǒng)。
基于抽象模型，本發(fā)明的優(yōu)化器部件基于成本函數(shù)(基于兩種模型)動(dòng)態(tài)地分析把作為鏈路層抽象模型一部分的信道條件改變?yōu)楦兄|(zhì)量的結(jié)果。分析產(chǎn)生聯(lián)合優(yōu)化參數(shù)集合。
基于優(yōu)化策略(例如成本函數(shù)中描述的)，優(yōu)化器部件判定哪些新參數(shù)設(shè)置在哪個(gè)系統(tǒng)層中是必要的，并且饋送相應(yīng)參數(shù)以控制相應(yīng)層的系統(tǒng)行為。如果差錯(cuò)出現(xiàn)，例如如果不能控制一個(gè)層，則啟動(dòng)返回機(jī)制以返回初始狀態(tài)。
本發(fā)明還提供了基于接收協(xié)議處理接收信號(hào)的通信設(shè)備，其中接收信號(hào)是通過(guò)通信信道發(fā)送的發(fā)送信號(hào)的接收版本。發(fā)送信號(hào)可以包括基于如上所述的發(fā)送協(xié)議處理的信息，其中發(fā)送協(xié)議包括第一發(fā)送協(xié)議層和第二發(fā)送協(xié)議層，并且其中第一發(fā)送協(xié)議層的操作模式由第一發(fā)送參數(shù)集合確定，并且其中第二發(fā)送協(xié)議層的操作模式由第二發(fā)送參數(shù)集合確定。例如，第一發(fā)送參數(shù)集合和第二發(fā)送參數(shù)集合根據(jù)模擬上述第一通信層和第二通信層的行為的抽象模型成對(duì)確定。因此，接收協(xié)議包括第一接收協(xié)議層和第二接收協(xié)議層，其中第一接收協(xié)議層的操作模式由第一接收參數(shù)集合確定，并且其中第二接收協(xié)議層的操作模式由第二接收參數(shù)集合確定。
本發(fā)明的設(shè)備還包括通過(guò)信令接收指示來(lái)自例如遠(yuǎn)程通信發(fā)送器的第一發(fā)送參數(shù)集合和第二發(fā)送參數(shù)集合的參數(shù)信息的裝置。此外，本發(fā)明的設(shè)備包括用于確定對(duì)應(yīng)于第一發(fā)送參數(shù)集合的第一接收參數(shù)集合和對(duì)應(yīng)于第二發(fā)送參數(shù)集合的第二接收參數(shù)集合的裝置，及用于向第一通信層提供第一接收參數(shù)集合和向第二通信層提供第二接收參數(shù)集合的裝置。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的方案通常可被用于多個(gè)用戶的情形，和/或與每個(gè)用戶相關(guān)的多個(gè)信息的情形。
在下文中，我們描述無(wú)線多用戶多媒體通信的應(yīng)用層和無(wú)線鏈接層的跨層優(yōu)化。我們的目標(biāo)是優(yōu)化無(wú)線媒體應(yīng)用的端到端質(zhì)量以及有效使用無(wú)線資源。實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)的新體系結(jié)構(gòu)被提供和公式化。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)包括參數(shù)抽象的過(guò)程，跨層優(yōu)化器及判決分發(fā)的過(guò)程。另外，提供樣本數(shù)值結(jié)果以揭示本發(fā)明的聯(lián)合優(yōu)化的潛力。移動(dòng)通信中的跨層設(shè)計(jì)最近在多媒體服務(wù)供應(yīng)(例如，語(yǔ)音，視頻，音頻，數(shù)據(jù))環(huán)境中獲得更多注意?？鐚釉O(shè)計(jì)的構(gòu)思在協(xié)議堆棧上引入了層間構(gòu)思，并且允許我們聯(lián)合優(yōu)化兩個(gè)或更多層上的通信。盡管可以在所有通信網(wǎng)絡(luò)中使用這個(gè)構(gòu)思，但是由于無(wú)線環(huán)境的獨(dú)特挑戰(zhàn)(即，無(wú)線信道的時(shí)變和衰減特性)，所以它在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中特別重要。這個(gè)無(wú)線特性及用戶移動(dòng)性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能和連接的隨機(jī)變化。另外，針對(duì)多媒體支持的所需服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求(例如，數(shù)據(jù)速率，延遲，連續(xù)性及差錯(cuò)率)使移動(dòng)多媒體通信在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中更具挑戰(zhàn)性。使用把系統(tǒng)設(shè)計(jì)分成基本上獨(dú)立的層的常規(guī)分層設(shè)計(jì)方案將難以滿足這個(gè)挑戰(zhàn)。為了提供端到端QoS，必須在所有OSI(開(kāi)放系統(tǒng)互連)層實(shí)現(xiàn)參數(shù)調(diào)整。因此，提供了在不同層之間交換信息的跨層設(shè)計(jì)的發(fā)明構(gòu)思。在下文中，我們通過(guò)提出無(wú)線多媒體通信的聯(lián)合應(yīng)用和無(wú)線鏈接層優(yōu)化，來(lái)利用跨層設(shè)計(jì)構(gòu)思的層間連接。我們稱(chēng)無(wú)線鏈路層為協(xié)議堆棧中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。我們的目標(biāo)是優(yōu)化無(wú)線多媒體通信應(yīng)用的端到端質(zhì)量以及有效使用無(wú)線資源。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，開(kāi)發(fā)了聯(lián)合層優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)以提供用于跨層優(yōu)化構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)的潛在解決方案。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)包括參數(shù)抽象的過(guò)程，跨層優(yōu)化器及判決分發(fā)的過(guò)程。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)中的每個(gè)部分被形式化。