率为4. 8肺PS，所需的用户信噪比是3. 716地，则在该阶段中，基站A在传输该层时消耗 的资源粒子个数为TLm= [Ai/Pm] = [64肺ps/4. 8肺ps] = 14;在基站A中剩余的资源 粒子数为Ta- T I m=40-14 = 26 ;
[00创步骤3. 6、将Tmaxi-Tij武值给Tmaxi，从而更新第maxi个传输基站的资源粒子数；
[0063] 步骤3. 7、将1+1赋值给1，并返回步骤3. 3顺序执行，直到1 =L为止；
[0064] 当为视频流的第二层选择资源分配方案时，表3为此时=个基站传输该层能够接 收到该层的用户状况，则基站控制中屯、BSC选择基站B为该层的传输基站；根据贪婪准则， 贪婪算法为视频层的第二个视频层所分配的调制编码方式为第2种调制编码方式MCS2,若 基站B选择MCSz来传输第二个视频层时，第2种调制编码方式MCS2中单个资源粒子能达到 的传输速率为7. 2肺PS，此时所需要的信噪比要达到5. 947地，则基站B传输该视频层消耗 的资源粒子个数为TLm= [Ai/Pm] = [G4肺PS/7. 2肺pS] = 9 ;并剩余町-TLm= 3〇-9 = 21个资源粒子；依次按照上述分配，直至6个视频层传输完毕，则表示基站完成一帖中所有 视频层资源粒子的分配，或者直到=个基站剩余的资源粒子都不能为每个视频层选择一个 合适的调制编码方案为止； 阳0化]表3另一种状态下基站传输时系统用户的瞬时状况
[0066]
[0067] 步骤4、K个基站根据各自所分配的调制编码方式，按照各个视频层的传输速率， 并通过消耗一定的资源粒子数，从而向成个移动设备传输相应的视频层；完成一个视频流 S的传输；
[0068] 前一步基站控制中屯、BSC根据整个系统用户的信道状况W及=个基站的资源粒 子情况为每一个视频层选择了一个合适的传输基站W及调制编码方式，当视频层的传输方 案制定过后基站控制中屯、BSC把该视频层传输给特定的基站，该基站接收到视频层后对它 进行指定的调制编码方式的编码，并按照要求的传输速率通过无线链路传输给系统用户；
[0069] 步骤5、利用式（2)计算Ns个移动设备的效用值之和U:
[0070] 目标函数：孩口） 阳〇川约束条件：玄:1冷",這-1 口） 阳〇巧 以、 阳〇7引H之U乂>而,。斗 巧）
[0074] 式（2)表示Ns个移动设备的累计效用函数值；式（2)中，r1表示第i个移动设备 的累计速率；Ubi)表示第i个移动设备的效用函数值；
[00巧]式（3)表示每个视频层只能选择一种调制编码方式进行传输；式（3)中，Ci,m为 编码指示函数，表示当第1个视频层使用第m种调制编码方式MCSm进行传输时，编码指示 函数为1，否则，编码指示函数Ci,m为0;
[0076] 式（4)表示每个视频层只能被一个基站所传输；式（4)中，为传输指示函数，表 示当视频流的第1个视频层由第k个基站进行传输时，传输指示函数/f为1，否则，传输指 示函数rf为0;
[0077]式（5)表示每个基站传输视频层消耗的资源粒子数目不能多于各个基站自身所 拥有的资源粒子数；式巧）中，T表示第1个视频层在传输速率^ 1下使用第m种调制编 码方式MCSm进行调制编码时所消耗的资源粒子数。
[007引假设系统效用函数为与用户接收速率r成正相关性的非负非递减函数1〇&评，并 且用户接收速率具有累加性，例如，如上所述一个视频层的层速率为64肺PS，若一个用户有 效接收到两个视频层，则他的接收速率为128肺PS，根据可伸缩视频编码的特点可知移动用 户要想解码视频层1，则他必须要正确的解码之前的第1~1-1层；由前几个步骤可知系统 可W有效传输的视频层为一个基础层和4个加强层，每层的固定速率是64肺PS，将数值代 入式（2)，最后所得网络环境中系统效用函数值是：741.8,代表整个网络环境的数据吞吐 量。
【主权项】
