專利名稱：一種基于中繼的協(xié)作多播方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于中繼的協(xié)作多播方法。
背景技術(shù)：
隨著多媒體無線終端的普及，人們對(duì)無線多媒體業(yè)務(wù)的需求顯著提高。同時(shí)劇增的業(yè)務(wù)需求也讓信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)能源的消耗越來越大，因此如何實(shí)現(xiàn)無線環(huán)境中多媒體的節(jié)能可靠傳輸是下一代無線通信技術(shù)的重要研究領(lǐng)域。生活中多個(gè)用戶可能同時(shí)需求相同的無線多媒體業(yè)務(wù)，比如球賽直播，軟件更新，天氣預(yù)報(bào)等，此時(shí)使用無線多播技術(shù)在相同的信道上為不同用戶傳輸相同數(shù)據(jù)，相較于傳統(tǒng)的無線單播技術(shù)可以獲得更好的資源利用頻率。但是為了滿足所有用戶的業(yè)務(wù)需求，無線多播的數(shù)據(jù)傳輸速率往往受限于其中鏈路最差的用戶，鏈路質(zhì)量較好用戶的通信資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于中繼的協(xié)作多播方法，以解決傳統(tǒng)無線多播技術(shù)中為了保證鏈路較差用戶的可靠傳輸而對(duì)鏈路條件較好用戶造成的信道資源浪費(fèi)問題，并且和傳統(tǒng)多播技術(shù)比較，獲得了更高的吞吐量。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種基于中繼的協(xié)作多播方法，用于一個(gè)蜂窩小區(qū)，該蜂窩小區(qū)包括一個(gè)基站、若干分布在基站和用戶之間的中繼，若干用戶點(diǎn)播相同多播業(yè)務(wù)；包括以下步驟1)基站把待傳輸?shù)亩嗝襟w數(shù)據(jù)(視頻和圖像)用分層編碼方法產(chǎn)生基本層數(shù)據(jù)和增強(qiáng)層數(shù)據(jù)；2)把多播過程分為兩個(gè)階段，第一階段基站廣播基本層數(shù)據(jù)，中繼和用戶嘗試譯碼，正確譯碼的中繼在第二階段參與協(xié)作，正確譯碼的用戶在第二階段接收增強(qiáng)層數(shù)據(jù)；3)第二階段基站廣播增強(qiáng)層數(shù)據(jù)，已經(jīng)正確譯碼基本層數(shù)據(jù)的中繼同時(shí)在相同的信道上發(fā)送基本層數(shù)據(jù)；在第一階段已經(jīng)正確譯碼的用戶在第二階段首先消除來自中繼的干擾并接收來自基站的增強(qiáng)層信號(hào)，第一階段未正確譯碼基本層數(shù)據(jù)的用戶在第二階段接收來自中繼的基本層數(shù)據(jù)；同時(shí)控制第二個(gè)階段中基站的發(fā)送功率，保證基本層的最低傳輸速率要求。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述的步驟1)的具體方法如下基站把待傳輸?shù)亩嗝襟w數(shù)據(jù)根據(jù)其內(nèi)容的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分層編碼獲得基本層和增強(qiáng)層信息，基本層信息可以保證基本的圖像質(zhì)量，增強(qiáng)層在基本層的基礎(chǔ)上提供更豐富的細(xì)節(jié)。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述步驟2)的具體步驟如下2-1)把多媒體數(shù)據(jù)的多播分成兩個(gè)階段，第一階段持續(xù)時(shí)間為T1，基站以功率Pf 廣播調(diào)制后的基本層數(shù)據(jù)符號(hào)，則中繼和用戶接收到的信號(hào)為
公式中上標(biāo)“(1)”表示第一階段的傳輸，Ds, i表示節(jié)點(diǎn)i和基站s間的距離， η為路徑損耗系數(shù)，hs, i表示節(jié)點(diǎn)i和基站s間的瑞利衰落系數(shù)，H1是第一階段節(jié)點(diǎn)收到的均值為0方差為Ntl的高斯白噪聲，A表示基本層的數(shù)據(jù)符號(hào)，則接收信噪比為
權(quán)利要求
1.一種基于中繼的協(xié)作多播方法，用于一個(gè)蜂窩小區(qū)，該蜂窩小區(qū)包括一個(gè)基站、若干分布在基站和用戶之間的中繼，若干用戶點(diǎn)播相同多播業(yè)務(wù)；其特征在于，包括以下步驟1)基站把待傳輸?shù)亩嗝襟w數(shù)據(jù)用分層編碼方法產(chǎn)生基本層數(shù)據(jù)和增強(qiáng)層數(shù)據(jù)；2)把多播過程分為兩個(gè)階段，第一階段基站廣播基本層數(shù)據(jù)，中繼和用戶嘗試譯碼，正確譯碼的中繼在第二階段以譯碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式參與協(xié)作，正確譯碼的用戶在第二階段接收增強(qiáng)層數(shù)據(jù)；3)第二階段基站廣播增強(qiáng)層數(shù)據(jù)，已經(jīng)正確譯碼基本層數(shù)據(jù)的中繼同時(shí)在相同的信道上發(fā)送基本層數(shù)據(jù)；在第一階段已經(jīng)正確譯碼的用戶在第二階段首先消除來自中繼的干擾并接收來自基站的增強(qiáng)層信號(hào)，第一階段未正確譯碼基本層數(shù)據(jù)的用戶在第二階段接收來自中繼的基本層數(shù)據(jù)；同時(shí)控制第二個(gè)階段中基站的發(fā)送功率，保證基本層的最低傳輸速率要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中繼的協(xié)作多播方法，其特征在于，所述的步驟1)的具體方法如下基站把待傳輸?shù)亩嗝襟w數(shù)據(jù)根據(jù)其內(nèi)容的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分層編碼獲得基本層和增強(qiáng)層信息，基本層信息可以保證基本的圖像質(zhì)量，增強(qiáng)層在基本層的基礎(chǔ)上提供更豐富的細(xì)節(jié)； 