另外，提供樣本數(shù)值結(jié)果以揭示本發(fā)明的聯(lián)合優(yōu)化的潛力。前面的工作主要集中在優(yōu)化單層的性能，例如使應(yīng)用適應(yīng)傳送，網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)鏈路和物理層特征(自底向上方案)，以及使物理，數(shù)據(jù)鏈路或網(wǎng)絡(luò)層適應(yīng)應(yīng)用需求(自頂向下方案)?？鐚釉O(shè)計(jì)中大部分進(jìn)行中的研究聚集在物理層和數(shù)據(jù)鏈路(或MAC)層的聯(lián)合優(yōu)化方面。某些優(yōu)化包含針對(duì)自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的跨層優(yōu)化中的網(wǎng)絡(luò)層路由優(yōu)化，并且其它優(yōu)化包含物理層的發(fā)送功率和前向糾錯(cuò)編碼的聯(lián)合優(yōu)化中的源速率。
本發(fā)明的方案不同于以前方案的地方在于，我們的目標(biāo)優(yōu)選地是優(yōu)化多媒體應(yīng)用的端到端質(zhì)量。對(duì)此，我們考慮聯(lián)合優(yōu)化協(xié)議堆棧中的三個(gè)層，即應(yīng)用層(層7)，數(shù)據(jù)鏈路層(層2)及物理層(層1)。由于用戶觀察的端到端質(zhì)量直接取決于應(yīng)用，并且應(yīng)用層具有關(guān)于媒體數(shù)據(jù)的每個(gè)成功解碼片段對(duì)感知質(zhì)量的影響的直接信息，所以我們?cè)诼?lián)合優(yōu)化中包含應(yīng)用層。由于移動(dòng)無(wú)線通信的獨(dú)特挑戰(zhàn)來(lái)自無(wú)線信道的特性，所以我們還把物理層和數(shù)據(jù)鏈路層包含在我們的考慮中，這2個(gè)層必須得到處理。實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)的新體系結(jié)構(gòu)被提供和公式化。這個(gè)文章的結(jié)構(gòu)如下。
我們假定流視頻作為多媒體服務(wù)的一個(gè)例子應(yīng)用，并且考慮位于基站的視頻流服務(wù)器和位于移動(dòng)設(shè)備的多個(gè)流客戶端。如圖7所示，假定K個(gè)流客戶端或用戶共享相同空中接口和網(wǎng)絡(luò)資源，但是請(qǐng)求不同視頻內(nèi)容。注意，由于在我們的情景中視頻流服務(wù)器直接位于基站，所以只考慮對(duì)無(wú)線連接必要的協(xié)議堆棧。因此，協(xié)議堆棧中的傳送層和網(wǎng)絡(luò)層可以被排除在我們的優(yōu)化問(wèn)題之外。我們聚焦在應(yīng)用層和無(wú)線電鏈路層之間的交互上，無(wú)線電鏈路層合并物理(PHY)層和數(shù)據(jù)鏈路層。在基站上，如圖8所示的體系結(jié)構(gòu)適于提供服務(wù)優(yōu)化的端到端質(zhì)量。這個(gè)解了涉及聯(lián)合優(yōu)化的任務(wù)和信息流。通過(guò)參數(shù)抽象的處理，從應(yīng)用層和無(wú)線電鏈路層首先為跨層優(yōu)化器收集必要狀態(tài)信息。參數(shù)抽象的處理導(dǎo)致將特定于層的參數(shù)轉(zhuǎn)換成跨層優(yōu)化器可理解的參數(shù)，即所謂的跨層參數(shù)。接著，跨層優(yōu)化器針對(duì)特定目標(biāo)函數(shù)執(zhí)行優(yōu)化。從可能跨層參數(shù)元組的指定集合中，選擇優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的元組。在進(jìn)行關(guān)于特定跨層參數(shù)元組的判決之后，優(yōu)化器把判決信息分發(fā)回相應(yīng)層。注意，可能跨層參數(shù)元組的集合通常可以是無(wú)限的。有必要只預(yù)先選擇適當(dāng)元組的有限集合，以便快速獲得判決。通過(guò)這種方式，最優(yōu)跨層參數(shù)元組的最終判決可能只產(chǎn)生局部最優(yōu)。
為了執(zhí)行聯(lián)合優(yōu)化，必須從所選擇的層中提取狀態(tài)信息或關(guān)鍵參數(shù)集合，并且將其提供給跨層優(yōu)化器。由于特定于層的參數(shù)可能是不能理解的或限制用于其它層和優(yōu)化器，所以這是必要的。
在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層在具體服務(wù)的提供期間專(zhuān)門(mén)針對(duì)無(wú)線信道的動(dòng)態(tài)變化而設(shè)計(jì)。這與經(jīng)歷更少動(dòng)態(tài)變化的有線網(wǎng)絡(luò)相反。物理層處理包含發(fā)送功率(通過(guò)發(fā)送功率控制)，信道估計(jì)，同步，信號(hào)整形，調(diào)制和信號(hào)檢測(cè)(通過(guò)信號(hào)處理)的事項(xiàng)，而數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)無(wú)線電資源分配(多用戶調(diào)度或排隊(duì))和差錯(cuò)控制(通過(guò)信道編碼，通常組合前向糾錯(cuò)編碼(FEC)和自動(dòng)重發(fā)(ARQ))。由于這兩個(gè)層都與無(wú)線特性的獨(dú)特特征緊密相關(guān)，因此共同考慮它們是有用的。在下文中，我們稱(chēng)其組合為無(wú)線電鏈路層。由于無(wú)線電鏈路層中存在許多事項(xiàng)并且這些事項(xiàng)彼此相關(guān)，所以參數(shù)抽象是必要的。更具體地，我們定義特定于無(wú)線電鏈路層的參數(shù)rij(例如，調(diào)制字母表，編碼速率，發(fā)出時(shí)間，發(fā)送功率，相干時(shí)間)的元組ri＝(ri1，ri2，...)的集合R＝{r1，r2，...}。由于這些無(wú)線電鏈路特定參數(shù)可以是變量，所以集合R包含其數(shù)值的所有可能組合，并且每個(gè)元組ri表示一個(gè)可能組合。