1. 一种多基站系统中可伸缩视频的多播资源分配及传输方法，其特征是，所述多基站 系统是由服务器、基站控制中屯、BSC、K个基站、成个移动设备组成；在所述多基站系统中，K 个基站使用不同的频段，且第k个基站包含Tk个资源粒子数；1《k《K;第i个移动设备 能接收任意个基站传输过来的视频数据；1《i《成;假设K个基站要传输一个视频流S给 成个移动设备，则基站控制中屯、BSC是按如下步骤进行一个视频流S内的资源粒子的分配 及视频流S的传输： 步骤1、所述服务器中的视频编码器将所述视频流S分割为由一个基础层和L个加强层 构成的L+1个视频层，并通过光纤传输给所述基站控制中屯、BSC;令所述L+1个视频层中第 1个视频层的传输速率为λ1; 步骤2、令所述基站控制中屯、BSC的调制编码方式为MCS= (MCSi，MCSz，. . .，MCSm，. . .，MCSm} ;MCSm表示第m种调制编码方式；所述Μ种调制编码方式 MCS是按照消耗的资源粒子数从大到小排列而成的；1《m《Μ; 步骤3、所述基站控制中屯、BSC根据成个移动设备的信道状况和Κ个基站的瞬时资源 状况，利用贪婪算法为第1个视频层选择相应的调制编码方式W及传输第1个视频层的基 站；从而为L+1个视频层分配相应的调制编码方式W及所要传输的基站；完成一个视频流S 内的资源粒子的分配； 步骤4、Κ个基站根据各自所分配的调制编码方式，按照各个视频层的传输速率，并通 过消耗一定的资源粒子数，从而向成个移动设备传输相应的视频层；完成一个视频流S的 传输； 步骤5、利用式（1)计算Ns个移动设备的效用值之和U:式（1)表示Ns个移动设备的累计效用函数值；式（1)中，r1表示第i个移动设备的累 计速率；Ubi)表示第i个移动设备的效用函数值； 式（2)表示每个视频层只能选择一种调制编码方式进行传输；式（2)中，为编码 指示函数，表示当第1个视频层使用第m种调制编码方式MCSm进行传输时，编码指示函数 为1，否则，编码指示函数ζl,m为0; 式（3)表示每个视频层只能被一个基站所传输；式（3)中，ff为传输指示函数，表示当 视频流的第1个视频层由第k个基站进行传输时，传输指示函数乂为1，否则，传输指示函 数./f为0; 式（4)表示每个基站传输视频层消耗的资源粒子数目不能多于各个基站自身所拥有 的资源粒子数；式（4)中，τ表示第1个视频层在传输速率λ1下使用第m种调制编码方 式MCSm进行调制编码时所消耗的资源粒子数。2.根据权利要求1所述的多播资源分配及传输方法，其特征是，所述步骤3中的贪婪算 法是按如下步骤进行： 步骤3. 1、初始化1 = 1 ; 步骤3. 2、初始化m= 1 ; 步骤3. 3、所述基站控制中屯、BSC根据K个基站各自所覆盖的移动设备数量，选择覆盖 移动设备数量最多的基站作为第1个视频层的传输基站，记为第maxi个传输基站； 步骤3. 4、利用式（5)计算第1个视频层使用第m种调制编码方式MCSm所消耗的资源 粒子数τi,m: Τl,m=λ 妨 式巧）中，Pm表示使用第m种调制编码方式MCSm时单个资源粒子所能承担的传输速 率. 步骤3. 5、比较第maxi个传输基站的资源粒子数7；。、,大于等于第1个视频层使用第m种 调制编码方式MCSm所消耗的资源粒子数τi,m是否成立，若成立，则表示第max1个传输基站 能使用第m种调制编码方式MCSm进行第1个视频层的传输，并执行步骤3. 6 ;否则，将m+1 赋值给m，并返回步骤3. 4顺序执行，直到m=Μ为止； 步骤3. 6、将7；。、,-吃,。赋值给7；。。、,，从而更新所述第maxi个传输基站的资源粒子数； 步骤3. 7、将1+1赋值给1，并返回步骤3. 3顺序执行，直到1 =L为止。
【专利摘要】本发明公开了一种多基站系统中可伸缩视频的多播资源分配及传输方法，其特征是按如下步骤进行：1一个蜂窝小区内的移动设备接收不同基站传输过来的数据；2将视频流分割成基础层和增强层；3基站控制中心为每个视频层选择一个合适的传输基站决定使用哪种调制编码方式；4多基站根据指定调制编码方式对视频层进行传输，并计算系统中移动设备所接收到的视频层总数及系统效用值。本发明有效利用频谱资源，增加整个系统的效用值，有效提高网络环境整体的吞吐量，从而为用户提供到更好的视频服务质量。
【IPC分类】H04W72/00, H04N21/2343, H04N19/30, H04L1/00, H04B7/02
【公开号】CN105406945
【申请号】CN201510856460
【发明人】黎洁, 张陈香, 鲍忠明, 李奇越, 范海龙, 李伟
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月25日