所述多媒體數(shù)據(jù)為視頻或圖像數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中繼的協(xié)作多播方法，其特征在于，所述步驟2)的具體步驟如下2-1)把多媒體數(shù)據(jù)的多播分成時(shí)間等長(zhǎng)的兩個(gè)階段，第一階段基站以功率巧(1)廣播調(diào)制后的基本層數(shù)據(jù)符號(hào)，則中繼和用戶接收到的信號(hào)為公式中Dsa表示節(jié)點(diǎn)i和基站s間的距離，η為路徑損耗系數(shù)，hs,i表示節(jié)點(diǎn)i和基站 s間的瑞利衰落系數(shù)，H1是第一階段節(jié)點(diǎn)收到的均值為0方差為Ntl的高斯白噪聲，xb表示基本層的數(shù)據(jù)符號(hào)，則接收信噪比為SWf = s幻ι "ι;K2-2)中繼和用戶嘗試對(duì)接收到的基本層信號(hào)進(jìn)行譯碼，用集合Gl表示在第一階段正確譯碼的用戶，用集合G2表示在第一階段未正確譯碼的用戶，用集合C表示正確譯碼的中繼；Gl用戶在第二階段停止接收基本層數(shù)據(jù)，G2用戶在第二階段繼續(xù)接收基本層數(shù)據(jù)，集合C內(nèi)的中繼將在第二階段以相同的調(diào)制編碼方式為G2用戶協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中繼的協(xié)作多播方法，其特征在于，所述步驟3)的具體步驟如下3-1)在多播的第二階段，基站以功率if〕廣播調(diào)制后的增強(qiáng)層數(shù)據(jù)符號(hào)，集合C內(nèi)的中繼以正確接收的基本層數(shù)據(jù)用和基站相同的規(guī)則重新編碼調(diào)制后在多播信道上發(fā)送，所有中繼使用相同的發(fā)射功率if)；此階段任意用戶i接收到的信號(hào)表示為少!2) =+ Σ W^ZAxb ‘WG C公式中、表示基本層的數(shù)據(jù)符號(hào)，Rm表示參與協(xié)作中繼m，其中0 < m < M且m e C，n2 為接收端在第二階段收到的均值為0，方差為Ntl的高斯白噪聲，xe表示增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)符號(hào)；3-2)對(duì)于Gl用戶，中繼發(fā)送的基本層數(shù)據(jù)符號(hào)&是干擾，花費(fèi)信令開銷獲得中繼調(diào)制編碼規(guī)則和Gl用戶與中繼間的信道衰落系數(shù)，并進(jìn)行去干擾，干擾消除后，Gl用戶接收的等效符號(hào)為則Gl用戶接收增強(qiáng)層的接收信噪比可以表示為
5. 一種基于中繼的協(xié)作多播方法，用于一個(gè)蜂窩小區(qū)，該蜂窩小區(qū)包括一個(gè)基站，N個(gè)點(diǎn)播相同多播業(yè)務(wù)的用戶，M個(gè)中繼分布在基站和用戶之間，其特征在于，包括以下步驟1)基站把待傳輸?shù)亩嗝襟w文件根據(jù)內(nèi)容的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分層編碼，輸出基本層數(shù)據(jù)和增強(qiáng)層數(shù)據(jù)；2)、在多播的第一個(gè)階段，基站廣播基本層數(shù)據(jù)2-1)、在多播傳輸?shù)牡谝浑A段，基站以Zf1發(fā)送基本層數(shù)據(jù)，、表示基本層數(shù)據(jù)符號(hào)，噪聲no為方差為Ntl的高斯白噪聲，信道衰落包含路徑損耗和瑞利衰落，任意用戶i的接收到的信號(hào)為
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于中繼的協(xié)作多播方法，包括1)把多媒體數(shù)據(jù)用分層編碼方法產(chǎn)生基本層數(shù)據(jù)和增強(qiáng)層數(shù)據(jù)；2)把多播過程分為兩個(gè)階段，第一階段基站廣播基本層數(shù)據(jù)，中繼和用戶嘗試譯碼，正確譯碼的中繼在第二階段參與協(xié)作，正確譯碼的用戶在第二階段接收增強(qiáng)層數(shù)據(jù)；3)第二階段基站廣播增強(qiáng)層數(shù)據(jù)，同時(shí)正確譯碼的中繼同時(shí)在相同的信道上對(duì)外發(fā)送基本層數(shù)據(jù)；G1用戶在第二階段接收增強(qiáng)層數(shù)據(jù)時(shí)需消除來自中繼的干擾，同時(shí)控制第二個(gè)階段中基站的發(fā)送功率，保證G2用戶滿足基本層的最低傳輸速率要求。該方案實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)中繼協(xié)作方案更高的吞吐量。
文檔編號(hào)H04W4/06GK102547597SQ20121006077
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者任品毅, 劉婧, 盧金城, 吳廣恩, 杜清河, 王熠晨, 陳志剛 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)