為了形式化參數(shù)抽象的處理，我們定義所抽象的參數(shù) 的元組r~i=(r~i1,r~i2,...)]]>的集合R~={r~1,r~2,...}.]]>集合R和集合 之間的關(guān)系通過(guò)具有域R和同域 的關(guān)系式G⊆R×R~]]>建立，其實(shí)現(xiàn)R和 之間的映射。在這里，符號(hào)×是指Cartesian乘積。G是定義R和 之間映射的子集。我們稱(chēng)這個(gè)映射處理為無(wú)線電鏈路層參數(shù)抽象。針對(duì)單用戶情景，例如可以抽象四個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。它們是傳輸數(shù)據(jù)速率d，傳輸分組差錯(cuò)率e，數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度s和信道相干時(shí)間t。這導(dǎo)致所抽象的參數(shù)元組r~i=(di,ei,si,ti).]]>在K個(gè)用戶的情景中，可以針對(duì)每個(gè)用戶擴(kuò)展參數(shù)抽象。于是，參數(shù)元組 包含4K個(gè)參數(shù)r~i=(di(1),ei(1),si(1),ti(1),...,di(K),ei(K),si(K),ti(K)),]]>其中一個(gè)四參數(shù)集合屬于一個(gè)用戶。
傳輸數(shù)據(jù)速率d受調(diào)制方案、信道編碼及多用戶調(diào)度的影響。傳輸分組差錯(cuò)率e受發(fā)送功率，信道估計(jì)，信號(hào)檢測(cè)，調(diào)制方案，信道編碼，當(dāng)前用戶位置等等的影響。用戶的信道相干時(shí)間t與用戶速度及其周?chē)h(huán)境相關(guān)，而數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度s通常由無(wú)線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)定義。這些相互關(guān)系定義了關(guān)系G?？蛇x地，可以把傳輸分組差錯(cuò)率e和信道相干時(shí)間t轉(zhuǎn)換成兩狀態(tài)Gilbert-Elliott模型的兩個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)是從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變概率(p及q)。該轉(zhuǎn)換由p=estd]]>和q=(1-e)std]]>指定，其中p是從良好狀態(tài)到壞狀態(tài)的轉(zhuǎn)變概率，并且q是從壞狀態(tài)到良好狀態(tài)的轉(zhuǎn)變概率。
通過(guò)這種方式，所抽象的參數(shù)元組變成r~i=(di(1),pi(1),si(1),qi(1),...,di(K),pi(K),si(K),qi(K)).]]>這個(gè)轉(zhuǎn)換的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)果參數(shù)元組 對(duì)于協(xié)議堆棧的高層更能夠理解。
應(yīng)用層是在其中媒體數(shù)據(jù)被壓縮，分組化和進(jìn)行發(fā)送調(diào)度的層。為跨層優(yōu)化抽象的關(guān)鍵參數(shù)涉及壓縮源數(shù)據(jù)的特征。由于壓縮源數(shù)據(jù)可取決于應(yīng)用或服務(wù)，所以這暗示這些關(guān)鍵參數(shù)可取決于應(yīng)用或服務(wù)的類(lèi)型。為進(jìn)行形式描述，我們定義特定于應(yīng)用層的參數(shù) 的元組a~i=(a~i1,a~i2,...)]]>的集合A＝{a1，a2，...}。由于這些特定于應(yīng)用層的參數(shù)可以是變量，所以集合A包含其數(shù)值的所有可能組合，并且每個(gè)元組表示一個(gè)可能組合。我們還定義所抽象的參數(shù) 的元組a~i=(a~i1,a~i2,...)]]>的集合A~={a~1,a~2,...}.]]>集合A和集合 之間的關(guān)系通過(guò)具有域A和同域 的關(guān)系H⊆A×A~]]>建立，其實(shí)現(xiàn)A和 之間的映射。我們稱(chēng)這個(gè)映射處理為應(yīng)用層參數(shù)抽象。在下文中，我們假定流視頻服務(wù)。這個(gè)服務(wù)的抽象參數(shù)包含源數(shù)據(jù)速率，每秒幀(或圖片)數(shù)，每個(gè)幀(或圖片)的長(zhǎng)度(根據(jù)字節(jié))和最大延遲。優(yōu)化器的其它重要信息是畸變率函數(shù)(編碼畸變)和具體丟失幀(或圖片)的畸變分布(參見(jiàn)圖9)。圖9示出丟失幀的畸變分布和3個(gè)不同視頻的編碼畸變的例子，其中每個(gè)視頻由具有15幀的圖片(GOP)組組成，GOP對(duì)應(yīng)于每秒30幀的幀速率的0.5秒。以平均數(shù)據(jù)速率100kbps編碼視頻序列。每個(gè)GOP以可獨(dú)立解碼的幀開(kāi)始。后14個(gè)幀是相互幀，其只有在相同GOP的所有以前幀被無(wú)差錯(cuò)解碼的情況下才被成功解碼?；儽话凑站街貥?gòu)誤差(MSE)來(lái)量化，其在所顯示的和原始視頻序列之間測(cè)量。圖9中的指標(biāo)指示具體幀的丟失。假定作為差錯(cuò)隱藏策略的一部分，圖片組的所有幀不可解碼，并且顯示最近正確解碼幀而不是未解碼幀。同樣，注意指標(biāo)16給出在正確接收所有幀時(shí)的MSE，我們將它稱(chēng)為由于量化誤差而導(dǎo)致的編碼畸變。
從應(yīng)用層和無(wú)線電鏈路層抽象的參數(shù)集合 和 構(gòu)成到跨層優(yōu)化器的輸入。由于從兩個(gè)輸入集合抽象的參數(shù)元組的任何組合均有效，所以便于定義將兩個(gè)輸入集合組合為優(yōu)化器的一個(gè)輸入集合的跨層參數(shù)集合X~=R~×A~.]]>集合X~={X~1,X~2,...}]]>包括元組x~n=(r~i,a~j)]]>和|X~|=|R~|·|A~|.]]>使用上述介紹的公式，跨層優(yōu)化器的操作Ω現(xiàn)在可以由ΩX~→X^⋐X~]]>描述。
優(yōu)化器從輸入集合 中選擇真非空子集 即優(yōu)化器的輸出。
在下文中，我們假定|X^|=1,]]>即優(yōu)化器的輸出是單元組并且X^=x~opt∈X~.]]>跨層優(yōu)化器的判決或輸出 針對(duì)特定目標(biāo)函數(shù)Γ 而進(jìn)行，其中R是實(shí)數(shù)集合。因此，優(yōu)化器的輸出可以被表示成x~opt=argminx~∈X~Γ(x~)]]>特定目標(biāo)函數(shù)Γ的選擇取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并且優(yōu)化器的輸出(或判決)可針對(duì)不同目標(biāo)函數(shù)而不同。在流視頻的例子應(yīng)用中，在單用戶情景中的一個(gè)可能目標(biāo)函數(shù)是在所顯示的和原始視頻序列之間的MSE。針對(duì)多用戶情況，MSE可以有不同擴(kuò)展。例如，目標(biāo)函數(shù)可以是所有用戶的MSE的總和。即，Γ(x~)=Σk=1KMSEk(x~),]]>其中 是跨層參數(shù)元組x~∈X~]]>的用戶k的MSE。這個(gè)目標(biāo)函數(shù)將優(yōu)化所有用戶的平均性能。目標(biāo)函數(shù)的其它公共定義包含優(yōu)化最壞執(zhí)行用戶的性能的定義，及Γ(x~)=maxk=1,...KMSEk(x~),]]>其相當(dāng)于最大化所有用戶的峰值信噪比的總和。
一旦獲得跨層優(yōu)化器的輸出(或判決)x~opt=(r~opt,a~opt),]]>判決 和 必須分別回送到無(wú)線電鏈路層及應(yīng)用層。在此期間，參數(shù)抽象的處理必須反向，并且所抽象的參數(shù) 和 被轉(zhuǎn)換回到特定于層的參數(shù)ropt∈R和aopt∈A。這個(gè)反向轉(zhuǎn)換由ropt∈{r|(r,r~opt)∈G}]]>和aopt∈{a|(a,a~opt)∈H}]]>指定。
在集合{r|(r,r~opt)∈G}]]>或集合{a|(a,a~opt)∈H}]]>具有不止一個(gè)元素的情況下，可以分別在相應(yīng)層進(jìn)行具體元素的選擇。
在下文中，我們提供樣本模擬結(jié)果以評(píng)估本發(fā)明的聯(lián)合優(yōu)化的性能。在這個(gè)部分中，我們假定3個(gè)用戶(用戶1，2和3)，其中每個(gè)用戶請(qǐng)求不同視頻。用戶1，2和3分別請(qǐng)求汽車(chē)電話(Carphone)(CP)，領(lǐng)班(Foreman)(FM)和母女(Mother-daughter)(MD)視頻。我們選擇峰值信噪比(PSNR)作為我們的性能測(cè)量。PSNR被定義成PSNR＝10log10(2552/MSE)。PSNR越大，則MSE越小，其在原始視頻序列和客戶端或用戶處重構(gòu)的序列之間計(jì)算。因此，PSNR越大，則性能越優(yōu)。作為一個(gè)例子，我們使用上述指定的、最大化最壞情況用戶的性能的目標(biāo)函數(shù)。
因此，跨層優(yōu)化器選擇使用戶的MSE的最大值最小(或等價(jià)地，使PSNR的最小值最大)的參數(shù)元組。在模擬中，假定無(wú)線電鏈路層的數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度等于54字節(jié)，其與IEEE 802.11a或HiperLAN2標(biāo)準(zhǔn)的指定分組長(zhǎng)度相同。假定所有三個(gè)用戶的信道相干時(shí)間為50毫秒，這近似地對(duì)應(yīng)于步行速度(5GHz載波頻率)。由于傳輸數(shù)據(jù)速率受調(diào)制方案，信道編碼及多用戶調(diào)度的影響，所以假定兩個(gè)不同調(diào)制(BPSK和QPSK)，并且還假定存在圖6a中所示的、基于時(shí)分多路復(fù)用的多用戶調(diào)度中的時(shí)間排列的7種情況。當(dāng)使用BPSK時(shí)，假定用戶的傳輸數(shù)據(jù)速率等于100kbps，并且把總傳輸時(shí)間的2/9分配給它。因此，如果使用QPSK并且指定總傳輸時(shí)間的4/9，則用戶可以具有高達(dá)400kbps的傳輸數(shù)據(jù)速率。傳輸差錯(cuò)率另一方面取決于傳輸數(shù)據(jù)速率，平均SNR和信道編碼的糾錯(cuò)性能。通常，根據(jù)指定接收SNR的殘留差錯(cuò)率(在信道解碼之后)評(píng)估信道編碼的性能。在我們的模擬中，我們假定編碼速率為1/2的卷積碼，并且數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度為54字節(jié)。殘留分組差錯(cuò)率作為SNR的函數(shù)在圖10中示出。然而，在無(wú)線鏈路中，接收SNR不恒定，而是圍繞均值(長(zhǎng)期SNR)波動(dòng)，這起因于由用戶移動(dòng)導(dǎo)致的快速衰落。通過(guò)這種方式，接收SNR可以被模擬為具有某個(gè)概率分布的隨機(jī)變量，其由物理信道的傳播特性(例如，Rayleigh分布，Rice分布)確定。衰落無(wú)線鏈路中的殘留分組差錯(cuò)率通過(guò)用衰落統(tǒng)計(jì)求這個(gè)分組差錯(cuò)比(例如，從圖10)的平均值來(lái)計(jì)算。假定Rayleigh衰落，結(jié)果平均分組差錯(cuò)率在圖11中指定為平均信噪比(SNR)的函數(shù)。這個(gè)結(jié)果平均分組差錯(cuò)率被用作我們的模擬中的參數(shù)e。通過(guò)隨機(jī)和獨(dú)立地為均勻地在1到100的范圍內(nèi)的每個(gè)用戶選擇長(zhǎng)期平均信噪比(0dB到20dB)，考慮用戶位置相關(guān)路徑丟失和通常在無(wú)線鏈路中觀察到的漸變(shadowing)。在應(yīng)用層上，假定使用正涌現(xiàn)的每GOP有15幀(每0.5秒)的H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)來(lái)編碼視頻。考慮兩個(gè)不同源速率值(100kbps和200kbps)。這意味著視頻已經(jīng)以?xún)蓚€(gè)不同目標(biāo)速率被預(yù)先編碼，并且兩種版本被存儲(chǔ)在流服務(wù)器中。我們可以在GOP開(kāi)始時(shí)從一個(gè)源流切換到另一個(gè)。在每個(gè)GOP中，第一幀是I幀，并且后面的14幀是P幀。我們針對(duì)3個(gè)請(qǐng)求的視頻使用特定丟失幀的測(cè)量畸變分布和編碼畸變。圖9根據(jù)源速率100kbps的GOP的MSE示出畸變分布的例子。在所顯示的和原始視頻序列之間測(cè)量MSE，并且在GOP上求平均值。在圖9中，指標(biāo)指示特定幀的丟失。假定GOP的所有后續(xù)幀變成不可解碼，并且顯示最近正確解碼的幀而不是未解碼幀。注意，指標(biāo)16給出正確接收所有幀時(shí)的MSE，其是編碼畸變。同樣，注意，由于P幀的成功解碼取決于相同GOP的所有前面的幀的無(wú)差錯(cuò)接收，所以丟失GOP的第一幀導(dǎo)致最大畸變，而丟失GOP的最后幀導(dǎo)致較小畸變。此外，假定以最大長(zhǎng)度54字節(jié)把每個(gè)視頻幀(或圖片)分組化，并且每個(gè)分組只包含來(lái)自一個(gè)幀的數(shù)據(jù)。即，每個(gè)幀被分組化成整數(shù)個(gè)分組。在編碼步驟期間確定每個(gè)幀的長(zhǎng)度。這些數(shù)值和位流和畸變分布一起被存儲(chǔ)。圖6b指定源速率100kbps的三個(gè)測(cè)量視頻中的GOP的長(zhǎng)度(根據(jù)分組)，其中I和Pn(n＝1，2...14)分別表示I幀和第n個(gè)P幀。我們可以發(fā)現(xiàn)，I幀的長(zhǎng)度比P幀的長(zhǎng)度大很多，并且P幀的長(zhǎng)度從幀到幀變化。這與視頻的內(nèi)容有關(guān)。調(diào)查沒(méi)有ARQ的操作模式(被稱(chēng)作前向模式)和具有ARQ的操作模式(被稱(chēng)作ARQ模式)。我們把每個(gè)GOP考慮為單元，并且假定每個(gè)GOP必須在時(shí)長(zhǎng)0.5秒內(nèi)被發(fā)送。在前向模式中，我們假定沒(méi)有有效的來(lái)自客戶端的確認(rèn)，并且當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)速率大于源數(shù)據(jù)速率時(shí)，特定客戶端的每個(gè)GOP的視頻幀被重復(fù)發(fā)送。例如，在傳輸數(shù)據(jù)速率是源數(shù)據(jù)速率的兩倍的情況下，每個(gè)GOP被發(fā)送兩次。如果傳輸數(shù)據(jù)速率是源數(shù)據(jù)速率的1.5倍，則在發(fā)送一次GOP后，重發(fā)I幀，第一P幀，第二P幀等等，直到GOP的0.5秒的時(shí)長(zhǎng)結(jié)束。另一方面，在ARQ模式中，我們假定可從客戶端得到對(duì)發(fā)送的分組的瞬時(shí)確認(rèn)，并且特定客戶端的每個(gè)GOP的數(shù)據(jù)分組以按時(shí)間順序成功接收GOP中的數(shù)據(jù)分組的方式重發(fā)。即，在發(fā)送新分組之前，保證其在GOP中的前一分組被正確接收。圖12到圖14提供三個(gè)情景的模擬結(jié)果(情景1，2和3)。在情景1中，我們限制在無(wú)線電鏈路層只使用BPSK調(diào)制，并且在應(yīng)用層只有100kbps的源速率可用。因此，在這種情況下應(yīng)用層只提供一個(gè)固定的抽象參數(shù)元組(對(duì)于所有3個(gè)用戶具有100kbps)，而無(wú)線電鏈路層提供7個(gè)抽象的參數(shù)元組，這些元組源于圖6a示出的時(shí)間排列的7種情況。跨層優(yōu)化器從輸入?yún)?shù)元組的7個(gè)組合中選擇出一個(gè)，使得我們的目標(biāo)函數(shù)被優(yōu)化。MSE是由上述兩個(gè)因素，即快速衰落和用戶位置相關(guān)路徑丟失和漸變控制的隨機(jī)變量。通常，快速衰落以比路徑丟失和漸變小得多的時(shí)間比例發(fā)生。在這篇文章中，我們通過(guò)針對(duì)用戶的特定位置或等價(jià)地針對(duì)特定長(zhǎng)期SNR得到關(guān)于快速衰落的MSE的期望值，來(lái)評(píng)估針對(duì)快速衰落求平均值而得的MSE?；谶@個(gè)值，跨層優(yōu)化器進(jìn)行其判決。我們還查看用戶位置的集合體的統(tǒng)計(jì)特性。因此，選擇這個(gè)平均MSE的累積密度概率函數(shù)(CDF)以示出兩種模式(前向模式和ARQ模式)的性能。具有本發(fā)明聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)(w/JO)中最壞執(zhí)行用戶的性能與沒(méi)有聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)(w/o JO)中的性能相比較。假定沒(méi)有聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)為所有用戶分配相同量的發(fā)送時(shí)間(即，圖6a中的情形1)，并且使用BPSK調(diào)制，而源數(shù)據(jù)速率固定為100kbps。由圖12可見(jiàn)，最壞執(zhí)行用戶的PSNR在系統(tǒng)w/JO中顯著提高。例如，存在大約1-40％＝60％的機(jī)會(huì)，使得最壞執(zhí)行用戶的PSNR在前向模式的系統(tǒng)w/JO中大于30dB，這與系統(tǒng)w/o JO相比提高了2dB。在圖13和圖14的情景2和3中可以觀察到類(lèi)似的提高趨勢(shì)。在情景2中，假定在應(yīng)用層中與情景1中相同的抽象參數(shù)元組，而無(wú)線電鏈路層提供14個(gè)抽象參數(shù)元組，這些元組源于具有BPSK的時(shí)間排列的7種情況，以及具有QPSK的時(shí)間排列的其它7種情況。為了比較，還提供了如圖12中描述的沒(méi)有聯(lián)合優(yōu)化的相同系統(tǒng)(w/o JO)。在情景3中，假定由應(yīng)用層提供3個(gè)用戶的每個(gè)的兩個(gè)不同源速率100kbps及200kbps(產(chǎn)生23＝8個(gè)參數(shù)元組)。無(wú)線電鏈路層提供與情景2相同的抽象參數(shù)元組。由于可以獲得更多自由度，所以性能在提供更多抽象參數(shù)元組時(shí)提高。這在圖9中更明顯，其中示出了所調(diào)查的3個(gè)情景的性能提高。在這里，PSNR被定義成系統(tǒng)w/JO中最壞執(zhí)行用戶的PSNR和系統(tǒng)w/o JO中的最壞執(zhí)行用戶的PSNR之間的差。在圖9中左端的圖中密切觀察揭示了情景2的性能提高量遠(yuǎn)大于前向模式中情景1的量，而情景3的性能提高的量只略微大于情景2的量。這指示在這個(gè)應(yīng)用模式中更適合選擇由無(wú)線電鏈路層提供的更高傳輸數(shù)據(jù)速率(通過(guò)使用QPSK)，并且優(yōu)化器經(jīng)常選擇它。相反，選擇由應(yīng)用層提供的更高源速率(200kbps)則不適合這個(gè)模式，并且優(yōu)化器很少選擇它。另一方面，這個(gè)更高源速率的選擇更適合ARQ模式，其可以參見(jiàn)右手端的曲線圖，其中情景3的性能提高的量明顯地大于情景2。因此，選擇抽象參數(shù)元組的適當(dāng)集合很重要，以便獲得最大性能提高并且使優(yōu)化具有低復(fù)雜度。同樣，試驗(yàn)表明重要的是識(shí)別各個(gè)層上可得到的所有自由度并且考慮跨層設(shè)計(jì)中的重要點(diǎn)。
本發(fā)明提供具有視頻流服務(wù)的無(wú)線系統(tǒng)中的應(yīng)用層和無(wú)線電鏈路層的聯(lián)合優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)基于三個(gè)基本構(gòu)思，即參數(shù)抽象，跨層優(yōu)化和判決分發(fā)。我們預(yù)先研究揭示了本發(fā)明的體系結(jié)構(gòu)可以提供一種可能方式以提高性能，并且因此幫助應(yīng)對(duì)無(wú)線多媒體通信中的未來(lái)挑戰(zhàn)。即使在考慮應(yīng)用層和無(wú)線電鏈路層的較小量的自由度時(shí)，我們通過(guò)聯(lián)合優(yōu)化獲得我們的流視頻應(yīng)用的用戶感知質(zhì)量的顯著提高。
根據(jù)發(fā)明的方法的某些實(shí)現(xiàn)需求，本發(fā)明的方法可以通過(guò)硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)可以使用數(shù)字存儲(chǔ)器介質(zhì)，尤其是具有在其上存儲(chǔ)電子可讀控制信號(hào)的盤(pán)或CD來(lái)執(zhí)行，其可以與可編程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配合工作以使得本發(fā)明的方法被執(zhí)行。通常，本發(fā)明因此是具有存儲(chǔ)在機(jī)器可讀載體上的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，程序代碼執(zhí)行本發(fā)明的方法。換言之，因此，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，本發(fā)明的方法是具有執(zhí)行本發(fā)明方法的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序。
權(quán)利要求
1.一種控制分層通信系統(tǒng)中多個(gè)通信層的操作的設(shè)備，該分層通信系統(tǒng)通過(guò)通信信道傳輸信息，其中該多個(gè)通信層的第一通信層的操作由第一參數(shù)集合確定，并且其中該多個(gè)通信層的第二通信層的操作模式由第二參數(shù)集合確定，該設(shè)備包括用于提供該通信信道的特性的裝置(135)；提取器(105)，用于提取第一通信層的第一參數(shù)集合和第二通信層的第二參數(shù)集合以確定第一和第二通信層的當(dāng)前級(jí)段；用于提供第一抽象模型和第二抽象模型的裝置(137)，其中第一抽象模型模擬取決于第一參數(shù)集合的第一通信層的特性，并且其中第二抽象模型模擬取決于第二參數(shù)集合的第二通信層的特性；用于基于第一抽象模型，第二抽象模型，信道特性和優(yōu)化目標(biāo)來(lái)確定要由第一通信層使用的優(yōu)化第一參數(shù)集合和要由第二通信層使用的優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置(115)；用于向第一通信層提供優(yōu)化第一參數(shù)集合及向第二通信層提供優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置(137)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該分層通信系統(tǒng)的該多個(gè)層是協(xié)議層，其中該第二通信層用于管理通過(guò)該通信信道對(duì)信息的傳輸，以及提取該通信信道的特性，其中用于提供該通信信道的特性的該裝置被連接到第二通信層以接收該通信信道的特性。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中該第二通信層包括物理層，其中用于提供該通信信道的特性的該裝置(135)包括與物理層接口的協(xié)議接口。
4.如權(quán)利要求1到3中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中用于提供該通信信道的特性的該裝置(135)用于提供位差錯(cuò)概率，或/和與位差錯(cuò)概率相關(guān)的信道數(shù)據(jù)速率，或/和傳輸延遲，或/和與位差錯(cuò)概率相關(guān)的發(fā)送功率，或/和信道相干時(shí)間，或/和信道相干帶寬，以作為通信信道的特性。
5.如權(quán)利要求1到4中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中第一抽象模型包括具有一狀態(tài)和另一個(gè)狀態(tài)及所述狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的第一狀態(tài)圖，其中第二抽象模型包括具有一狀態(tài)和另一個(gè)狀態(tài)及所述狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的第二狀態(tài)圖，其中第一狀態(tài)圖模擬第一通信層的參數(shù)相關(guān)性能，并且其中第二狀態(tài)圖模擬第二通信層的參數(shù)相關(guān)性能，其中用于確定的該裝置用于把第一參數(shù)集合插入到第一抽象模型中，把第二參數(shù)集合插入到第二抽象模型中，并且通過(guò)根據(jù)信道特性聯(lián)合仿真第一抽象模型和第二抽象模型，來(lái)確定第一優(yōu)化參數(shù)集合和第二優(yōu)化參數(shù)集合以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中用于確定的該裝置(115)包括分析器，該分析器根據(jù)用于信令的信道特性，分析使用第一參數(shù)集合的第一抽象模型和使用第二參數(shù)集合的第二抽象模型，從而在優(yōu)化目標(biāo)不能使用第一參數(shù)集合和第二參數(shù)集合實(shí)現(xiàn)時(shí)，將確定優(yōu)化第一參數(shù)集合或/和優(yōu)化第二參數(shù)集合。
7.如權(quán)利要求1到6中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中優(yōu)化目標(biāo)包括傳輸質(zhì)量的優(yōu)化，其中用于確定的裝置(115)用于通過(guò)仿真使用第一抽象模型的第一通信層的行為和使用第二抽象模型的第二通信層的行為，聯(lián)合確定優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合，其中第一參數(shù)集合和第二參數(shù)集合是初始參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中第一通信層用于編碼信息以提供具有與畸變相關(guān)的信息速率的信息信號(hào)，并且其中第一通信層用于編碼信息信號(hào)以獲得用于發(fā)送的發(fā)送信號(hào)，該發(fā)送信號(hào)具有與位差錯(cuò)概率相關(guān)的數(shù)據(jù)速率，其中用于確定的裝置(115)用于聯(lián)合確定要用于編碼信息以獲得具有與該畸變相關(guān)的信息速率的信息信號(hào)的優(yōu)化第一參數(shù)集合，及用于編碼信息信號(hào)以獲得具有支持該信息速率的數(shù)據(jù)速率的發(fā)送信號(hào)的優(yōu)化第二參數(shù)集合。
9.如權(quán)利要求1到8中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中信息包括多用戶情景中與第一用戶相關(guān)的第一信息以及與第二用戶相關(guān)的第二信息，其中該優(yōu)化目標(biāo)是該第一信息和該第二信息的優(yōu)化傳輸質(zhì)量，其中該第一通信層用于編碼該第一信息以獲得第一信息信號(hào)和第二信息信號(hào)，其中該第二通信層用于編碼該第一信息信號(hào)和該第二信息信號(hào)以獲得要通過(guò)通信信道發(fā)送的復(fù)合信號(hào)，其中用于確定的裝置(115)用于聯(lián)合確定將由該第一通信層用以編碼該第一信息和該第二信息的該優(yōu)化第一參數(shù)集合，以及將由該第二通信層用以編碼該第一信息和該第二信息以?xún)?yōu)化該第一信息和該第二信息的傳輸質(zhì)量的該優(yōu)化第二參數(shù)集合。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中該第二通信層用于調(diào)度該第一信息信號(hào)及該第二信息信號(hào)，使得該第一信息信號(hào)在第一時(shí)間幀內(nèi)發(fā)送，并且該第二信息信號(hào)在第二時(shí)間幀內(nèi)發(fā)送，其中用于確定的裝置(115)用于確定該優(yōu)化第一參數(shù)集合以獲得具有與第一畸變相關(guān)的第一信息速率的該第一信息信號(hào)，以及獲得具有與第二畸變相關(guān)的第二信息速率的該第二信息信號(hào)，并且用于確定該第二參數(shù)集合以獲得具有支持該第一信息速率和該第二信息速率的數(shù)據(jù)速率的復(fù)合信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，其中與該第一用戶相關(guān)的該第一信息包括第一子信息和第二子信息，其中用于確定的裝置(115)還用于確定該第一優(yōu)化參數(shù)集合，該第一優(yōu)化參數(shù)集合將被該第一通信層用于有選擇地編碼該第一子信息和該第二子信息以獲得包括第一和第二子信息的該第一信息信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中用于確定的裝置(115)用于確定用來(lái)在第一信息信號(hào)內(nèi)調(diào)度第一子信息和第二子信息的優(yōu)化第一參數(shù)集合，使得第一子信息和第二子信息位于第一信息信號(hào)中的不同位置。
13.如權(quán)利要求1到12中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中用于確定的裝置(115)用于監(jiān)視由第一系數(shù)集合確定的第一通信層的當(dāng)前狀態(tài)，及由第二系數(shù)集合確定的第二通信層的當(dāng)前狀態(tài)，以提供狀態(tài)信息。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中用于確定的裝置(115)用于根據(jù)狀態(tài)信息判定將確定哪個(gè)優(yōu)化參數(shù)集合以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
15.如權(quán)利要求1到14中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中該優(yōu)化目標(biāo)包括多用戶情景中傳輸質(zhì)量的優(yōu)化，其中信息包括與第一用戶相關(guān)的第一信息以及與該第一用戶相關(guān)的第二信息，與第二用戶相關(guān)的第三信息以及與該第二用戶相關(guān)的第四信息，其中該第一通信層用于調(diào)度該第一信息和該第二信息以獲得與該第一用戶相關(guān)的第一信息信號(hào)，并且其中該第一通信層用于調(diào)度該第三信息和該第四信息以獲得與該第二用戶相關(guān)的第二信息信號(hào)，其中該第二通信層用于調(diào)度該第一信息信號(hào)和該第二信息信號(hào)以獲得調(diào)度的多用戶流，其中用于確定的裝置(115)用于聯(lián)合確定將由該第一通信層用以提供該第一信息信號(hào)和該第二信息信號(hào)的該優(yōu)化第一參數(shù)集合，以及將由該第二通信層用以提供該調(diào)度的多用戶流的該優(yōu)化第二參數(shù)集合。
16.如權(quán)利要求1到15中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中用于提供第一抽象模型和第二抽象模型的裝置(137)用于提供多個(gè)通信層的多個(gè)抽象模型。
17.如權(quán)利要求1到16中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中用于提供優(yōu)化第一參數(shù)集合和優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置(129)包括用于與第一通信層和與第二通信層接口的協(xié)議接口。
18.如權(quán)利要求1到17中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中該第二通信層包括用于調(diào)制的物理層，其中該第二參數(shù)集合包括確定調(diào)制方案的調(diào)制參數(shù)子集，其中用于確定的裝置(115)還用于確定調(diào)制參數(shù)的另一個(gè)子集以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
19.如權(quán)利要求1到18中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中該第二通信層包括用于使用確定前向差錯(cuò)編碼方案的編碼參數(shù)子集進(jìn)行前向差錯(cuò)編碼的數(shù)據(jù)鏈路層，其中用于確定的裝置(115)還用于確定該編碼參數(shù)子集以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
20.一種根據(jù)發(fā)送協(xié)議處理要發(fā)送的信息的通信設(shè)備，該發(fā)送協(xié)議包括多個(gè)協(xié)議層，該通信設(shè)備包括用于提供信息的信息源；如權(quán)利要求1到19中任何一個(gè)所述的用于控制該多個(gè)協(xié)議層的設(shè)備；處理器，用于根據(jù)該協(xié)議層處理該信息。
21.一種根據(jù)接收協(xié)議處理所接收信號(hào)的通信設(shè)備，該接收信號(hào)是通過(guò)通信信道發(fā)送的發(fā)送信號(hào)的接收版本，該發(fā)送信號(hào)包括根據(jù)發(fā)送協(xié)議處理的信息，其中該發(fā)送協(xié)議包括第一發(fā)送協(xié)議層和第二發(fā)送協(xié)議層，其中該第一發(fā)送協(xié)議層的操作模式由第一發(fā)送參數(shù)集合確定，其中該第二發(fā)送協(xié)議層的操作模式由第二發(fā)送參數(shù)集合確定，其中根據(jù)模擬第一通信層和第二通信層的行為的抽象模型成對(duì)確定第一發(fā)送參數(shù)集合和第二發(fā)送參數(shù)集合，其中該接收協(xié)議包括第一接收協(xié)議層和第二接收協(xié)議層，其中該第一接收協(xié)議層的操作模式由第一接收參數(shù)集合確定，并且其中該第二接收協(xié)議層的操作模式由第二接收參數(shù)集合確定，該設(shè)備包括用于接收指示第一發(fā)送參數(shù)集合和第二發(fā)送參數(shù)集合的參數(shù)信息的裝置；用于確定對(duì)應(yīng)于第一發(fā)送參數(shù)集合的第一接收參數(shù)集合，和對(duì)應(yīng)于第二發(fā)送參數(shù)集合的第二接收參數(shù)集合的裝置；用于向第一通信層提供第一接收參數(shù)集合及向第二通信層提供第二接收參數(shù)集合的裝置。
22.一種控制分層通信系統(tǒng)中多個(gè)通信層的操作的方法，該分層通信系統(tǒng)通過(guò)通信信道傳輸信息，其中該多個(gè)通信層的第一通信層的操作由第一參數(shù)集合確定，并且其中該多個(gè)通信層的第二通信層的操作由第二參數(shù)集合確定，該方法包括下列步驟提供該通信信道的特性；提取第一通信層的第一參數(shù)集合和第二通信層的第二參數(shù)集合以確定第一和第二通信層的當(dāng)前狀態(tài)；提供第一抽象模型和第二抽象模型，其中第一抽象模型模擬取決于第一參數(shù)集合的第一通信層的行為，并且其中第二抽象模型模擬取決于第二參數(shù)集合的第二通信層的行為；基于第一抽象模型，第二抽象模型，信道特性和優(yōu)化目標(biāo)，確定由第一通信層使用的優(yōu)化第一參數(shù)集合和第二通信層使用的優(yōu)化第二參數(shù)集合；向該第一通信層提供該優(yōu)化第一參數(shù)集合，以及向該第二通信層提供該優(yōu)化第二參數(shù)集合。
23.一種根據(jù)發(fā)送協(xié)議處理要發(fā)送的信息的方法，該發(fā)送協(xié)議包括多個(gè)協(xié)議層，該方法包括下列步驟提供該信息；根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法控制該多個(gè)協(xié)議層；根據(jù)該協(xié)議層處理該信息。
24.一種根據(jù)接收協(xié)議處理所接收信號(hào)的方法，該接收信號(hào)是通過(guò)通信信道發(fā)送的發(fā)送信號(hào)的接收版本，該發(fā)送信號(hào)包括根據(jù)發(fā)送協(xié)議處理的信息，其中該發(fā)送協(xié)議包括第一發(fā)送協(xié)議層和第二發(fā)送協(xié)議層，其中該第一發(fā)送協(xié)議層的操作模式由第一參數(shù)集合確定，其中該第二發(fā)送協(xié)議層的操作模式由第二發(fā)送參數(shù)集合確定，其中根據(jù)模擬第一通信層和第二通信層的行為的抽象模型成對(duì)確定第一發(fā)送參數(shù)集合和第二發(fā)送參數(shù)集合，其中該接收協(xié)議包括第一接收協(xié)議層和第二接收協(xié)議層，其中該第一接收協(xié)議層的操作模式由第一接收參數(shù)集合確定，并且其中該第二接收協(xié)議層的操作模式由第二接收參數(shù)集合確定，該方法包括下列步驟接收指示第一發(fā)送參數(shù)集合和第二發(fā)送參數(shù)集合的參數(shù)信息；確定對(duì)應(yīng)于第一發(fā)送參數(shù)集合的第一接收參數(shù)集合，和對(duì)應(yīng)于第二發(fā)送參數(shù)集合的第二接收參數(shù)集合；向第一通信層提供第一接收參數(shù)集合及向第二通信層提供第二接收參數(shù)集合。
25.一種計(jì)算機(jī)程序，具有當(dāng)該程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行如權(quán)利要求22或23或24所述的方法的程序代碼。
全文摘要
一種控制分層通信系統(tǒng)的多個(gè)通信層的操作的設(shè)備，其中分層通信系統(tǒng)通過(guò)通信信道發(fā)送信息，該設(shè)備包括提供通信信道的特性的裝置，提取第一通信層的第一參數(shù)集合和第二通信層的第二參數(shù)集合以確定第一和第二通信層的當(dāng)前狀態(tài)的提取器，提供第一抽象模型和第二抽象模型的裝置，其中第一抽象模型模擬第一通信層的特征，并且其中第二抽象模型模擬第二通信層的特征，基于第一抽象模型，第二抽象模型，信道特性和優(yōu)化目標(biāo)確定第一通信層使用的優(yōu)化第一參數(shù)集合和由第二通信層使用的優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置，向第一通信層提供優(yōu)化第一參數(shù)集合及向第二通信層提供優(yōu)化第二參數(shù)集合的裝置。因此，可以實(shí)現(xiàn)通信資源的有效利用。
文檔編號(hào)H04L29/08GK1879389SQ200380110683
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2003年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者沃爾夫?qū)た评諣? 艾克哈德·斯坦柏池, 蔡麗茹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